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物理学报 2008年第11期57卷 6771-6776页

作者：谭江峡王杜鹃王鑫王茹蔡勖华中师范大学物理科学与技术学院武汉430079 湖北教育学院物理与电子工程系武汉430060

以中国铁路车站作为"节点",每辆列车经过的相邻两个停靠车站之间连接一条"边",构成有方向有权重的中国铁路客运网.首先研究了该网络的拓扑结构,包括连接度、聚集系数、最短路径和强度,结果表明中国铁路客运网的连接度分布,强度分布都是... 详细信息

以中国铁路车站作为"节点",每辆列车经过的相邻两个停靠车站之间连接一条"边",构成有方向有权重的中国铁路客运网.首先研究了该网络的拓扑结构,包括连接度、聚集系数、最短路径和强度,结果表明中国铁路客运网的连接度分布,强度分布都是介于指数分布和幂率分布之间,是一个具有小世界性质的阶层网络.修建铁路需考虑人口分布,行政区域等因素.铁路固定设施成本高,修建完成后很难做变动,因此需考虑诸多空间地理环境对中国铁路客运网的影响,如站点的连接度和站点的相连站点之间的平均行驶距离之间的关系、车站的分布密度与人口密度的关系,省市集团的强度等,这些结果表明中国铁路客运网的修建也是受到地理环境约束的,呈现出优化性.

关键词：铁路客运网拓扑统计小世界地理环境

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基于组合熵优化的铁路客运网配流方法

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东南大学学报（自然科学版） 2014年第1期44卷 216-221页

作者：豆飞贾利民徐杰王莉黄雅坤北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044 北京交通大学交通运输学院北京100044

针对铁路客运网的客流分配问题,以铁路列车开行方案为基础,由各OD间多条旅客出行路径构建铁路客运网.采用广义的旅行费用作为旅客出行路径综合总阻抗的度量,考虑不同铁路线区间客流输送能力和旅客出行路径综合总阻抗,提出不同铁路线区... 详细信息

针对铁路客运网的客流分配问题,以铁路列车开行方案为基础,由各OD间多条旅客出行路径构建铁路客运网.采用广义的旅行费用作为旅客出行路径综合总阻抗的度量,考虑不同铁路线区间客流输送能力和旅客出行路径综合总阻抗,提出不同铁路线区间客流输送能力饱和熵与旅客出行路径综合总阻抗熵等新概念.建立了以OD客流量守恒、旅客换乘次数限制以及客流量非负限制为约束条件,铁路旅客输送能力与旅客出行需求尽可能匹配的客流分配优化模型.根据区间客流输送能力和旅客出行路径综合总阻抗在实际问题中的重要程度,提出了基于组合熵优化的客流分配迭代优化求解算法.算例表明,利用该客流分配模型和算法能够得到更有效更细致的不同出行路径的铁路客流分配方案.

关键词：铁路运输铁路客运网客流分配熵优化模型改进F—W算法

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基于复杂网络理论的铁路客运网特性分析及应急站点区域规划的应用

基于复杂网络理论的铁路客运网特性分析及应急站点区域规划的应用

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作者：张启坤西南交通大学

学位级别：硕士

随着我国基础设施的不断兴建,铁路系统日益完善,目前已形成“八纵八横”的布局规划,铁路客运网作为交通运输系统的主要组成部分之一,与社会经济发展和人民日常出行息息相关,一旦出现突发事件,就会使得铁路客运网遭受不同程度的损害,甚... 详细信息

随着我国基础设施的不断兴建,铁路系统日益完善,目前已形成“八纵八横”的布局规划,铁路客运网作为交通运输系统的主要组成部分之一,与社会经济发展和人民日常出行息息相关,一旦出现突发事件,就会使得铁路客运网遭受不同程度的损害,甚至瘫痪,造成巨大的损失,因此,保障铁路客运网的安全运营具有重要的意义。铁路客运网作为一个典型的、开放的运输系统,其内部结构与运行规律随着路网的扩大而变得日益复杂。传统的铁路的应急措施侧重于应急管理体制与机制分析、人员疏散、救援基地选址和资源调配等方面,很少关注日益增长变化的路网结构,从网络拓扑结构角度出发对铁路客运网进行研究,能为铁路应急管理与救援提供新的参考。本文运用复杂网络理论,对全国铁路客运网进行了特性分析,其主要工作与研究结论如下:(1)介绍了复杂网络基础理论,并在此基础上对铁路客运网的拓扑结构进行分析。通过分析相关统计参数可知,铁路客运网覆盖范围广,车站之间链接合理,发车次数多,布局呈现区块性特点;同时在不考虑权重影响的情况下,铁路无权客运网呈现出小世界、无标度特性。(2)以铁路无权有向客运网为例,对铁路客运网的鲁棒性进行了仿真分析,发现铁路客运网的路网结构在面对随机攻击时呈现鲁棒性,面对蓄意攻击时呈现脆弱性,且攻击介数较大的车站相比起度值较大的车站而言,更容易使路网崩溃,一定程度上反应了度值、介数较大的车站在路网中重要作用,为铁路应急管理工作提供了参考。(3)以复杂网络理论为基础,提出铁路站点重要性评估的方法,定义了站点重要性指标,并对全国铁路客运网进行了实例应用,得到了33个重要性站点,并对这些站点的分布情况进行了相应的分析,给出了一些铁路应急站点区域规划与建设方面的相关建议。

关键词：复杂网络铁路客运网特性分析鲁棒性区域规划

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复杂网络视角下铁路快运网的优化规划策略

复杂网络视角下铁路快运网的优化规划策略

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第五届全国复杂网络学术会议

作者：刘杰赵志冲李先锋武汉科技学院非线性科学研究中心武汉科技学院理学院

从复杂网络分析视角出发,本文提出了一类新的基于复杂网络之"介数+效率"联合分析方法,对运输网络进行优化规划研究,并以中铁快运网络的优化扩容改造分析为例说明了本文分析方法的可行性。首先,本文通过分析构建的运输网络的基本数字特征... 详细信息

从复杂网络分析视角出发,本文提出了一类新的基于复杂网络之"介数+效率"联合分析方法,对运输网络进行优化规划研究,并以中铁快运网络的优化扩容改造分析为例说明了本文分析方法的可行性。首先,本文通过分析构建的运输网络的基本数字特征,如网络度分布、平均聚类系数、网络平均路径长度与直径、全局效率、度度关联系数、平均节点中心性介数、平均网络节点接近性系数等,揭示了现有铁路网和中铁快运网是一类介于规则网络与小世界网络之间的一类特殊的"正相关"人工网络。总体看来,该网络不具备典型的自组织演化网络的典型无标度特性。其次,本文提出了将网络"介数分析"与网络"全局效率分析"进行联合,遴选备选"新增快运线路"的新方法,即从现有运营网络各站点中介值较大运营站点出发,在现有客运网络路线或规划线路中寻找新增快运营运线路。数值仿真研究发现,本文提出的各类方案均能使改造后运营网络的全局效率获得一定提高:新增单条线路导致快运网络全局效率提升最高达4.69%;若合并新增六条线路则将改造后快运网络的全局效率提升近15%。本文研究结果对于我国快运网络的进一步优化规划建设具有一定参考意义。

关键词：复杂网络公共交通网铁路客运网中铁快运网络 "介数+效率"联合分析法

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中国城市客运交通网络的研究

中国城市客运交通网络的研究

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作者：潘四军扬州大学

学位级别：硕士

人们发现,几乎所有的复杂系统都具有网络的结构,复杂网络的研究已成为当前科学前沿的一个研究热点。这种研究方法把复杂系统简化为节点以及连结节点的边的集合。节点代表系统的基本单元,边代表节点之间的相互作用,每个节点和每条边都可... 详细信息

人们发现,几乎所有的复杂系统都具有网络的结构,复杂网络的研究已成为当前科学前沿的一个研究热点。这种研究方法把复杂系统简化为节点以及连结节点的边的集合。节点代表系统的基本单元,边代表节点之间的相互作用,每个节点和每条边都可以加上称为“权”的不同的说明。实际系统基本单元及其互相作用关系都是多种类且非常错综复杂的,一般很难找出所有种类都遵循的普适规律。我们总是希望找出某一类系统的实证统计性质共性,然后建立网络演化模型,阐释其内在的动力学机制。随着社会经济的日益发展,各种交通网络对于人类活动的重要性不言而喻,因此,引起国内外众多学者进行研究。据我们所知,人们仅是单一地去研究公路网、航空网以及铁路网。然而人们出行通常换乘不同的交通工具,实际上交通网络是一个复合的网络,因此有必要去研究复合交通网络的实证性质。长江三角洲地区是我国经济发展水平最高、外向型经济最活跃、城市化水平最高的地区之一,在全国经济社会发展中占有重要战略地位,但是相对落后的区域综合交通已成为阻碍长江三角洲地区经济一体化快速发展的重要因素。本论文从复杂网络的角度,对中国长江三角洲地区公路、铁路、航空、水运四种单一客运交通网构成的客运交通复合网进行了实证研究,针对客运交通网络我们提出了两个新的统计参量:“缺完全度”和“方便性”。我们尝试提出一个简单的交通网络演化模型。根据中国长三角地区城市2004年的GDP和人口,利用重力模型预测两个城市之间的客流量,再考虑在总的客流量里,不同工资段的人选择不同交通工具的概率,估计两城市之间不同交通工具的客流量,然后提出一个节点数固定,边数增加的交通演化模型,其中加边的概率既考虑两个城市之间该种交通工具的客流量,还有两个城市的点权(定义为GDP和人口的乘积),模型模拟的统计性质与长三角客运网的实证结果基本符合。由于中国长江三角洲地区交通网络的规模较小,网络统计性质可能很大程度上受区域面积和地理因素的影响。在此基础上研究了中国大陆公路、铁路、航空客运网及其复合客运网。在无权和加权的情况下对网络的一些主要统计性质进行了实证研究与分析。网络的度分布、边权分布和点强度分布都可以统一为SPL分布,只是参数α不同。公路、铁路、复合交通客运网络的近邻度相关性在无权情况下,当度小于一定值时,表现出正相关性,当度大于一定值时,表现出负相关性;而在加权情况下,未表现出相关性。航空客运网络在加权和无权情况下的近邻度相关性都表现出负相关性。对于公路、铁路、复合交通客运网络的集群系数与度的关系,在无权情况下可以近似表示为C(k)～k,而在加权情况下,加权集群系数C(k)在所有的度值k上变化不大。而航空客运网络在加权和无权情况下的集群系数与度的关系,都可以近似表示为C(k)～k和C(k)～k。这些结果与其他地区存在不同,这是由中国城市客运网络自身的规模和特点所决定的。

关键词：复杂网络公路客运网铁路客运网航空客运网复合网

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