【摘要】：近年來,隨著路網(wǎng)不斷完善,高速公路逐漸走向網(wǎng)絡(luò)化、復(fù)雜化。與此同時,各種突發(fā)事件的不斷發(fā)生也對路網(wǎng)連通性提出了更高的要求。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論為系統(tǒng)分析高速公路的復(fù)雜拓撲特性和魯棒性提供了全新的方法論。系統(tǒng)科學(xué)認為,結(jié)構(gòu)決定功能。高速公路作為典型的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),其拓撲結(jié)構(gòu)對區(qū)域路網(wǎng)的連通性具有重要影響,其魯棒性的健壯與否也對突發(fā)事件下路網(wǎng)的安全運行具有重要意義。本文以截止到2018年10月份的已建和在建的陜西省高速公路網(wǎng)為研究對象,引入復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論,基于原始映射法和對偶映射法分別構(gòu)建了路網(wǎng)模型。針對兩種不同的路網(wǎng)模型,分別從節(jié)點度、平均路徑長度、聚類系數(shù)、緊密中心性、介數(shù)、網(wǎng)絡(luò)效率六個角度分析了陜西省高速公路網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)特性。分析結(jié)果顯示:陜西省高速公路網(wǎng)絡(luò)具有顯著的“無標度”性,但是不具備“小世界”特征;網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點度、介數(shù)的分布很不均衡,少數(shù)度值高、介數(shù)大的節(jié)點在路網(wǎng)中發(fā)揮著核心作用。高速公路的魯棒性是指路網(wǎng)對來自于外界的各種影響的阻抗性能,是衡量高速公路網(wǎng)絡(luò)整體性能的關(guān)鍵指標之一。本文中提出了適用于高速公路網(wǎng)絡(luò)魯棒性的指標:網(wǎng)絡(luò)效率相對值和最大連通子圖相對大小。為了闡明陜西省高速公路魯棒性的變化規(guī)律,設(shè)計了“隨機干擾”和“定向干擾”兩種干擾模式,通過R軟件對不同干擾策略下魯棒性進行了仿真實驗。實驗結(jié)果表明:陜西省高速公路網(wǎng)對隨機干擾表現(xiàn)出了一定的魯棒性,但是對定向干擾的魯棒性較差;不同節(jié)點對路網(wǎng)魯棒性的整體影響差別很大,而且路網(wǎng)高度依賴于“介數(shù)”和“節(jié)點度”排名前20%的節(jié)點;不同干擾策略下,陜西省高速公路網(wǎng)絡(luò)的魯棒性高低排序如下:隨機干擾下的魯棒性基于介數(shù)的定向干擾下的魯棒性基于節(jié)點度的定向干擾下的魯棒性。本文最后提出了網(wǎng)絡(luò)效率變化值作為路網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點與關(guān)鍵路段的量化指標,并對該指標和原先經(jīng)典理論中的指標進行了對比分析,結(jié)果顯示兩者之間存在正相關(guān)關(guān)系,說明該指標是有效合理的。最后對陜西省高速公路網(wǎng)絡(luò)提出了一些改善性建議,以提升陜西省高速公路的連通可靠性。 【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U495

【圖文】：

陜西省高速公路2018-2035年規(guī)劃圖

哥尼斯堡七橋

【參考文獻】

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本文編號：2712478