本文關(guān)鍵詞：交通運輸網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

6期莫輝輝等：交通運輸網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性研究115

3交通運輸?shù)膹?fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析

目前，基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論對交通運輸網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性分析已有較廣泛研究，主要研究領(lǐng)域涉及航空、軌道交通（鐵路與地鐵）、城市公交與道路等交通運輸網(wǎng)絡(luò)。

市公交網(wǎng)的復(fù)雜拓?fù)涮卣�。�?）結(jié)構(gòu)復(fù)雜性比較，即對不同城市公交網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征進行對比分析，并總結(jié)其網(wǎng)絡(luò)特征[43~49]。正如大多數(shù)學(xué)者所“預(yù)期”：公交網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)介于規(guī)則網(wǎng)絡(luò)和隨機網(wǎng)絡(luò)之間，且多數(shù)研究結(jié)果具有“小世界”或“無標(biāo)度”特征。但幾乎所有研究對交通網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造過程呈現(xiàn)“混沌”———二部圖、設(shè)施網(wǎng)絡(luò)、換乘網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法紛呈，缺乏科學(xué)的分類體系，其研究結(jié)果缺乏可比性。城市間的對比分析有助于透視公交網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，但研究者過于追求既定目標(biāo)(“小世界”或“無標(biāo)度”)，而對網(wǎng)絡(luò)空間特性及網(wǎng)絡(luò)屬性分類混淆不清，絕大多數(shù)研究的實踐意義十分有限。

此外，部分學(xué)者還對城市道路網(wǎng)進行了研究，但結(jié)論各異。如有研究認(rèn)為街道網(wǎng)絡(luò)具有“小世界”性而不具有“無標(biāo)度”性[50]、自組織城市的街道網(wǎng)具有冪率特征[51]、城市道路網(wǎng)為“小世界”網(wǎng)絡(luò)[52]等等。城市的道路網(wǎng)一般由快速路、主干道、次干道等構(gòu)成，一定程度上表現(xiàn)出層級的相似性，“平面圖”（PlanarGraph）特征[53]是對道路網(wǎng)的空間特征的合理解釋；“平面圖”決定地理空間屬性是城市道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析中的關(guān)鍵，圖論(GraphTheory)[1,2]、分形理論（FractalTheory）[54]、空間句法（SpaceSyntax）[55]等為這種復(fù)雜特征提供了一種更為適宜的分析方法，而采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的分析方法則需慎重。

3.1航空

航空網(wǎng)絡(luò)的研究主要集中在如下幾個領(lǐng)域：（1）靜態(tài)結(jié)構(gòu)復(fù)雜特征；即從全球[14,15]或國家[16~21]的空間尺度分析航空網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)統(tǒng)計特征。（2）網(wǎng)絡(luò)演化規(guī)律[22]及其機理的分析[23]。（3）其它相關(guān)研究。如網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對效率的影響[24]。研究表明，航空網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小到幾十個節(jié)點，大到幾千個節(jié)點，均表現(xiàn)了一定程度的“小世界”特征，這與其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)“超平面”的空間特性密不可分[25]。盡管如此，航空網(wǎng)絡(luò)在不同尺度表現(xiàn)出的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)差異（如度相關(guān)性）仍待進一步的分析，，且空間經(jīng)濟、社會等因素對網(wǎng)絡(luò)演化的影響尚未納入演化機理分析的范疇，而網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的“小世界”、“無標(biāo)度”等特征對引導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和規(guī)劃的實踐有待進一步探討。

3.2軌道交通

地鐵和鐵路網(wǎng)絡(luò)是該領(lǐng)域的熱點，主要分析集中在兩個方面：(1)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)（車站和線路）或運輸組織網(wǎng)絡(luò)(車站和運行線)的拓?fù)浣y(tǒng)計性質(zhì)的分析[26,27]。地鐵網(wǎng)研究認(rèn)為設(shè)施網(wǎng)絡(luò)為樹狀結(jié)構(gòu)，而運輸組織網(wǎng)絡(luò)具有小世界特征；鐵路網(wǎng)則集中研究國家尺度的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征，如印度鐵路網(wǎng)的“小世界”特征[28]、中國鐵路客運車流網(wǎng)的“無標(biāo)度”性質(zhì)和“小世界”特征[29,30]。(2)基于運輸效率（Efficiency）特征指標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)特征分析[31,32]，研究表明不同城市地鐵網(wǎng)的運輸效率指標(biāo)具有較大的差異。效率指標(biāo)超越了一般復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣y(tǒng)計分析，考慮地理空間制約，所得結(jié)果與傳統(tǒng)圖論分析結(jié)論的可比性強，并具有較好的經(jīng)濟地理解釋性，且在多種運輸網(wǎng)絡(luò)的綜合系統(tǒng)分析中得到驗證[33,34]。軌道交通網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的研究尚處于起步階段，特別是運輸組織系統(tǒng)復(fù)雜性有待深入，基于效率目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)分析具有較高的實踐價值，也為交通運輸網(wǎng)的復(fù)雜性分析指明了重要的研究方向。

4交通運輸網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性展望

目前，基于統(tǒng)計物理學(xué)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析多為拓?fù)浠睦碚摲治龌驍?shù)據(jù)建模，與實際網(wǎng)絡(luò)特征仍存在差距，對交通運輸網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性的認(rèn)識及實踐運用尚待深入。從系統(tǒng)視角出發(fā)，把握交通運輸網(wǎng)絡(luò)的地理空間特性，研究其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特征、動力學(xué)機理（組織與效率、空間相互作用等）及外在影響條件（開放系統(tǒng)）等，深入梳理交通運輸網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性研究內(nèi)涵尤為重要。

系統(tǒng)復(fù)雜性4.1復(fù)雜基礎(chǔ)：

從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論在交通運輸中的應(yīng)用情況分析，不同的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法對交通運輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性特征結(jié)果有很大的影響。交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性源于其復(fù)雜系統(tǒng)，認(rèn)識系統(tǒng)的復(fù)雜性是研究其網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的前提。交通運輸系統(tǒng)宏觀上由鐵路、公路（或道路）、航空、水運及管道五種現(xiàn)代運輸方式構(gòu)成。各種運輸方式受其自身基本特性的限

3.3城市交通

城市公交網(wǎng)絡(luò)是交通運輸網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性研究的熱點領(lǐng)域之一。其研究范疇主要包括：（1）網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)復(fù)雜特征。如北京[35~39]、上海[40]、成都[41]、太原[42]等城

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