本文關(guān)鍵詞：城市道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性定量描述及比較研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《西南交通大學(xué)》 2015年

城市道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性定量描述及比較研究

曹煒威  

【摘要】：城市道路網(wǎng)是社會經(jīng)濟活動和人類生活的重要載體,也是保障城市繁榮、有序和高速發(fā)展的基礎(chǔ)。城市化過程的快速推進,在提升交通運輸效率的同時,也引致一些新的問題,例如城市道路網(wǎng)飛速擴張與交通擁堵,交通便捷度提高與環(huán)境污染,立體交通與部分道路利用效率不高等。要解決上述矛盾,很大程度上依賴于對道路網(wǎng)自身組織結(jié)構(gòu)與運輸功能實現(xiàn)的深入透徹理解。來自地球信息科學(xué)、地理學(xué)、城市規(guī)劃、交通運輸工程、行為學(xué)、運籌學(xué)等多學(xué)科的國內(nèi)外學(xué)者對道路網(wǎng)的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、運行機制、特征與人類行為的關(guān)系、發(fā)展演進模式等從多個角度和維度開展了大量研究。而興起于20世紀(jì)末的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究,則與系統(tǒng)論、信息論、控制論等一起,構(gòu)成復(fù)雜性研究的四大支柱,也被成功用于道路網(wǎng)研究中。傳統(tǒng)分形理論局限于幾何分形。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論與分形理論的有機集成,可定量描述道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性,揭示道路網(wǎng)自組織結(jié)構(gòu)特征,以及結(jié)構(gòu)如何影響甚至決定其運輸效率。本論文旨在提出道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性定量描述指標(biāo),并將其用于多個現(xiàn)實城市道路網(wǎng)研究,探索道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)自組織規(guī)律,并從理論上解析道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)與功能間的聯(lián)系。論文主要工作如下：一、以成都市道路網(wǎng)為案例,以路劃為表征方法,構(gòu)建基于路劃的道路網(wǎng)對偶圖,分析該道路網(wǎng)的小世界與無標(biāo)度特征。從理論上探討環(huán)狀道路和放射性道路在整個城市道路網(wǎng)絡(luò)中所發(fā)揮的骨架作用,使用度度、度簇、度與中介中心性、鄰近中心性等指標(biāo)揭示路劃之間的連通方式復(fù)雜性,并分析了各指標(biāo)間的相關(guān)性。二、以格網(wǎng)式、環(huán)形放射式、自由式及混合式等多種模式道路網(wǎng)為例,分別構(gòu)建其路網(wǎng)拓撲連通關(guān)系原始圖和對偶圖,比較各模式道路網(wǎng)在連接度、通達度、可達度、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)異質(zhì)性等方面的差異。結(jié)果表明,格網(wǎng)式道路網(wǎng)絡(luò)交通便捷程度較高,而自由模式道路網(wǎng)絡(luò)可達性和連接性等都較低。環(huán)形放射和混合模式路網(wǎng)因其整體保持骨架特征下局部多采用格網(wǎng)模式填充二維平面,結(jié)構(gòu)特性常介于格網(wǎng)式與自由模式路網(wǎng)之間。三、采用盒覆蓋法挖掘道路網(wǎng)在多個空間尺度上表現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)分形特征。以三座城市的道路網(wǎng)為例,分別在多級空間尺度上探究其是否存在結(jié)構(gòu)分形特征。實驗證明不同尺度下,道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)均具有分形特征,分形維數(shù)在[2.21,3.95]之間。路網(wǎng)中樞紐道路之間具有互斥性,但這種互斥性隨著空間尺度的變化沒有增強或減弱。道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)分形維由大尺度到小尺度未呈現(xiàn)一致的遞增或遞減規(guī)律。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U491
【目錄】：

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