基于复杂网络理论的城市轨道交通网络演化分析

• 作 者: 宁静
• 出 处: 长安大学
• 发表日期: 2020年01期
• 关键词: 城市轨道交通 复杂网络 网络演化 重点车站 客流加权

城市轨道交通在缓解城市拥堵问题方面有着很大的贡献。目前,由于我国大多数城市正在大力修建轨道交通项目,对于城市轨道交通的了解还不够彻底,轨道交通网络的演化分析有助于我们了解网络演化的内部机制和运行规律,也可以从宏观角度揭示时空复杂性。此外,科学、客观地识别轨道交通网络中的重要站点,可以为站点和城市布局关系的适配性规划、紧急情况下的重要站点保护和重要站点周边的一体化开发提供一定程度上的科学依据。本文首先介绍了复杂网络理论的基本知识,分析了影响轨道交通网络拓扑结构演化的因素,然后使用该理论,将轨道交通线网抽象为复杂网络,选取平均路径长度、聚类系数、平均邻接节点度、网络效率等指标,对比分析了北京、西安、南京、成都、深圳五座城市的轨道交通网络在各自演化过程中各项指标的变化趋势。得出虽然五座城市的轨道交通网络规模存在较大的差异,但是复杂网络度量指标的变化趋势大体上是一致的。其次介绍了节点重要度理论,选取了节点度、介数、紧密度这三项指标来对比研究了北京、南京、西安、成都、深圳轨道交通网络在每年的演化过程中重点车站的变化。运用不同的指标所得出的重点车站不尽相同,线网发展初期,大部分重点车站度数较高、且位于城市中心区域,随着线网向外拓展,重点车站变为城市外区的换成车站,除此之外,一部分紧邻换乘站的站点也为重点车站,所以在运营管理时也应当对该类型的站点给予重视。轨道网络的重点车站的识别可以更有针对性的对站点进行规划和管理。最后引入客流因素,结合西安轨道交通网络各阶段数据建立了轨道交通客流加权网络模型,对比分析了无权节点度与节点强度、无权最短平均距离和加权平均距离、无权平均紧密度与加权紧密度的变化,得出了相应的轨道交通网络演化的结论,为城市轨道交通的后续发展提供了理论基础。