基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)三角航線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征分析
發(fā)布時(shí)間:2021-08-03 13:16
復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)是指具備復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)行為的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。近年來,隨著復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的小世界屬性和無標(biāo)度性質(zhì)被揭示,復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究開始受到眾多學(xué)科研究人員的關(guān)注,并逐步延伸到航空網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域。在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的基礎(chǔ)上針對(duì)我國長(zhǎng)三角地區(qū)航空網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析,主要運(yùn)用了度分布、聚集系數(shù)、平均路徑長(zhǎng)度等指標(biāo),結(jié)果表明其具有明顯的小世界特性和無標(biāo)度性。通過3個(gè)不同的中心勢(shì)指標(biāo)發(fā)現(xiàn)該網(wǎng)絡(luò)的中心化程度較高,具有以上海、南京等地機(jī)場(chǎng)為中心的樞紐輻射式航線網(wǎng)絡(luò)的特性。此外,通過記錄蓄意攻擊下的網(wǎng)絡(luò)效率的變化情況分析出該網(wǎng)絡(luò)抗毀性較差。
【文章來源】:交通信息與安全. 2020,38(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
2012年長(zhǎng)三角地區(qū)航線網(wǎng)絡(luò)度分布Fig.3ThedegreedistributionoftheaviationnetworkintheYangtzeriverdeltain201205101520253035404550556020價(jià)值
鈉驕?肪凍ざ缺浠?淮螅??概在2.0~2.2的范圍內(nèi),而同等規(guī)模下隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長(zhǎng)度則大致在4.0~4.3的范圍內(nèi),遠(yuǎn)大于實(shí)際網(wǎng)絡(luò),航空運(yùn)輸?shù)谋憬菪暂^好;國際航線網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長(zhǎng)度也略小于同等規(guī)模的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò),可見,長(zhǎng)三角地區(qū)航線網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長(zhǎng)度相對(duì)較小[11-12]。根據(jù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論,我國長(zhǎng)三角地區(qū)航線網(wǎng)絡(luò)具有較大的聚集系數(shù)和較小的平均路徑長(zhǎng)度,局部網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)連接緊湊,航空運(yùn)輸較為便捷,具有小世(a)1996年(b)2001年(c)2006年(d)2012年圖1長(zhǎng)三角地區(qū)國際客貨運(yùn)航班;鶊DFig.1Sankeydiagramsofinternationalpassengerandcargoflightsintheyangtzeriverdelta澳大利亞比利時(shí)德國法國韓國馬來西亞美國日本泰國西班牙新加坡1996國際航班;鶊D(旅客)1996國際航班;鶊D(貨郵)澳大利亞德國法國韓國馬來西亞美國日本泰國西班牙新加坡德國法國韓國柬埔寨馬來西亞美國日本泰國西班牙新加坡上海701.5182001年國際航班;鶊D(旅客)2001年國際航班桑基圖(貨郵)澳大利亞比利時(shí)丹麥德國俄羅斯法國韓國荷蘭加拿大柬埔寨盧森堡馬來西亞美國日本泰國新加坡匈牙利意大利印度英國越南阿聯(lián)酋澳大利亞丹麥德國俄羅斯法國韓國荷蘭加拿大柬埔寨捷克斯洛伐克盧森堡馬來西亞美國孟加拉國日本泰國新加坡新加坡意大利印度印度尼西亞英國越南阿聯(lián)酋澳大利亞丹麥德國法國韓國加拿大柬埔寨馬來西亞美國日本泰國新加坡新加坡意大利印度印度尼西亞英國越南杭州南
,與國際航線相比較,國內(nèi)航線網(wǎng)絡(luò)的中間中心勢(shì)相對(duì)較低,說明雖然存在上海機(jī)場(chǎng)這種明顯的控制節(jié)點(diǎn),但上海機(jī)場(chǎng)于網(wǎng)絡(luò)中的控制作用在南京、杭州、合肥等地機(jī)場(chǎng)的發(fā)展中有所削弱。盡管如此,上海虹橋機(jī)嘗浦東機(jī)場(chǎng)等對(duì)整個(gè)長(zhǎng)三角航線網(wǎng)絡(luò)仍具有絕對(duì)控制能力[13-15]。3.2.3抗毀性分析本文以2012年為例,采用Matlab軟件先構(gòu)建出基本網(wǎng)絡(luò),然后基于度優(yōu)先的方式進(jìn)行蓄意攻擊,找出關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)并進(jìn)行刪點(diǎn)模擬,記錄根據(jù)度值大小依次刪除不同數(shù)量節(jié)點(diǎn)后的網(wǎng)絡(luò)效率,并繪制出蓄意攻擊下的網(wǎng)絡(luò)效率變化圖,見圖4。由圖4可見,在蓄意攻擊下當(dāng)刪除一定節(jié)點(diǎn)時(shí)網(wǎng)絡(luò)效率會(huì)急劇下降直至為0。從整體來看,無論是國內(nèi)還是國外航線,客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)在遭到蓄意攻擊時(shí)的抗打擊能力都比貨郵網(wǎng)絡(luò)差,說明客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)整體運(yùn)行極度依賴少數(shù)核心機(jī)場(chǎng),與貨郵運(yùn)輸相比,人們的機(jī)場(chǎng)選擇更為單一。從線段變化趨勢(shì)來看,以國內(nèi)航線網(wǎng)絡(luò)為例,刪除節(jié)點(diǎn)比例為10%時(shí)整體網(wǎng)絡(luò)效率為0.5,刪除節(jié)點(diǎn)比例達(dá)到20%時(shí),網(wǎng)絡(luò)效率低于0.2,刪點(diǎn)比例達(dá)到30%網(wǎng)絡(luò)效率接近于0,此時(shí)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中幾乎所有節(jié)點(diǎn)都處于失效被孤立的狀態(tài),即網(wǎng)絡(luò)處于癱瘓之中。從圖2中已知長(zhǎng)三角航線網(wǎng)絡(luò)是以上海、南京等地機(jī)場(chǎng)為中心的樞紐輻射式航線網(wǎng)絡(luò),因此當(dāng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上海、南京、寧波等地因外在或內(nèi)部攻擊而失效時(shí),網(wǎng)絡(luò)中與之相連的其他機(jī)場(chǎng)也大多被孤立,從而造成整體網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行受阻。綜上,圖4較為明顯地反映了長(zhǎng)三角地區(qū)航線網(wǎng)絡(luò)抗打擊能力差,網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過于依賴上海等地幾個(gè)核心機(jī)場(chǎng),旅客也出于各種心理造成機(jī)場(chǎng)選擇十分單一,可能會(huì)導(dǎo)致核心機(jī)場(chǎng)的負(fù)擔(dān)過重,因此仍需針對(duì)該地區(qū)機(jī)場(chǎng)吞吐量的平衡進(jìn)行調(diào)整,使得網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行更為健康[16]
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)相似性算法及其在癲癇病輔助診斷的應(yīng)用[J]. 何艷,趙曉婷,于云莉. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用. 2017(01)
[2]區(qū)域機(jī)場(chǎng)同質(zhì)化發(fā)展特征分析——以長(zhǎng)三角地區(qū)機(jī)場(chǎng)群為例[J]. 蔣永雷,楊忠振,王璐,鄒汶倩. 經(jīng)濟(jì)地理. 2013(02)
[3]交通網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及特性研究綜述[J]. 于海寧,張宏莉,余翔湛. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(S1)
[4]我國航空網(wǎng)絡(luò)樞紐機(jī)場(chǎng)中心化水平比較分析[J]. 曾小舟,江可申,程凱. 系統(tǒng)工程. 2010(09)
[5]中國航空網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性[J]. 王姣娥,莫輝輝,金鳳君. 地理學(xué)報(bào). 2009(08)
[6]中國城市航空網(wǎng)絡(luò)的實(shí)證研究與分析[J]. 劉宏鯤,周濤. 物理學(xué)報(bào). 2007(01)
[7]中國航空客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的空間演化模式研究[J]. 王法輝,金鳳君,曾光. 地理科學(xué). 2003(05)
[8]從航空運(yùn)輸看中國城市體系的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[J]. 周一星,胡智勇. 地理研究. 2002(03)
本文編號(hào):3319686
【文章來源】:交通信息與安全. 2020,38(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
2012年長(zhǎng)三角地區(qū)航線網(wǎng)絡(luò)度分布Fig.3ThedegreedistributionoftheaviationnetworkintheYangtzeriverdeltain201205101520253035404550556020價(jià)值
鈉驕?肪凍ざ缺浠?淮螅??概在2.0~2.2的范圍內(nèi),而同等規(guī)模下隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長(zhǎng)度則大致在4.0~4.3的范圍內(nèi),遠(yuǎn)大于實(shí)際網(wǎng)絡(luò),航空運(yùn)輸?shù)谋憬菪暂^好;國際航線網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長(zhǎng)度也略小于同等規(guī)模的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò),可見,長(zhǎng)三角地區(qū)航線網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長(zhǎng)度相對(duì)較小[11-12]。根據(jù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論,我國長(zhǎng)三角地區(qū)航線網(wǎng)絡(luò)具有較大的聚集系數(shù)和較小的平均路徑長(zhǎng)度,局部網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)連接緊湊,航空運(yùn)輸較為便捷,具有小世(a)1996年(b)2001年(c)2006年(d)2012年圖1長(zhǎng)三角地區(qū)國際客貨運(yùn)航班;鶊DFig.1Sankeydiagramsofinternationalpassengerandcargoflightsintheyangtzeriverdelta澳大利亞比利時(shí)德國法國韓國馬來西亞美國日本泰國西班牙新加坡1996國際航班;鶊D(旅客)1996國際航班;鶊D(貨郵)澳大利亞德國法國韓國馬來西亞美國日本泰國西班牙新加坡德國法國韓國柬埔寨馬來西亞美國日本泰國西班牙新加坡上海701.5182001年國際航班;鶊D(旅客)2001年國際航班桑基圖(貨郵)澳大利亞比利時(shí)丹麥德國俄羅斯法國韓國荷蘭加拿大柬埔寨盧森堡馬來西亞美國日本泰國新加坡匈牙利意大利印度英國越南阿聯(lián)酋澳大利亞丹麥德國俄羅斯法國韓國荷蘭加拿大柬埔寨捷克斯洛伐克盧森堡馬來西亞美國孟加拉國日本泰國新加坡新加坡意大利印度印度尼西亞英國越南阿聯(lián)酋澳大利亞丹麥德國法國韓國加拿大柬埔寨馬來西亞美國日本泰國新加坡新加坡意大利印度印度尼西亞英國越南杭州南
,與國際航線相比較,國內(nèi)航線網(wǎng)絡(luò)的中間中心勢(shì)相對(duì)較低,說明雖然存在上海機(jī)場(chǎng)這種明顯的控制節(jié)點(diǎn),但上海機(jī)場(chǎng)于網(wǎng)絡(luò)中的控制作用在南京、杭州、合肥等地機(jī)場(chǎng)的發(fā)展中有所削弱。盡管如此,上海虹橋機(jī)嘗浦東機(jī)場(chǎng)等對(duì)整個(gè)長(zhǎng)三角航線網(wǎng)絡(luò)仍具有絕對(duì)控制能力[13-15]。3.2.3抗毀性分析本文以2012年為例,采用Matlab軟件先構(gòu)建出基本網(wǎng)絡(luò),然后基于度優(yōu)先的方式進(jìn)行蓄意攻擊,找出關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)并進(jìn)行刪點(diǎn)模擬,記錄根據(jù)度值大小依次刪除不同數(shù)量節(jié)點(diǎn)后的網(wǎng)絡(luò)效率,并繪制出蓄意攻擊下的網(wǎng)絡(luò)效率變化圖,見圖4。由圖4可見,在蓄意攻擊下當(dāng)刪除一定節(jié)點(diǎn)時(shí)網(wǎng)絡(luò)效率會(huì)急劇下降直至為0。從整體來看,無論是國內(nèi)還是國外航線,客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)在遭到蓄意攻擊時(shí)的抗打擊能力都比貨郵網(wǎng)絡(luò)差,說明客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)整體運(yùn)行極度依賴少數(shù)核心機(jī)場(chǎng),與貨郵運(yùn)輸相比,人們的機(jī)場(chǎng)選擇更為單一。從線段變化趨勢(shì)來看,以國內(nèi)航線網(wǎng)絡(luò)為例,刪除節(jié)點(diǎn)比例為10%時(shí)整體網(wǎng)絡(luò)效率為0.5,刪除節(jié)點(diǎn)比例達(dá)到20%時(shí),網(wǎng)絡(luò)效率低于0.2,刪點(diǎn)比例達(dá)到30%網(wǎng)絡(luò)效率接近于0,此時(shí)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中幾乎所有節(jié)點(diǎn)都處于失效被孤立的狀態(tài),即網(wǎng)絡(luò)處于癱瘓之中。從圖2中已知長(zhǎng)三角航線網(wǎng)絡(luò)是以上海、南京等地機(jī)場(chǎng)為中心的樞紐輻射式航線網(wǎng)絡(luò),因此當(dāng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上海、南京、寧波等地因外在或內(nèi)部攻擊而失效時(shí),網(wǎng)絡(luò)中與之相連的其他機(jī)場(chǎng)也大多被孤立,從而造成整體網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行受阻。綜上,圖4較為明顯地反映了長(zhǎng)三角地區(qū)航線網(wǎng)絡(luò)抗打擊能力差,網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過于依賴上海等地幾個(gè)核心機(jī)場(chǎng),旅客也出于各種心理造成機(jī)場(chǎng)選擇十分單一,可能會(huì)導(dǎo)致核心機(jī)場(chǎng)的負(fù)擔(dān)過重,因此仍需針對(duì)該地區(qū)機(jī)場(chǎng)吞吐量的平衡進(jìn)行調(diào)整,使得網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行更為健康[16]
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)相似性算法及其在癲癇病輔助診斷的應(yīng)用[J]. 何艷,趙曉婷,于云莉. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用. 2017(01)
[2]區(qū)域機(jī)場(chǎng)同質(zhì)化發(fā)展特征分析——以長(zhǎng)三角地區(qū)機(jī)場(chǎng)群為例[J]. 蔣永雷,楊忠振,王璐,鄒汶倩. 經(jīng)濟(jì)地理. 2013(02)
[3]交通網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及特性研究綜述[J]. 于海寧,張宏莉,余翔湛. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(S1)
[4]我國航空網(wǎng)絡(luò)樞紐機(jī)場(chǎng)中心化水平比較分析[J]. 曾小舟,江可申,程凱. 系統(tǒng)工程. 2010(09)
[5]中國航空網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性[J]. 王姣娥,莫輝輝,金鳳君. 地理學(xué)報(bào). 2009(08)
[6]中國城市航空網(wǎng)絡(luò)的實(shí)證研究與分析[J]. 劉宏鯤,周濤. 物理學(xué)報(bào). 2007(01)
[7]中國航空客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的空間演化模式研究[J]. 王法輝,金鳳君,曾光. 地理科學(xué). 2003(05)
[8]從航空運(yùn)輸看中國城市體系的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[J]. 周一星,胡智勇. 地理研究. 2002(03)
本文編號(hào):3319686
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