基于多層復雜網絡的海運網絡及其魯棒性分析
發(fā)布時間：2020-12-24 07:17
全球海洋運輸系統(tǒng)是一個由港口系統(tǒng),航線系統(tǒng)以及管理系統(tǒng)等組成的復雜系統(tǒng)。近年來,伴隨復雜網絡理論的興起,復雜網絡相關研究為海洋運輸系統(tǒng)的結構特性、魯棒性、演化特性等提供了大量的理論基礎。在這一背景下,本文做了如下工作:首先,本文提出了“海運網絡本體”模型。以ABC本體模型為基礎,通過定義本體模型中的類與關系,將現實世界與復雜網絡空間中的概念及關系相結合,并對其特征算子進行定義。其次,本文針對全球海運網絡進行了實證分析。計算其基本統(tǒng)計量指標,包括航線分布、平均轉運次數、運輸密度、中轉能力、運輸潛力、運輸通達度。驗證其符合復雜網絡的小世界效應及無標度特征。同時,與其他交通網絡進行對比,可發(fā)現整個海運網絡具有明顯的“核心——邊緣”結構。最后,本文對全球海運網絡進行魯棒性分析。發(fā)現了當海運網絡遭受隨機攻擊時,其最大連通子圖規(guī)模大小下降相較于網絡效率的下降速度較為緩慢,同時,當網絡中關鍵節(jié)點受到攻擊時,網絡整體仍能保持較高的網絡連通性,但網絡效率會出現一定的下降,海運網絡整體呈現出對隨機攻擊及選擇性攻擊的較強魯棒性。本文構建了多層異質海運復雜網絡框架,提出了海運網絡特征分析算子。通過船期數據構建...
【文章來源】：天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：54 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
海運網絡結構拓撲結構
遠小于整個網絡的最長航線長度 ，意味著任意兩個港四次轉運完成互通。的轉運密度是指與其相鄰的港口之間實際連邊數量占最大可能，可用來表示通過某一港口的航線的密集程度。本文所構建海運轉運密度為 ，其數值遠大于同等規(guī)模下隨機網絡的聚類運網絡具有高度的聚集性，結合其平均最少轉運次數為 具有小世界網絡的特性[41]。數量是網絡中港口節(jié)點的基本屬性，航線分布是衡量網絡拓撲結某一港口節(jié)點與其他港口節(jié)點的連接數被定義為航線數量。因此值越大，該節(jié)點的連邊越多，與其他港口節(jié)點連接的范圍越大，起到的作用就越大。圖 4-2 給出海運網絡航線分布，其分布近似大多數港口只有很少的航線經過，但是存在一些港口連接到上百合現實海運網絡中，貨物經由不同港口由不同地區(qū)送至樞紐港口紐港口再轉運至其他支線，次級樞紐港的情況，具有明顯的層次
(c)運輸通達度圖 4-3 海運網絡運輸能力指標分析我們可以看出，海運網絡的中轉能力和運輸能力分布呈明雖未拖尾，但其中心度隨著序列排位的增加仍呈現出下降的轉能力和運輸能力均服從冪律分布;運輸通達度雖然點分布趨勢也接近冪律分布。運輸能力分布圖清晰地呈現出只有少運總量、中轉能力和獨立運輸能力，因而對海運網絡進行港性。數值上我們可以看出，運輸通達度值總體最大，介于 0.45 度值大于 0.30 的港口有 20%，多數港口在 0.20 和 0.30 之間通達度值小于 0.30；從中轉能力來看，各港口中轉能力差異5 之間，僅有 5%的中轉能力大于 0.05；從運輸潛力來看，口的運輸潛力都較小，僅有香港，新加坡，釜山，上海的運于 0.1，同時，其中有 10%的港口運輸潛力為 0。以上中心
【參考文獻】：
期刊論文
[1]大數據時代網絡科學研究進展——多層復雜網絡理論[J]. 先興平,吳濤. 產業(yè)與科技論壇. 2016(19)
[2]公交—地鐵復合網絡構建及網絡特性分析[J]. 羅藝,錢大琳. 交通運輸系統(tǒng)工程與信息. 2015(05)
[3]基于復雜網絡的空鐵復合網絡的魯棒性研究[J]. 徐鳳,朱金福,苗建軍. 復雜系統(tǒng)與復雜性科學. 2015(01)
[4]中國航空網絡演化過程的復雜性研究[J]. 王姣娥,莫輝輝. 交通運輸系統(tǒng)工程與信息. 2014(01)
[5]北京市地鐵網絡拓撲結構復雜性研究[J]. 張晉,梁青槐,賀曉彤. 北京交通大學學報. 2013(06)
[6]中國鐵路旅客列車服務網絡性質研究[J]. 包云,劉軍,李婷. 鐵道學報. 2012(12)
[7]基于復雜網絡理論的北京公交網絡拓撲性質分析[J]. 鄭嘯,陳建平,邵佳麗,別立東. 物理學報. 2012(19)
[8]航空貨運市場軸輻式網絡構建博弈分析[J]. 郭瑩瑩. 武漢科技大學學報(社會科學版). 2012(04)
[9]基于復雜網絡理論的中國航空網絡抗毀性測度分析[J]. 曾小舟,唐笑笑,江可申. 系統(tǒng)仿真技術. 2012(02)
[10]基于復雜網絡理論的杭州公交網絡建模與特性分析[J]. 王波,柯紅紅,蔣天發(fā). 武漢大學學報(工學版). 2011(03)
博士論文
[1]世界航運網絡的結構特性及其動力學行為研究[D]. 熊文海.青島大學 2009
碩士論文
[1]基于復雜網絡理論的區(qū)域公路交通網絡可靠性研究[D]. 曹祥.南京信息工程大學 2011
[2]基于魯棒優(yōu)化的集裝箱海運網絡模型研究[D]. 程書恒.大連理工大學 2009
[3]關于復雜網絡演化過程中魯棒性的研究[D]. 何春泉.上海交通大學 2009
本文編號：2935231
【文章來源】：天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：54 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
海運網絡結構拓撲結構
遠小于整個網絡的最長航線長度 ，意味著任意兩個港四次轉運完成互通。的轉運密度是指與其相鄰的港口之間實際連邊數量占最大可能，可用來表示通過某一港口的航線的密集程度。本文所構建海運轉運密度為 ，其數值遠大于同等規(guī)模下隨機網絡的聚類運網絡具有高度的聚集性，結合其平均最少轉運次數為 具有小世界網絡的特性[41]。數量是網絡中港口節(jié)點的基本屬性，航線分布是衡量網絡拓撲結某一港口節(jié)點與其他港口節(jié)點的連接數被定義為航線數量。因此值越大，該節(jié)點的連邊越多，與其他港口節(jié)點連接的范圍越大，起到的作用就越大。圖 4-2 給出海運網絡航線分布，其分布近似大多數港口只有很少的航線經過，但是存在一些港口連接到上百合現實海運網絡中，貨物經由不同港口由不同地區(qū)送至樞紐港口紐港口再轉運至其他支線，次級樞紐港的情況，具有明顯的層次
(c)運輸通達度圖 4-3 海運網絡運輸能力指標分析我們可以看出，海運網絡的中轉能力和運輸能力分布呈明雖未拖尾，但其中心度隨著序列排位的增加仍呈現出下降的轉能力和運輸能力均服從冪律分布;運輸通達度雖然點分布趨勢也接近冪律分布。運輸能力分布圖清晰地呈現出只有少運總量、中轉能力和獨立運輸能力，因而對海運網絡進行港性。數值上我們可以看出，運輸通達度值總體最大，介于 0.45 度值大于 0.30 的港口有 20%，多數港口在 0.20 和 0.30 之間通達度值小于 0.30；從中轉能力來看，各港口中轉能力差異5 之間，僅有 5%的中轉能力大于 0.05；從運輸潛力來看，口的運輸潛力都較小，僅有香港，新加坡，釜山，上海的運于 0.1，同時，其中有 10%的港口運輸潛力為 0。以上中心
【參考文獻】：
期刊論文
[1]大數據時代網絡科學研究進展——多層復雜網絡理論[J]. 先興平,吳濤. 產業(yè)與科技論壇. 2016(19)
[2]公交—地鐵復合網絡構建及網絡特性分析[J]. 羅藝,錢大琳. 交通運輸系統(tǒng)工程與信息. 2015(05)
[3]基于復雜網絡的空鐵復合網絡的魯棒性研究[J]. 徐鳳,朱金福,苗建軍. 復雜系統(tǒng)與復雜性科學. 2015(01)
[4]中國航空網絡演化過程的復雜性研究[J]. 王姣娥,莫輝輝. 交通運輸系統(tǒng)工程與信息. 2014(01)
[5]北京市地鐵網絡拓撲結構復雜性研究[J]. 張晉,梁青槐,賀曉彤. 北京交通大學學報. 2013(06)
[6]中國鐵路旅客列車服務網絡性質研究[J]. 包云,劉軍,李婷. 鐵道學報. 2012(12)
[7]基于復雜網絡理論的北京公交網絡拓撲性質分析[J]. 鄭嘯,陳建平,邵佳麗,別立東. 物理學報. 2012(19)
[8]航空貨運市場軸輻式網絡構建博弈分析[J]. 郭瑩瑩. 武漢科技大學學報(社會科學版). 2012(04)
[9]基于復雜網絡理論的中國航空網絡抗毀性測度分析[J]. 曾小舟,唐笑笑,江可申. 系統(tǒng)仿真技術. 2012(02)
[10]基于復雜網絡理論的杭州公交網絡建模與特性分析[J]. 王波,柯紅紅,蔣天發(fā). 武漢大學學報(工學版). 2011(03)
博士論文
[1]世界航運網絡的結構特性及其動力學行為研究[D]. 熊文海.青島大學 2009
碩士論文
[1]基于復雜網絡理論的區(qū)域公路交通網絡可靠性研究[D]. 曹祥.南京信息工程大學 2011
[2]基于魯棒優(yōu)化的集裝箱海運網絡模型研究[D]. 程書恒.大連理工大學 2009
[3]關于復雜網絡演化過程中魯棒性的研究[D]. 何春泉.上海交通大學 2009
本文編號：2935231
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