道路交通網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點挖掘和彈性優(yōu)化專題培訓(xùn)課件

論文結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵的概念關(guān)鍵節(jié)點的定義和分類建立關(guān)于網(wǎng)絡(luò)熵的動力模型構(gòu)建路網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點的評價指標(biāo)體系動力模型的仿真分析基于層次分析法的灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)分析的評估算法挖掘路網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點優(yōu)化路網(wǎng)彈性

城市道路交通網(wǎng)絡(luò)是一個以道路交叉口作為節(jié)點和與節(jié)點相連接的路段的點邊交通網(wǎng)絡(luò)。它的可靠性和脆弱性是由節(jié)點和路段的可靠性和脆弱性共同決定的。城市道路交通網(wǎng)絡(luò)的分布區(qū)域較為廣泛，其中的一些交叉點和路段非常容易受到交通事故、自然災(zāi)害、大型活動以及惡劣天氣的破壞，受破壞后，將可能會造成大面積的交通擁堵甚至使整個路網(wǎng)陷入癱瘓。挖掘路網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點0406定義：路網(wǎng)中的關(guān)鍵節(jié)點是指其受到攻擊時，無法發(fā)揮本身正常的功能，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的連通性、可靠性和整體性急劇下降的節(jié)點。0102分類：一是從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)出發(fā)，認(rèn)為關(guān)鍵節(jié)點是對路網(wǎng)連通性影響較大的節(jié)點；二是從交通擁堵的角度出發(fā)，認(rèn)為關(guān)鍵節(jié)點是路網(wǎng)中經(jīng)常發(fā)生擁堵的節(jié)點。挖掘路網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點城市道路交通網(wǎng)絡(luò)節(jié)點重要性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)交通流基于行程時間的介數(shù)節(jié)點的連接度道路網(wǎng)絡(luò)效率脆弱性集聚系數(shù)平均路徑長度變化率延誤排隊長度挖掘路網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點

45413657544860各指標(biāo)的正互反矩陣挖掘路網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點雙擊此處添加標(biāo)題文字各指標(biāo)的權(quán)重

根據(jù)各指標(biāo)的權(quán)重，選取基于行程時間的介數(shù)，網(wǎng)絡(luò)效率，延誤，排隊長度，平均路徑長度變化率五個指標(biāo)作為構(gòu)成評價關(guān)鍵節(jié)點的指標(biāo)體系。挖掘路網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點

123456789000.580.91.121.241.321.411.45的值本文中,,

則可得出,所以矩陣具有可接受的一致性。一致性比率指標(biāo)挖掘路網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點

灰色關(guān)聯(lián)分析是一種用灰色關(guān)聯(lián)度順序來描述因素間關(guān)系的強(qiáng)弱、大小、次序的方法。它的基本思想是以因素的數(shù)據(jù)序列為依據(jù)，用數(shù)學(xué)的方法研究因素間的幾何對應(yīng)關(guān)系。

第個節(jié)點的比較數(shù)列：綜合比較后得出節(jié)點的評價指標(biāo)參考序列：采用均值法處理數(shù)據(jù)：無量綱處理：挖掘路網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點

計算判斷指標(biāo)的關(guān)聯(lián)系數(shù)：計算灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度：關(guān)聯(lián)度越大，節(jié)點就越重要，關(guān)聯(lián)度最大的節(jié)點為關(guān)鍵節(jié)點。優(yōu)化路網(wǎng)彈性無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)：很多復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的大部分節(jié)點只有少數(shù)連接，而少數(shù)節(jié)點卻有大量的連接，我們將這些具有大量連接的節(jié)點稱為“集散節(jié)點”，包含這種集散節(jié)點的且其節(jié)點的度沒有明顯的特征長度的網(wǎng)絡(luò)為無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)化路網(wǎng)彈性熵：宏觀意義是系統(tǒng)能量分布均勻性的一種量度，可以表示物體所處狀態(tài)是否穩(wěn)定以及系統(tǒng)變化的方向，能量分布越均勻，熵值越大；反之，則熵值越小。網(wǎng)絡(luò)完全均勻時，即時，網(wǎng)絡(luò)熵最大。優(yōu)化路網(wǎng)彈性

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點都與第一個節(jié)點相連時，即時網(wǎng)絡(luò)最不均勻，這時網(wǎng)絡(luò)熵最小。網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)熵優(yōu)化路網(wǎng)彈性將交通網(wǎng)絡(luò)抽象為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，其中的節(jié)點代表真實的系統(tǒng)中的個體，邊代表系統(tǒng)中個體間的關(guān)系。在熵的一般定義的基礎(chǔ)上我們重新定義了網(wǎng)絡(luò)熵優(yōu)化路網(wǎng)彈性考慮邊介數(shù)重新分配的情況，建立動力學(xué)模型優(yōu)化路網(wǎng)彈性

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)既會遭受隨機(jī)失效，也會遭受蓄意攻擊，而且它對這兩種攻擊的抗毀性有很大的差異。隨機(jī)失效是指連續(xù)的隨機(jī)去除網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點，蓄意攻擊是指連續(xù)的優(yōu)先去除網(wǎng)絡(luò)中度最大的節(jié)點。優(yōu)化路網(wǎng)彈性不同模式的攻擊和邊承載能力系數(shù)的變化對網(wǎng)絡(luò)熵的影響的仿真分析優(yōu)化路網(wǎng)彈性結(jié)論

在規(guī)劃道路交通網(wǎng)絡(luò)時，各邊的承載能力越大，路網(wǎng)的抗毀性就越強(qiáng)，但出于對成本的考慮，不可能將承載能力系數(shù)設(shè)置過大。在實際問題中，考慮網(wǎng)絡(luò)的邊介數(shù)重新分配的情況，并不是攻擊介數(shù)最大的邊對網(wǎng)絡(luò)抗毀性的影響最大，我們需要考慮整個網(wǎng)絡(luò)的狀況。另外，網(wǎng)