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多层耦合空间网络交通性能及路由算法研究

多层耦合空间网络交通性能及路由算法研究

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作者：赵久强浙江工业大学

学位级别：硕士

网络科学作为一门新兴的交叉学科,主要通过统计物理学的方法和概率论对复杂网络的网络拓扑结构和动力学特性进行定量和定性分析,研究内容主要包含了复杂网络的拓扑分析、演化机理、网络的传播动力学、稳定性和鲁棒性等。因此,探索网络... 详细信息

网络科学作为一门新兴的交叉学科,主要通过统计物理学的方法和概率论对复杂网络的网络拓扑结构和动力学特性进行定量和定性分析,研究内容主要包含了复杂网络的拓扑分析、演化机理、网络的传播动力学、稳定性和鲁棒性等。因此,探索网络科学的理论研究和实际应用已经成为国内外比较前沿的领域之一,具有非常广泛的理论价值和社会价值。本文结合网络科学的相关知识,主要研究了多层耦合空间网络上的交通性能和路由算法,主要包括以下三个内容:(1)构建基础核心耦合网络模型,其中核心网络对改善整个网络性能有重要的作用,例如公交网络中的地铁网络类似于提到的核心网络,具有运输量大,速度快,可减少大量的通勤时间等优点,但是它的构造成本较高;公交车作为基础网络,具有覆盖面广,构造成本低等优点。基于上述模型,我们选择不同结构的空间网络以及不同的耦合强度,在此基础上探究不同的OD矩阵分布情况对耦合网络的影响,通过计算不同情况下耦合网络的平均最短路径和基尼系数对耦合网络进行评价。(2)基于公交车站路线信息和公共自行车站点位置信息,提出了一种“公交车-公共自行车-步行”模式的多层空间嵌入式网络模型。通过对中国杭州和宁波两个城市的公交系统进行网络分析并和加入短距离自行车站点对与短距离步行站点对的新模型进行对比,发现新模型的空间网络特性有很大的改善。同时,结合公共自行车网络,设计了一种“公交车-公共自行车-步行”多模式换乘算法,并将该算法结合现有的高德地图初步实现。(3)提出一种考虑地铁周围拥堵区域“地铁-公交车-公共自行车-步行”的多模式换乘算法,该算法旨在解决地铁周围拥堵区域以公共自行车代替公交车优化换乘问题,以较小的代价实现效率出行的目的。该策略在地铁周围的拥堵区及拥堵时段起到的效果较好。本文最后对该部分研究内容进行了总结和展望,提出了本文部分未完善的地方和未来的主要工作内容。

关键词：网络科学耦合网络多模式换乘公共自行车空间网络

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