基于空间句法的上海、北京城市轨道交通网络拓扑分析及比较

不同的轨道交通网络结构对居民出行的的便捷程度有很大的影响.本文基于空间句法理论,对我国城市轨道交通最发达的两个主要城市上海和北京的轨道交通网络进行了拓扑分析,量化分析了两个城市轨道交通网络不同线路的便捷程度;并通过对比分析对两个城市的交通网络进行了评价,对可达性较差的轨道交通网络及站点提出了建议.     

城市轨道交通换乘站点失效下网络脆弱性分析

城市轨道交通换乘站点失效会导致网络性能下降,使得系统表现出较高的脆弱性,换乘站点失效下网络脆弱性分析对于保障系统运营安全具有重要意义.考虑城市轨道交通网络和外部公共交通网络的耦合关系,分析换乘站点失效后的乘客广义出行费用,对乘客出行选择行为进行建模;从运营服务网络性能下降的视角,提出了网络脆弱性定量评估指标;对路网拓扑...     

基于GCN的复杂网络关键节点识别研究

准确识别出网络中的关键节点是复杂网络研究的重要内容之一.现存的关键节点识别方法多数是基于网络结构提出的中心性度量方法,识别准确率低且适用范围具有局限性.因此本文提出了基于图卷积网络的关键节点识别方法,不仅考虑了节点属性,还考虑了网络结构和邻居节点结构.首先,根据网络图例数据提取多维度特征并构建特征向量;其次,将节点特征向量输入到GCN层学习;最后,通过回归损失函数计算出最小损失,识别出关键节点.本文选取传播动力学中的SIR模拟实验和牵制控制实验作为评价方式,在不同类型的真实网络上进行验证.结果表明本文提出的方法在适用范围和准确率方面较其他方法更具优势.     

城市轨道交通网络动态瓶颈识别方法

为有效识别城市轨道交通网络中线路及车站动态瓶颈,给实时有效的运营组织策略实施提供依据。以容量不受限制为前提,以乘车时间、换乘时间及换乘次数为乘客出行路径选择影响因素,进行了理想化的网络客流分配。在此基础上,构建了基于服务水平的车站动态瓶颈识别方法以及基于交通流客流密度模型并加以改进的线路动态瓶颈识别方法,最后以算例验证方法的可实施性。研究结果表明:该方法可实施性较强,能有效识别网络中车站及线路动态瓶颈,在实际运营中应以动态瓶颈为依据指导瓶颈疏解措施的有效实施,以提升城市轨道交通网络的承载能力。     

城市轨道交通网络鲁棒性分析

为保障城市轨道交通运输网络的安全运营,使城市轨道交通网络改、扩、建优化策略更具有针对性,提升网络抗毁能力。通过复杂网络理论构建城市轨道交通网络路网模型,该模型引入虚拟换乘边概念,便于准确地描述网络中边的权重,并通过提出改进的边权函数以及交通流动态分配原则,建立了网络级联失效模型。以郑州市城市轨道交通网络进行了实证分析,结果表明:改进后的城市轨道交通网络级联失效模型能更为准确地仿真网络级联失效过程;网络在选择性攻击和随机性攻击下选择性攻击网络所呈现的鲁棒性较差。可见对于城市轨道交通网络优化时,应该重视提升关键节点的鲁棒性,实现网络高效运转。     

风险扩散下城市群多模式交通网络的韧性演化

深入分析风险扩散阶段城市群多模式交通网络的动态韧性演化特征，有助于提高城市群风险抵御能力。本研究基于复杂网络理论及其扩展理论，以城市群公路、铁路、航空网络为基础，构建城市群多模式多层次交通网络模型，将节点度、节点介数与可达性相匹配，分析其风险扩散下的静态拓扑特征；以级联失效动力学理论为基础，考虑不同阶段节点初始风险水平、风险预警阈值与风险抵御能力，根据影响风险扩散的节点与连边测度指标，构建风险动态扩散模型；考虑风险冲击下结构、功能变化特征，构建网络结构、功能韧性测度模型，并通过其耦合值表征多模式交通网络韧性性能。以关中平原城市群多模式交通网络为研究对象，运用Python Networkx和Matlab网络分析工具，就不同的风险扩散方式、网络可靠性、冗余性、鲁棒性和节点风险处理能力系数，对风险扩散阶段城市群多模式交通网络的动态韧性演化进行仿真分析。结果表明：模型结果与实际相符，提升网络可靠性、冗余性、鲁棒性和节点风险处理能力，能有效增强网络韧性；相较于基于节点测度的风险扩散方式，基于连边测度的风险扩散方式对韧性性能影响更大，说明线路层次等级分布相较于数量对城市群多模式交通网络的韧性性能影...     

城市轨道交通网络突发事件影响客流量的计算

城市轨道交通网络发生突发事件而造成临时性中断后,因列车运行延误具有传递性和扩散性,此时各相关车站会形成延误客流、绕行客流及损失客流.引入图论的方法建立城市轨道交通网络局部中断评价模型;再结合轨道网络单位时段内各站点间的起讫点出行分布历史或预测矩阵,得到了在各个受影响站点的各种受影响客流的评价模型.根据这些模型可以得到网络节点破坏后各相关站点随着时间的推移而不断变化的受影响客流量、绕行客流量、拥堵客流量、延误客流量、损失客流量、损失时间等参数.通过对上海轨道交通的局部网络的分析计算,证明了该应急处置参考模型的有效性.     

城市轨道交通网络布局的双层优化模型

为了有效布设轨道交通网络,考虑可达性约束与轨道线网合理规模约束,建立了城市轨道交通网络布局优化的双层模型。该模型上层为一个多目标函数,其使得总出行时间最少,轨道交通线网总长度最少及总换乘次数最少;下层通过容量限制分配方法将客流在轨道交通线网上进行分配。算例结果表明,运用该双层模型可对所有可能的轨道交通线路进行筛选,并得到最优的线路网络布设方案。该模型可用于城市轨道交通规划中,对线路网络进行优化布局。     

大客流冲击下北京市轨道交通网络稳定性

为了减少轨道交通站点运营不稳定现象的发生,优化轨道交通网络结构,提升网络运营效率,对大客流冲击下的轨道交通运行稳定性进行研究。以北京市轨道交通网络为例,采用L空间法构建以轨道站点为节点、相邻站点线路为连边的北京市轨道交通网络模型;仿真分析了节点度、平均路径长度、聚类系数、网络直径、网络效率等特征参数值和其分布规律。根据事件类型将站点分为功能减弱站点和功能中断站点,并分别采用客流传播模型和网络效率模型,仿真量化了不同事件类型发生背景下的网络稳定性。研究结果表明:现阶段北京市轨道交通网络具有无标度网络的特征,网络可达性较好,聚类系数较小,网络连通性有待提高;当换乘站因超大客流出现而功能减弱时,若相邻站点数S≤7时,网络中拥挤站点拥挤状态可自行消退,且相邻站点数与拥挤消退所需时间呈负相关;当换乘站出现功能中断时,网络效率值会显著降低,破坏站点的重要度系数在(0.75,1]范围时对网络效率的影响最大,在(0,0.5]范围时对网络效率的影响最小。该研究结果为及时发现轨道网络关键点及其薄弱环节,保障超大客流背景下的城市轨道交通网络安全运营提供依据,也为大客流冲击下的北京市轨道网络应急方案的制定提供决策支持。     

基于时空特征的城市轨道交通客流量预测方法

随着城市轨道交通网络运营里程的不断增长及网络承载客流量的不断提高,特定站点客流量极易发生急剧变化,这种变化引起整个网络客流量的不均匀分布,从而增加运营调度的难度和运营事故的发生概率.本文以城市轨道交通实际运营中采集的大量客流数据为基础,从时间和空间两个维度分析城市轨道交通客流分布的特点,并进一步提出基于贝叶斯网络的客流量预测方法,实现对特定站点的客流量预测.本实验完全基于实际数据,结果表明:预测客流量平均绝对百分比误差基本在0.1以下,预测准确程度较高.     

城市轨道交通可达性提高和住宅价格增值关系

从分析影响因素出发,将城市轨道交通对住宅价格的影响分解为交通效益和集聚效益,并建立可达性提高计算模型进行量化.以上海市轨道交通11号线的16个车站为例对可达性提高计算值和住宅价格增值之间的关系进行分析.实例研究结果初步表明,城市轨道交通对住宅价格的影响约为城市轨道交通对住宅年可达性提高的5倍,并且在城市轨道交通开通前后就已经释放;各个车站因自身的区位及在城市轨道交通网络中的位置不同,对其影响范围内房价的影响程度不同,影响幅度分布在2%~18%之间,并呈现郊区大、市中心小的趋势.该方法可以为规划阶段的城市轨道交通线路开发利益还原及车站周边土地开发建设提供参考.     

基于陆路交通网络的科特迪瓦可达性研究

为探究科特迪瓦陆路交通网络的可达性,以陆路交通网为基础数据,采用ArcGIS软件,对科特迪瓦不同空间尺度下的交通可达性进行了研究.结果表明：科特迪瓦交通网络可达性总体上良好,绝大部分区域可达性时间在3.00 h以内,呈现出“以各级行政区划中心为核心、沿公路网向外可达性时间增加”的空间分布规律,且行政区划等级越高,行政区划中心的可达性越差;不同等级行政区划单元的整体可达性时间绝大部分在2.00 h以内;不同等级的行政区划中心基于交通网络可达性的服务范围相对于原来行政区划单元的面积变化程度基本上在60.00%以内,经济越发达、交通网络建设状况越好、面积越小的行政单元,服务范围越会增大,反之则越会减小.该结果可为科特迪瓦相关部门合理规划交通网络提供一定的参考.     

城市群多模式交通网络结构韧性分析——以关中平原城市群为例

为分析城市群多模式交通网络应对攻击时的韧性变化特征，该文基于复杂网络理论和韧性城市理论，构建了考虑吸收能力、缓冲能力和可恢复能力3个维度的网络结构韧性评估模型，并通过空间向量模计算网络结构韧性值。基于关中平原城市群城际公路、铁路客运数据构建了城市群客运网络，并借助空间网络分析工具ArcGis和Ucinet探讨城市群多模式交通网络的拓扑特征；考虑节点位置及其与周边地区交通的联系，提出了基于节点重要度的典型节点选取方法。结果表明：典型节点受到攻击后，网络的缓冲能力都处于较低状态，尤其是蔡家坡站点失效后，网络缓冲能力下降到0.388 9;节点度大的站点失效后，网络恢复到正常状态的能力差；普铁站和高铁站失效后对网络结构韧性的影响远大于公路客运站；结合典型节点特征和模拟结果，可针对性地提出网络结构韧性提升建议。     

上海城市轨道交通网络演化特性分析

近来越来越多的城市开始注重城市轨道交通的发展。借助复杂网络理论研究轨道交通网络特性与演化特征具有重要的意义。城市轨道交通网络是由轨道线路和车站组成的复杂网路。通过引入六个网络特征参量,以上海城市轨道交通网络为研究对象,系统分析了其网络特征参量和演化特性。基于研究结果,从网络拓扑的角度分析了地铁拥挤产生的根本原因。     

城市轨道交通线路色合理应用初探

近年，随着城市基础交通设施不断建设，城市轨道交通在主要城市逐渐形成网络，为了区别各线路确保信息传递准确，各主要城市相继确定了城市轨道交通线路识别色，即线路色。本文主要介绍我国主要城市轨道交通线路色现状，公共区线路色应用情况及存在的问题，对如何在城市轨道交通车站公共区合理应用线路色提出设想。     

城市轨道交通网络末班车衔接方案的综合优化

分析了城市轨道交通网络末班车衔接关系的复杂性及影响因素,建立了网络末班车衔接方案优化模型;设计了网络线路衔接关系的图形和矩阵表示法;基于线路衔接关系的矩阵表达,借鉴最小生成树Kruskal算法的基本思想,提出了考虑客流需求及运营者的特定衔接需求的网络末班车衔接方案优化算法,并给出了具体算例,表明该算法具有较强的适用性、易于计算机实现,可为城市轨道交通网络运营部门制订网络末班车衔接计划提供决策支持.     

网络失效条件下的北京市城市道路交通网络统计特征分析

为获知城市道路交通网络的结构和网络特性,根据实际的拓扑和交通流数据,采用原始法进行建模,将路口抽象为节点,将路段抽象为网络的连边,构建城市道路交通网络模型。通过MATLAB和pajek计算,分析了道路抽象、基础设施和动态交通3种网络的统计特征。对基础设施和动态交通网络的强度分布的分析,证实了北京市城市道路网络中的这两种网络均为无标度网络;通过计算基础设施网络的节点强度和介数等特征指标,获知了北京市城市道路的重要路口和路段。最后,仿真分析了3种网络在不同网络失效条件下的重要统计特征,结果表明北京市城市道路基础设施和动态交通网络既具有鲁棒性又具有脆弱性。     

一种基于多层PPI网络的关键蛋白质识别方法

关键蛋白质是生物体存活和繁育后代所必需的重要物质,通过蛋白质相互作用网络识别关键蛋白质是当前生物信息学研究的热点.现有方法主要通过整合蛋白质相互作用数据和基因表达水平时间序列数据来提高关键蛋白质识别率,但是这些方法通常基于单层网络进行中心性计算和关键蛋白质识别,没有充分挖掘基因表达水平数据的时序特性.本文提出一种基于多层网络的关键蛋白质识别方法,该方法首先构建各观测时点的活跃蛋白质相互作用子网络,并对各个网络的活跃蛋白质进行中心性计算,然后将每个蛋白质所有时点的中心性值进行加权求和,最后计算前100到600蛋白质中包含的关键蛋白质数量.实验表明,该方法比现有单层网络方法具有更高的识别率.     

城市群客运网络被动应急策略动态仿真研究

研究城市群客运交通网络被动应急策略有助于提高异常事件下旅客疏散效率。本研究基于城市群旅客出行特征与实际交通数据,利用MATSim仿真软件构建城市群客运网络,继而构建城市群多运输方式衔接网络。基于MATSim中交通网络模块与公共交通模块,选择其中的最佳评分方案,完成城市群内基于旅客出行特征的动态仿真。以呼包鄂榆城市群作为动态仿真对象,结果表明：城市群内大部分站点在异常事件下聚集客流出现明显变化;应急策略的制定要综合疏散节点的疏散速率及对其他站点的影响。     

武汉市急救资源可达性分析及站点优化选址

院前急救是直接连接医院和事故发生现场的紧急措施,及时高效的急救资源直接保障人民生命安全.现有研究多基于站点讨论急救资源的空间可达性,较少关注站点分布的公平性和选址问题.本文以社区为单元,使用考虑供需特征的改进两步移动搜索法分析当前武汉市社区急救资源的可达性和站点服务效率,并考虑站点分布的公平性实施优化选址.实验结果表明站点密集地区受高急救需求的影响,实际服务效率较低,急救资源可达性也较低;站点稀疏地区急救需求相对低,此时空间距离直接决定急救资源可达性高低.进一步识别可达性较低的冷点区域,提取其中具备潜在急救能力的9个二级以上医院作为待选点,逐一对比新增站点后急救资源的服务效率和公平性,得出实验中的8号待选点(洪山区东湖东路的东湖医院)最优,可视化对比证明增加该站点后急救资源可达性和急救系统服务能力均明显提升.研究结果将为武汉市急救站点建设提供实证参考.