很多現(xiàn)實生活中的系統(tǒng)都可以抽象為節(jié)點和邊組成的網(wǎng)絡系統(tǒng)。全球化經(jīng)濟和信息技術的發(fā)展使得各種網(wǎng)絡規(guī)模在不斷迅速擴大,網(wǎng)絡復雜程度在不斷增強,網(wǎng)絡內(nèi)各個節(jié)點相互作用日益復雜,對復雜的大規(guī)模網(wǎng)絡系統(tǒng)的研究,已經(jīng)成為學術界關注的熱點和國際研究前沿領域。交通運輸網(wǎng)絡作為典型的復雜巨系統(tǒng),是社會經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎。從理論上全面系統(tǒng)深入地研究交通網(wǎng)絡系統(tǒng)的內(nèi)在運行規(guī)律和機制,充分掌握交通網(wǎng)絡在微觀和宏觀不同層面上的復雜性,提高交通網(wǎng)絡系統(tǒng)的設計和管理水平,已經(jīng)成為我國社會經(jīng)濟發(fā)展中的重大需求。 本文基于復雜網(wǎng)絡理論,綜合管理科學、計算機仿真、交通流分配模型等學科技術對交通網(wǎng)絡復雜性進行研究,旨在分析大規(guī)模交通網(wǎng)絡具有的普遍拓撲特性,揭示微觀和宏觀層面之間的內(nèi)在聯(lián)系,探索交通網(wǎng)絡復雜運行規(guī)律和機理,為未來交通網(wǎng)絡的設計和管理提供新的視角和決策依據(jù)。 全文遵循認識事物的一般研究思路,按照從實證研究到理論建模分析的先后次序,緊緊圍繞交通網(wǎng)絡的特性,由淺入深地對復雜交通網(wǎng)絡的拓撲性質(zhì)、內(nèi)在機理進行深入系統(tǒng)的研究。論文首先針對現(xiàn)實中主要的三種類型交通網(wǎng)絡:航空、道路、航海網(wǎng)絡進行實證研究,發(fā)現(xiàn)這些交通網(wǎng)絡雖然類型、功能、規(guī)模大相徑庭,卻擁有相同的無標度網(wǎng)絡的特征。接著通過演化模型研究這些拓撲統(tǒng)計特征形成的內(nèi)在原因,發(fā)現(xiàn)和交通網(wǎng)絡上出行者基于成本的選擇有關。然后反向研究交通網(wǎng)絡底層的拓撲特性對交通網(wǎng)絡上出行者行為的影響,提出了評價交通網(wǎng)絡的效率指標。最后,對交通網(wǎng)絡中的服務者——提供交通服務的公司組成的交通服務供應鏈進行了研究,闡述了未來交通服務供應鏈研究的前景和內(nèi)容。 本文主要完成了如下幾項工作: 一、實證證明航空網(wǎng)絡、城市道路網(wǎng)絡、航海網(wǎng)絡這三種交通網(wǎng)絡盡管類型、功能、規(guī)模都各不相同,但卻具有相似的復雜統(tǒng)計拓撲性質(zhì)。它們的點度分布都服從冪律分布,具有小世界網(wǎng)絡性質(zhì)。而且都存在一些關鍵的節(jié)點,破壞這些節(jié)點很容易破壞整個網(wǎng)絡的連通性。這樣的拓撲結構特性,尤其是航空網(wǎng)絡和航海網(wǎng)絡的“富者俱樂部”現(xiàn)象,和交通業(yè)普遍采用的軸輻射運營結構有很直接的關系。 二、研究交通網(wǎng)絡的動態(tài)形成演變過程,提出了兩種加權交通網(wǎng)絡演化模型。第一個由乘客的中轉(zhuǎn)行為驅(qū)動的加權網(wǎng)絡演化模型,根據(jù)航空網(wǎng)絡中常見的乘客選擇中轉(zhuǎn)路線的行為,提煉出了簡單的行為規(guī)則,模擬交通網(wǎng)絡動態(tài)演變過程。得到了理論解析解,仿真模擬結果和理論解非常符合。第二個基于成本驅(qū)動的加權網(wǎng)絡演化模型,進一步根據(jù)乘客選擇行為背后的經(jīng)濟原因:規(guī)模經(jīng)濟和擁擠效應,提煉出網(wǎng)絡演變規(guī)則,通過仿真模擬得到了符合現(xiàn)實航空網(wǎng)絡截尾冪律分布。通過這兩個模型,說明乘客的中轉(zhuǎn)還是直達的選擇以及背后的深層經(jīng)濟成本的原因使得交通網(wǎng)絡動態(tài)演變成具有特定拓撲特性的網(wǎng)絡結構。 三、研究交通網(wǎng)絡的效率評價問題,提出了交通網(wǎng)絡整體效率評價模型和節(jié)點效率評價指標。中國航空網(wǎng)絡和長江三角洲機場群的實證研究說明,該指標和其他文獻已有的評價指標相比,更能反映交通網(wǎng)絡中的節(jié)點實際地位。航空網(wǎng)絡效率評價,對評價網(wǎng)絡結構和調(diào)節(jié)控制變量促進整體網(wǎng)絡效率的提高,能起到一定的輔助決策作用。 四、研究交通網(wǎng)絡拓撲結構特征對其上的出行者均衡狀態(tài)和網(wǎng)絡效率的影響�；诮�(jīng)典交通流用戶均衡模型,通過對不同拓撲結構的網(wǎng)絡仿真計算,發(fā)現(xiàn)平均最短路長度和極化度指標可以在一定程度上直觀反映交通網(wǎng)絡性能,并將其應用于著名的Braess悖論。 五、對交通服務商構成的交通服務供應鏈網(wǎng)絡進行初步探索,對可能的應用方向和前景進行了闡述。尤其對于競爭合作的復雜適應性,采用基于主體的建模方法進行了仿真模擬,發(fā)現(xiàn)在交通供應鏈中采取“競合”策略的企業(yè)相對于單純的競爭或者合作策略帶來的表現(xiàn)要好,反映了目前經(jīng)濟中企業(yè)之間既競爭又合作的復雜環(huán)境和現(xiàn)狀。
【學位單位】：復旦大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2008
【中圖分類】：F224;F503
【部分圖文】：

進行了研究，通過基于主體的建模方法研究了交通服務供應鏈中的企業(yè)競爭和合作的復雜適應性，闡述了未來交通服務供應鏈網(wǎng)絡研究的前景和內(nèi)容。圖1.1描述了本文的研究思路、所研究內(nèi)容之間的關系和研究采用的理論工具。全文的具體研究內(nèi)容與結構安排如下:第二章實證研究中國航空網(wǎng)絡。采用來自世界航空OAC數(shù)據(jù)庫的全國定期航班數(shù)據(jù)，包括136個城市、1701個直飛航班和航班的座位數(shù)，建立起相應的加權網(wǎng)絡。分析的結果證實中國航空網(wǎng)絡是一個無標度的小世界網(wǎng)絡。接著更深入的分析了網(wǎng)絡結構和社團結構，得到了更多的結論。因為采用的數(shù)據(jù)來自世界權威的航空

則a勺=1，否則用0表示。這里的節(jié)點代表城市，如果有兩個機場是屬于同一個城市，我們把這兩個機場合并成一個節(jié)點，如上海的虹橋和浦東機場都算入_卜海-個節(jié)點。網(wǎng)絡圖示見圖2.1。航班鄰接矩陣基本是對稱的，只有極少量的城市對之間的航班是不對稱的，它們采用環(huán)路飛行路線，比如重慶一麗江一昆明一重慶的航班安排。為了計算方便起見，我們令鄰接矩陣為對稱矩陣，對計算結果不產(chǎn)生大的影

國航空網(wǎng)絡分成兩個社團，一個是圍繞著烏魯木齊的機場群，都灰色的點標出，點96代表烏魯木齊。另外一個社團是全國其他大陸的中部、東部，彼此之間航線密集。。一藝e，‘一a了云價，指連接社區(qū)乞中的頂點的邊數(shù)的比例，價‘指兩個端點都在。Q值越大，網(wǎng)絡的社區(qū)結構越明顯。Q值在0和1之間，越大代表一般認為Q值在0.3與0.夕之間的網(wǎng)絡具有較強的社區(qū)結構。根據(jù)他們的Q函數(shù)算法分析了中國航空網(wǎng)絡的社團結構，發(fā)現(xiàn)全清楚的兩個社團:一個是圍繞著烏魯木齊的機場群，烏魯木齊周機場，通過和烏魯木齊相連和網(wǎng)絡中其他節(jié)點連通。另一個是全
【引證文獻】

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本文編號：2875388