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城市公交网络的有限时间平衡性问题

重庆交通大学学报（自然科学版） 2023年第12期42卷 99-105页

作者：张春梅李冉阳惠西南交通大学数学学院四川成都610031

借助复杂网络的有限时间同步研究随机城市公交网络(公共汽车交通网络)的有限时间平衡问题。由于城市公交网络是典型的复杂网络,所以基于复杂网络中驱动-响应系统概念(驱动系统表示理想状态下平衡运行的城市公交网络,响应系统表示实际运... 详细信息

借助复杂网络的有限时间同步研究随机城市公交网络(公共汽车交通网络)的有限时间平衡问题。由于城市公交网络是典型的复杂网络,所以基于复杂网络中驱动-响应系统概念(驱动系统表示理想状态下平衡运行的城市公交网络,响应系统表示实际运行的城市公交网络),先用图论方法间接构建全局李雅普诺夫函数。再结合有限时间控制策略和稳定性理论等使得驱动系统和响应系统在有限时间内实现同步。因此在城市公交网络中,通过合适的交通调度,受到随机干扰后的网络可以和理想状态下(平衡运行)的网络的运行状态在有限时间内达到一致。即受到随机干扰的城市公交网络能在有限时间内恢复平衡运行。最后,通过数值算例来验证理论结果的有效性和可行性,用Chua系统作为顶点系统,用小世界网络刻画城市公交网络。

关键词：交通运输工程有限时间同步图论方法随机扰动城市公交网络

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基于站点线路数的城市公交网络鲁棒性研究

电子科技大学学报 2022年第4期51卷 630-640页

作者：谢怡燃李国华杨波昆明理工大学数据科学研究中心昆明650500 昆明理工大学理学院昆明650500

以成都、重庆、昆明、贵阳和拉萨的公交站点网络为例,研究了节点依据站点线路数(途经某车站的公交线路总数)失效后网络的鲁棒性,并将所得结果与随机失效、度值选择性失效和介数值选择性失效进行了比较。首先分析了网络的拓扑特性;然后... 详细信息

以成都、重庆、昆明、贵阳和拉萨的公交站点网络为例,研究了节点依据站点线路数(途经某车站的公交线路总数)失效后网络的鲁棒性,并将所得结果与随机失效、度值选择性失效和介数值选择性失效进行了比较。首先分析了网络的拓扑特性;然后研究了不同节点失效方式下网络的静态鲁棒性;最后基于负载-容量级联失效模型,研究了网络的动态鲁棒性。结果显示:1)各城市累积度分布和累积站点线路数分布近似服从指数分布;2)公交站点网络的静态鲁棒性与网络的拓扑结构密切相关,累积度分布的指数越大,度值选择性失效下的网络越脆弱;3)与静态鲁棒性的结果相反,在考虑级联失效时,动态度值选择性失效对网络的破坏性弱于静态度值选择性失效。

关键词：级联失效复杂网络鲁棒性站点线路数城市公交网络

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城市公交网络级联失效分析

山东建筑大学学报 2023年第5期38卷 105-113页

作者：李树彬林兆丰孔祥科高佩佩陈孟飞山东建筑大学交通工程学院山东济南250101 山东警察学院交通管理工程系山东济南250014 山东轨道交通勘察设计院有限公司山东济南250001

为提高城市公交网络(Urban Public Transit Network,UPTN)的抗毁性,基于复杂网络理论系统性研究了UPTN级联失效。以厦门市公交网络为例,利用改进的Space-L方法构建UPTN,设定网络效率、网络最大连通率和故障站点比率作为网络抗毁性的度... 详细信息

为提高城市公交网络(Urban Public Transit Network,UPTN)的抗毁性,基于复杂网络理论系统性研究了UPTN级联失效。以厦门市公交网络为例,利用改进的Space-L方法构建UPTN,设定网络效率、网络最大连通率和故障站点比率作为网络抗毁性的度量指标,基于非线性负荷-容量的UPTN级联失效模型研究了网络在级联失效下的抗毁性,并对比无级联失效下的网络抗毁性。结果表明:容量参数α的减少或β的增加,对网络抗毁性有着显著的提升;当β处于临界阈值时,小幅增加β,网络抗毁性呈现出突增现象;当α=0.2、β=0.7时,网络具有较强的抗毁性,网络在级联失效下可抵挡283次蓄意攻击、575次随机攻击;有、无级联失效下,网络均对蓄意攻击具有脆弱性,对随机攻击具有稳定性,而考虑级联失效情况下的网络,其脆弱性更为明显。

关键词：城市公交网络复杂网络抗毁性分析级联失效非线性负荷-容量模型

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城市公交网络抗毁性研究

城市公交网络抗毁性研究

作者：张玉红重庆大学

学位级别：硕士

公共交通系统重要组成部分之一的城市公交系统,是城市发展的基础设施,同时成为连接城市经济技术、文化等活动的纽带,在社会发展中占据重要地位,但是城市公交网络时常遭受随机或蓄意攻击,导致网络抗毁性下降,严重影响网络运营的可达性和... 详细信息

公共交通系统重要组成部分之一的城市公交系统,是城市发展的基础设施,同时成为连接城市经济技术、文化等活动的纽带,在社会发展中占据重要地位,但是城市公交网络时常遭受随机或蓄意攻击,导致网络抗毁性下降,严重影响网络运营的可达性和准时性,使乘客出行距离增大,破坏整个交通网络的正常运行,造成不好的社会影响。城市公交网络包含大量的公交站点和复杂的线路网,是一个非常典型的复杂网络。深入研究复杂网络理论及应用为分析城市公交网络抗毁性提供了新的思路和新的方法,对保障乘客出行、优化城市公交网络结构和功能、提高城市公交系统运输服务质量和运营安全等有着极其重要的意义。论文研究的主要内容有:首先在分析复杂网络抗毁性的基础上对城市公交网络抗毁性进行定义,同时分析影响城市公交网络抗毁性的主要因素。然后基于Space L方法考虑站点间距离、路段行程时间可靠性和路段连通可靠性,将其作为网络中边的权重,分别构建城市公交网络模型,并提出相对应的抗毁性度量指标,建立静态攻击策略、动态攻击策略和单独攻击策略对网络节点进行删除操作以及对边采取单独攻击策略的抗毁性仿真模型。最后,以现实城市公交网络为例,在软件Matlab的辅助下,仿真不同攻击策略对城市公交网络攻击的过程,并对不同攻击策略下公交网络的抗毁性情况进行详细分析。基于复杂网络理论对城市公交网络抗毁性进行分析研究,有利于更好地规划改造城市公交网络,增强网络抗毁能力、城市公交系统运输服务质量和运营安全等具有极其重要的现实意义,并为城市公交网络抗毁性研究提供不同思路和方向。

关键词：城市公交网络复杂网络抗毁性行程时间可靠性连通可靠性

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城市公交网络的鲁棒性分析模型

华南理工大学学报（自然科学版） 2010年第3期38卷 70-75,81页

作者：段后利李志恒张毅清华大学自动化系北京100084

城市公交网络的鲁棒性是考核城市公交系统性能的重要指标,对其进行分析有助于更好地提出评价和优化措施.文中基于二分图模型,构建了城市公交系统的公交原始网络模型、公交站点网络模型和公交线路网络模型,定义了城市公交网络的拓扑结构... 详细信息

城市公交网络的鲁棒性是考核城市公交系统性能的重要指标,对其进行分析有助于更好地提出评价和优化措施.文中基于二分图模型,构建了城市公交系统的公交原始网络模型、公交站点网络模型和公交线路网络模型,定义了城市公交网络的拓扑结构鲁棒性指标,提出了针对大规模网络的鲁棒性分析的快速算法.最后以北京市公交系统为例,对3种公交网络模型在随机攻击和蓄意攻击下的鲁棒性进行了分析.结果表明:公交网络与随机网络相比,对于随机攻击方式的鲁棒性差别不大,但是对于按度数和按介数的攻击方式的鲁棒性要差于随机网络.

关键词：城市公交网络鲁棒性分析二分图模型复杂网络

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城市公交网络的拓扑结构和演化模型研究

城市公交网络的拓扑结构和演化模型研究

作者：汪涛南京航空航天大学

学位级别：硕士

城市公共交通系统可以抽象为由公交线路和停靠站点构成的复杂网络,这个网络的拓扑结构对公共交通系统的功能具有重要影响。因此,本文运用复杂网络的统计学研究方法分析了公交网络最有代表性的两个实体——地铁网络和公共汽车运输网络的... 详细信息

城市公共交通系统可以抽象为由公交线路和停靠站点构成的复杂网络,这个网络的拓扑结构对公共交通系统的功能具有重要影响。因此,本文运用复杂网络的统计学研究方法分析了公交网络最有代表性的两个实体——地铁网络和公共汽车运输网络的拓扑结构特性。研究表明:L空间地铁网络是一个树状网络,而P空间地铁网络是一个小世界网络;L空间和P空间公共汽车运输网络有着大的集聚系数和小的平均路径长度,都是典型的小世界网络,且P空间公共汽车运输网络的小世界效应更加明显。公共交通网络的拓扑结构特性源于其内在的演化生成机制。本文通过实证研究发现,公交网络中经过站点的线路数分布服从幂律分布,节点的度分布服从指数分布。基于此,提出了公交网络的演化生成机制——线路择优连接和站点随机游走机制,并构建了公交网络的演化模型。数值仿真结果表明,模型反映了公交网络演化生成过程的关键要素。应用复杂网络理论对城市公交网络进行连通抗毁性评价,对于确立公交网络中关键的枢纽点,预防公交网络遭到协同攻击和破坏等具有重要意义。本文从复杂网络通常所面临的两种攻击——随机性攻击和选择性攻击来考察公交网络的连通抗毁性,并确立最大连通子图的相对大小和网络的效率为公交网络的连通抗毁性评价指标。随后对国内4个城市公共汽车运输网络的连通抗毁性进行了计算机仿真实验,发现其在选择性攻击时抗毁性较弱,而对随机性攻击却具有较强的鲁棒性。最后本文结合南京市公共汽车运输网络给出了一些网络预防与优化对策。

关键词：复杂网络城市公交网络拓扑结构演化模型随机实效选择攻击

考虑行程时间可靠性的城市公交网络抗毁性研究

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计算机应用研究 2020年第S02期37卷 34-36,40页

作者：张玉红尹小庆莫宇迪林云重庆大学机械工程学院重庆400044

城市公交网络作为城市公共交通系统的重要组成部分,在经济发展、城市建设和居民生活中占有非常重要的地位。但是城市公交网络常遭受随意或蓄意攻击,导致行程时间可靠性下降,严重影响网络运营的准时性。因此,基于Space L方法构建考虑行... 详细信息

城市公交网络作为城市公共交通系统的重要组成部分,在经济发展、城市建设和居民生活中占有非常重要的地位。但是城市公交网络常遭受随意或蓄意攻击,导致行程时间可靠性下降,严重影响网络运营的准时性。因此,基于Space L方法构建考虑行程时间可靠性的城市公交加权网络模型,并提出网络连通率和网络行程时间可靠度抗毁性度量指标,考虑行程时间可靠性的情况下研究城市公交网络的抗毁性。结果表明,城市公交网络的行程时间可靠性对蓄意攻击更加敏感,往往在蓄意攻击早期发生大幅度下降;动态攻击策略下网络行程时间可靠性下降更快,且考虑局部和全局信息的蓄意攻击都对网络行程时间可靠性具有重要影响;对网络行程时间可靠性影响大的重要节点常处于多条公交线路的汇集处,重要边常与重要节点连接。研究结果对提升城市公交网络行程时间可靠性,保证运营的准时性具有重要理论指导意义。

关键词：城市公交网络抗毁性行程时间可靠性准时性复杂网络理论

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P空间模型支持下城市公交网络空间结构分析

地理信息世界 2022年第4期29卷 10-16页

作者：黄兰兰程钢张启华路晓明河南理工大学测绘与国土信息工程学院河南焦作454003 江苏省地质测绘院江苏南京210000 河南省自然资源调查规划院河南郑州450052

利用P空间模型组织焦作城市公交网络,结合复杂网络科学,分别以乡镇(街道)和公里网格为基本空间单元,分析网络特征,对节点进行聚类和耦合协调性分析。结果显示:焦作公交系统存在线路分布不合理、站点分布密度不均、服务盲区等问题;焦作... 详细信息

利用P空间模型组织焦作城市公交网络,结合复杂网络科学,分别以乡镇(街道)和公里网格为基本空间单元,分析网络特征,对节点进行聚类和耦合协调性分析。结果显示:焦作公交系统存在线路分布不合理、站点分布密度不均、服务盲区等问题;焦作公交网络节点的中心集聚性较强,节点的聚集与主要功能相关,主要功能为教育、娱乐的节点与周围节点的聚集性更强;焦作公交网络服务与实际需求的协调性不理想,多数节点处于弱协调和轻度失调状态。本文最终得出焦作公交网络与城市居民出行需求匹配不一致的结论,可为焦作公交系统规划提供科学参照。

关键词： P空间模型城市公交网络地理空间网络分析聚类耦合协调

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城市公交网络复杂性实证研究

商业时代 2008年第7期 60-61,59页

作者：张玮朱金福南京航空航天大学

本文从城市公交和复杂网络研究现状出发,阐述了城市公交复杂网络建模的三种方法,并以江苏南京市公交网络为例,分析城市公交网络的几何特性,以期为设计和优化城市公交网络提供借鉴。

关键词：城市公交网络复杂网络复杂性