【摘要】： 網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、演化機(jī)制及動力學(xué)行為是一般輸運(yùn)網(wǎng)絡(luò)研究的基礎(chǔ)性科學(xué)問題,對認(rèn)識大規(guī)模交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)具有重要意義。本文從統(tǒng)計(jì)物理的觀點(diǎn),運(yùn)用理論解析及數(shù)值模擬等手段,對一般輸運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的演化模型及動力學(xué)特征進(jìn)行了若干探討和研究。 首先,本文對一般輸運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的加權(quán)模型做了一系列的相關(guān)研究。根據(jù)一般輸運(yùn)網(wǎng)絡(luò)度、強(qiáng)度、權(quán)重分布、強(qiáng)度-度相關(guān)性、聚類特性以及相配性等相關(guān)統(tǒng)計(jì)特征,并結(jié)合考慮網(wǎng)絡(luò)演化的某些特殊規(guī)律,提出了若干加權(quán)網(wǎng)絡(luò)模型。這些模型通過引入不同演化機(jī)制,不僅可以再現(xiàn)實(shí)際輸運(yùn)網(wǎng)絡(luò)中的多種統(tǒng)計(jì)規(guī)律,還能夠再現(xiàn)小變量飽和、指數(shù)甩尾等較為細(xì)致的網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)特征。 在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的研究初期,人們主要關(guān)注的是小世界效應(yīng)、無標(biāo)度現(xiàn)象、層次性、模塊性等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征。隨著研究的不斷深入,人們開始注意到網(wǎng)絡(luò)的隱含特性和框架結(jié)構(gòu)。本文通過對若干實(shí)際網(wǎng)絡(luò)和模型網(wǎng)絡(luò)中不同重要程度Hub結(jié)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)規(guī)律的研究,從節(jié)點(diǎn)重要度的角度研究了輸運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的主要框架。 傳播動力學(xué)是網(wǎng)絡(luò)科學(xué)中的一類重要的研究分支。本文通過考慮一般輸運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的模塊性和小世界特性,分析了模塊結(jié)構(gòu)對傳播動力學(xué)的影響。研究表明網(wǎng)絡(luò)的模塊結(jié)構(gòu)對擁堵傳播的傳播速度、范圍以及傳播中出現(xiàn)的同步現(xiàn)象都有較為明顯的作用,這在一定程度上揭示了網(wǎng)絡(luò)模塊結(jié)構(gòu)和傳播之間的某些內(nèi)在規(guī)律。 級聯(lián)失效在大規(guī)模輸運(yùn)網(wǎng)絡(luò)上時(shí)有發(fā)生,且對整個(gè)系統(tǒng)的破壞性巨大。如何應(yīng)對級聯(lián)失效所引起的大規(guī)模故障一直是網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的重要課題之一。本文通過對級聯(lián)失效產(chǎn)生機(jī)制較為深入的分析,并結(jié)合無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涮卣?提出了利用導(dǎo)航策略來控制級聯(lián)失效的方法。研究表明,采用合適的導(dǎo)航策略能夠有效提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)健性,避免級聯(lián)失效的發(fā)生。 此外,本文通過考慮交通平衡狀態(tài)下不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)輸運(yùn)網(wǎng)絡(luò)上的流量分配狀態(tài),研究了規(guī)則網(wǎng)絡(luò)、隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)、小世界網(wǎng)絡(luò)以及無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)上流量分布的規(guī)律性。認(rèn)識這些一般輸運(yùn)網(wǎng)絡(luò)上的流量分布規(guī)律,對理解現(xiàn)實(shí)世界中的各種交通現(xiàn)象有重要理論價(jià)值和實(shí)際意義。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：F224;F503

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本文編號：2626527