基于双层复杂网络的城市交通网络协同优化方法

论文摘要

针对城市交通网络中旅客在公共交通出行路径选择时面临的地铁与公交双层网络在换乘衔接协同中存在的部分换乘站点之间距离过远、衔接导向不明确、局部换乘供需不平衡等问题,提出基于双层复杂网络的城市交通网络协同优化方法。首先,采用逻辑网络拓扑方法对城市交通网络进行拓扑,并基于复杂网络理论建立地铁-公交双层网络模型。然后,以换乘车站为研究对象,提出一种基于K-shell分解法和中心性权重分配的节点重要度评价方法,对大规模网络中的地铁、公交车站进行粗粒度和细粒度划分和识别,并在此基础上提出一种相互激励的双层城市交通网络协同优化方法,即在双层网络结构优化中引入复杂网络理论中对于网络拓扑中节点重要度的识别和筛选方法,通过对路径选择中高集聚效应的识别和有利节点的定位更新双层网络结构以优化现有网络的车站布局和衔接关系。最后,将提出的方法应用于成都市地铁-公交网络,优化了现有网络结构,得到了现有网络的最佳优化节点位置和优化数量,并且通过相关指标系统验证了该方法的有效性。实验结果表明,采用该方法优化32次后的网络全局效率达到最优,和平均最短路径的优化效果分别为15.89%、16.97%,旅客换乘行为提升57.44个百分点;优化方法对旅行成本在8 000～12 000 m的可达性影响最明显,优化效果平均达到23.44%;同时引入双层网络速度比和单位交通成本比,突出了不同运营状况下交通网络对协同优化过程的反应和敏感度的不同。

论文目录

0 引言

1 理论与模型

1.1 城市交通双层网络模型

1.2 基于双层复杂网络的地铁-公交换乘模型

2 本文方法

2.1 双层网络节点重要度评价方法

2.1.1 基于Pajek的城市交通网络核心节点K-shell分层

2.1.2 复杂网络节点重要度中心性权重分配方法

1)度中心性。

2)紧密度中心性。

3)介中心性。

2.2 双层网络节点更新方法

2.2.1 城市交通双层网络协同优化方法

2.2.2 网络协同进化评价与分析

1)网络平均最短路径APL。

2)网络全局效率。

3)双层网络协作强度。

4)可达性。

2.3 模型的假设

3 案例分析

3.1 基于双层复杂网络的城市交通网络协同进化方法

3.2 协同优化过程评价与分析

4 结语

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 陈晓明,李引珍,沈强,巨玉祥

关键词: 城市交通网络,双层复杂网络,协同优化,节点评价,协作强度

来源: 计算机应用 2019年10期

年度: 2019

分类: 信息科技,基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 数学,公路与水路运输

单位: 兰州交通大学交通运输学院

分类号: O157.5;U12

页码: 3079-3087

总页数: 9

文件大小: 2470K

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基于双层复杂网络的城市交通网络协同优化方法

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