交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性分析

張江 周鋒凱

摘要：交通運(yùn)輸系統(tǒng)與人們的日常生活密切相關(guān)，交通的發(fā)展也影響著社會經(jīng)濟(jì)的綜合水平，所以說交通網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展對經(jīng)濟(jì)與社會的發(fā)展具有十分重要的作用，但是交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的規(guī)模較大，我們應(yīng)正確認(rèn)識其運(yùn)行規(guī)律，不斷改善系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)墓芾硭健１疚木椭饕獙ζ浣煌ㄟ\(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性予以分析，希望可以給予業(yè)內(nèi)人士一定的參考。

Abstract： The transportation system is closely related to people's daily life， and the development of transportation also affects the comprehensive level of social economy. Therefore， the development of transportation network plays a very important role in economic and social development. Because the scale of transportation network system is large， we should correctly understand its operation rules and continuously improve the management level of system transportation. This article mainly analyzes the complexity of its transportation network， hoping to provide a certain reference.

關(guān)鍵詞：交通運(yùn)輸;網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性;社會經(jīng)濟(jì)

Key words： transportation;network complexity;social economy

中圖分類號：U113???????????????????????????????????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A????????????????????????????????? 文章編號：1006-4311（2020）28-0043-02

0? 引言

交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)受到了人們的廣泛關(guān)注和高度重視，同時(shí)人們也對其進(jìn)行了更加深入的研究，但是收效甚微。交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)主要涵蓋了陸上網(wǎng)絡(luò)、航空網(wǎng)絡(luò)與海運(yùn)網(wǎng)絡(luò)，三者雖有不同但也存在著密切的聯(lián)系。網(wǎng)絡(luò)中的點(diǎn)線出現(xiàn)問題，就會影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的完整性，因此有必要對其予以深入的研究。

1? 網(wǎng)絡(luò)概述

信息時(shí)代背景下，網(wǎng)絡(luò)主要指計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要有完全規(guī)則網(wǎng)絡(luò)、小世界網(wǎng)絡(luò)、完全隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)，其中無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)是一種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，描述問題缺乏準(zhǔn)確的尺度，這也是該網(wǎng)絡(luò)名稱的由來。無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)有其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特性。下面將詳細(xì)對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

首先是小世界網(wǎng)絡(luò)特性。內(nèi)部兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的長度不超過網(wǎng)絡(luò)本身。其次是聚類性。網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中有大量的圈，圈當(dāng)中的節(jié)點(diǎn)聯(lián)系密切，而圈之間的聯(lián)系密度較小。再次是網(wǎng)絡(luò)彈性，其主要是指對節(jié)點(diǎn)修改的耐受能力，一般而言，影響越小，網(wǎng)絡(luò)特性越強(qiáng)。交通網(wǎng)絡(luò)也是一種無標(biāo)尺網(wǎng)絡(luò)，對交通運(yùn)輸網(wǎng)路予以全面研究可優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的性能[1]。

2? 交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性分析

2.1 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論? 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論研究和實(shí)踐的基礎(chǔ)是隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)，但是在近期的研究中發(fā)現(xiàn)，真實(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度更高，因此在交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性研究中也可探索其他的研究方向，交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中包含較多實(shí)物，同時(shí)不同實(shí)物之間相互的作用與密切的聯(lián)系是構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的重要前提。利用統(tǒng)計(jì)物理學(xué)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析，將動力學(xué)特征作為分析的重點(diǎn)，同時(shí)借助復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析重要內(nèi)容[2]。以平均路徑的長度、集散系數(shù)和分布為主要指標(biāo)。路徑長度和集散系數(shù)可用來判斷網(wǎng)絡(luò)中是否有小世界效應(yīng)，同時(shí)還需將分布指標(biāo)作為無標(biāo)尺特征的判斷依據(jù)。

2.2 航空網(wǎng)絡(luò)? 航空網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性研究的時(shí)間較長，且涉及的范圍較廣，研究的重點(diǎn)主要集中在靜態(tài)結(jié)構(gòu)復(fù)雜特征分析和網(wǎng)絡(luò)演化規(guī)律分析上。在靜態(tài)結(jié)構(gòu)復(fù)雜特征分析中，研究人員應(yīng)高度重視空間尺度確定，一般選擇全球范圍或國家范圍，從而更加準(zhǔn)確地總結(jié)出航空網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征。在分析網(wǎng)絡(luò)演化規(guī)律時(shí)，應(yīng)將演化規(guī)律的發(fā)生機(jī)制作為重點(diǎn)內(nèi)容，且研究人員也要就其他內(nèi)容進(jìn)行深入的研究，如網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對效率的影響機(jī)制等[3]。航空網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模不同，其包含的節(jié)點(diǎn)數(shù)量也會有所不同，從幾十個(gè)到幾千個(gè)不等，但是無論網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中有多少個(gè)節(jié)點(diǎn)，其均應(yīng)體現(xiàn)出小世界效應(yīng)。作為超空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)空間特性的集中表現(xiàn)形式的超平面與小世界效應(yīng)的關(guān)系是很密切的。然而即便如此，在不同尺度條件下，航空網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也會存在較為明顯的差異。且空間經(jīng)濟(jì)和社會因素也會對網(wǎng)絡(luò)演化的整體過程產(chǎn)生較大的影響。

2.3 軌道交通網(wǎng)絡(luò)? 地鐵和鐵路是軌道交通網(wǎng)絡(luò)的主要構(gòu)成（如圖1），因此，本文主要對鐵路及地鐵網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性進(jìn)行分析。在研究過程中，應(yīng)將重點(diǎn)放在拓?fù)浣y(tǒng)計(jì)性質(zhì)分析和網(wǎng)絡(luò)特征分析上。分析拓?fù)浣y(tǒng)計(jì)性質(zhì)時(shí)，設(shè)施網(wǎng)絡(luò)與運(yùn)輸組織網(wǎng)絡(luò)是主要的分析對象，地鐵設(shè)施網(wǎng)絡(luò)主要以樹狀結(jié)構(gòu)分布，運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)是體現(xiàn)地鐵設(shè)施網(wǎng)絡(luò)小世界特征的主要方式。在對鐵路網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性進(jìn)行研究時(shí)，需要結(jié)合研究的需要進(jìn)行分析，例如，鐵路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征等。在網(wǎng)絡(luò)特性分析中，運(yùn)輸率是衡量特征指標(biāo)的主要依據(jù)。針對地鐵網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行率特征進(jìn)行研究分析時(shí)，不同的城市其特征也會有所不同。在對拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)進(jìn)行分析的過程中，指標(biāo)通常是存在于較為復(fù)雜的網(wǎng)路上的，故而，就要在對地理空間特性進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，探究其對結(jié)構(gòu)特性的影響，最終確保保證網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析的正確性。又因?yàn)檐壍澜煌ㄟ\(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)研究的時(shí)間較短，研究結(jié)果有限，所以需要加大研究力度，從而為交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性分析的發(fā)展提供資料支持[4]。