应用复杂网络理论的城市路网可靠性分析

城市路网作为一种关系居民日常生活、社会经济发展的重要网络,在受到暴雨洪水、交通堵塞以及遭遇破坏时,可能局部失效,进而影响整个路网的运输能力和效率。本文针对城市路网的拓扑特点,以复杂网络理论为基础,对两种不同布局结构的路网分别采用主方法和对偶方法建模,分析比较其复杂网络特性,并在此基础上进行了基于节点度和基于节点中介中心性的选择性破坏实验,最后分析了不同结构的路网在不同攻击策略下所表现出来的可靠性。     

应用复杂网络理论的城市路网可靠性分析

城市路网作为一种关系居民日常生活、社会经济发展的重要网络,在受到暴雨洪水、交通堵塞以及遭遇破坏时,可能局部失效,进而影响整个路网的运输能力和效率。本文针对城市路网的拓扑特点,以复杂网络理论为基础,对两种不同布局结构的路网分别采用主方法和对偶方法建模,分析比较其复杂网络特性,并在此基础上进行了基于节点度和基于节点中介中心性的选择性破坏实验,最后分析了不同结构的路网在不同攻击策略下所表现出来的可靠性。     

城市地铁交通网络可达性与社会经济关系分析

不同的路网结构对居民的便利性有不同的影响.城市地铁的建设和完善扩大了城市空间,为居民通勤提供了便利,同时,它也影响和改变着城市格局.本文以北京市为例,基于北京完备的地铁网络,采用空间句法对其现状和可达性进行评估.利用社会经济网络评价北京市各区的中心性指数,分析社会经济网络与各区可达性水平的联系.结果表明,北京的交通中心是西城区和东城区,而经济中心是海淀区和朝阳区.北京主城区呈现三核城市模式发展,预测未来发展方向将在石景山区和大兴区.     

基于路划网络功能的道路选取方法

提出以路划为选取单元以路划网络功能为选取指标的道路选取方法,路划网络功能的衡量指标综合考虑了中心度、连接度、长度等因素,由网络分析获得;选取的道路通过基于图论的逐步搜索保持连通性和规模最小;采用多种结构形态的实际城市局部路网、整体路网进行试验,结果表明该方法能较好地保持路网的整体结构、局部典型结构和道路连贯性,适用于各种形态的路网,具有良好的通用性,较常规的基于路划长度的选取方法具有明显优势。     

对偶图节点重要度的道路网自动选取方法

采用对偶拓扑方法构建基于广义路网拓扑的复杂交通网络,通过引入m阶邻居节点概念,考虑复杂交通网络中节点度、介中心及节点间距离等因素,顾及节点自身及1到m阶邻居节点的重要度贡献,定义了节点重要度评价模型,进而提出一种基于m阶邻居节点重要度贡献的道路网自动选取方法,并基于网络最小规模原则保持选取道路的连通性。为检验方法的有效性,引入度分布评价所选取道路对路网整体结构及拓扑特性的保持程度,并采用实际城市路网进行试验,结果表明本文方法选取的路网能较好地保持了原始路网的整体结构、拓扑特性及道路连通性,且算法稳定、可靠。     

基于复杂网络理论的城市道路网络自动综合方法

道路网络自动综合是地图综合的主要研究课题。本文通过引入对偶拓扑理论建立了城市道路网络的对偶拓扑结构,并将道路的重要性表达为路网中所有道路的重要度贡献的总和,进而提出了一种道路网络自动综合方法。实验表明,本文方法可以较为合理地选取路网中相对重要的道路,所选路网保持了原始路网的整体形态及拓扑连通。     

考虑内在关联性的城市路网交通运行效率评价

为实现大规模城市路网下的交通运行效率评估，立足于深圳市福田区、南山区以及罗湖区的浮动车轨迹数据，提出了一种结合交通可达性与道路交通流特性的评价方法。通过地图匹配与网络重构获得路网重构图，对其进行社区发现与聚类以挖掘路网内在联系并进行交通运行效率评价。该评价方法兼顾路网结构与交通属性，在考虑路网内在关联性的情况下进行城市路网交通效率评价，并通过评价结果对实际路网提出针对性改进建议。相比传统方法，该文提出的评价方法能够识别出道路间相互影响关系，在局部路网的尺度下修正评价结果，使评价结果体现出实际路网不同区域内交通效率的内在联系。     

基于复杂网络的城市道路重要度评价及路网自动综合方法

利用复杂网络理论,构建城市复杂路网模型,基于该模型从道路的结构和功能特征角度,以连接度、介中心和接近度为度量指标定义道路重要度评价模型,并顾及路网的整体形态及路网的拓扑连通性,提出基于复杂网络理论的路网综合算法。为检验方法有效性,针对成都市道路网络进行实验分析。实验结果表明,该道路重要度评价模型较好地反映道路在整个路网结构和功能上的重要程度,复杂路网综合算法能较好地保持原始路网的整体形态结构特征。     

复杂网络理论的武汉市路网结构特征

针对武汉市路网的基本结构特征,该文以道路stroke作为路网的基本结构单元,以对偶拓扑图作为路网几何拓扑结构的表达形式,基于复杂网络理论的相关定量分析指标,进行了研究分析。通过对路网节点度分布的统计分析表明:武汉市路网属于无标度网络;通过对网络的平均聚类参数和平均网络距离的计算分析表明:武汉市路网属于小世界网络;以度中心性、中介中心性、接近中心性和长度为基本评价指标,通过加权综合评价,研究了武汉市路网的层次结构特征,表明武汉市路网的结构构成符合"二八分率"的规律。     

Trans2Vec:耦合车辆移动模式的大规模城市路网表示学习框架北大核心CSCD

高效率实现城市路网信息的完备向量化表征,是嵌入各类深度学习模型以智能化解决下游交通任务的重要数据工程。现有表示学习方法难以有效耦合城市路网固有的拓扑结构信息与承载的转移模式信息,无法精确匹配下游交通任务的特征需求,且在面对大规模城市路网时,存在算法资源占用较高的现实问题。针对该问题,本文发展了一种多视图游走的路段表征向量学习方法,以车辆移动模式为核心,融合拓扑结构进行异质游走,实现大规模路网完备、高效的信息表达;以深圳市为试验区域,通过全量城市路网与实际车辆行程数据验证了该方法的有效性与先进性。     

城市交通多层网络社团结构探测

海量的城市交通流数据已经可以被广泛获取,发现不同类型交通流空间交互结构间的关系以及交通流与交通网络间的联系对于优化城市交通设计、缓解城市交通拥堵具有重要价值。为此,采用北京市六环以内区域2016年5月9日与5月15日的公交刷卡、出租车轨迹、公交线路数据,借助单层与多层社团检测方法,探索：(1)不同交通流空间分布模式间的联系;(2)公交服务与公交乘客之间的供需关系。研究发现：(1)从公交刷卡与出租车轨迹数据中发现的社团结构具有明显差异,表明2种不同交通流反映城市空间交互的不同作用;(2)北京市公交线路社团结构与公交出行社团结构相似性较高,但也存在局部的差异,可以反映公共交通供需不平衡模式。研究结论可为城市交通设计优化提供一定的参考。     

城市路网变化信息提取及其对土地利用的影响研究

城市路网作为一种特殊的土地覆盖类型,与土地利用相互作用.现代城市系统中道路变化越来越频繁,如何快速精确的对城市路网的变化信息进行提取不仅可以支撑路网基础测绘数据的更新需要,也可以为城市土地利用提供辅助支持.论文基于遥感和矢量数据进行道路网变化信息提取,分析城市路网结构和变化与土地利用的关联关系.     

重庆市主城区城市路网演变分析及与城市扩张耦合性研究

研究结合重庆市主城区2011-2017年高分辨率遥感影像和相关地形图、规划资料及交通专题资料信息等,提取城市路网和城市建设用地数据,基于GIS操作平台,采用空间核密度方法分析主城区城市路网时空演变特征,探索城市路网空间分布规律,以街道(镇)为研究单元分析城市道路与城市用地扩张之间的耦合关系,为合理规划交通道路布局,促进城市扩张与道路网络的协调发展提供了重要参考依据。结果表明,主城区城市路网分布具有空间不均衡性特征,路网演变有明显的方向性,以东西两翼带状区域变化为主,路网密度变化集中在低密度区。与城市用地扩张相关性研究中发现,城市路网是城市扩张的主要驱动力之一,路网中密度区域对城市扩张的驱动效应最明显。     

一种城市道路空间结构特性分析方法

为了对城市道路空间结构的特征进行研究,该文基于复杂网络理论,采用网络中心性测度方法,对北京、成都、南京、天津和武汉这5个城市道路网络的节点介数、直达性、邻近度和边介数等指标进行计算,通过对计算结果的分析发现城市道路中心性的分布特点,剖析城市道路结构的特征。结果表明:①网络中心性指标,特别是介数能够很好地描述道路网络节点的重要程度;②贯穿路网的主干路、城市环路、跨江(河)桥梁都具有较高的中心性,是城市路网的重要部分;③尽管不同城市的道路网络结构存在一些相似的特点,但各城市之间的道路空间结构差异明显。     

利用轨迹大数据进行城市道路交叉口识别及结构提取

交叉口是城市交通路网生成、更新的重要组成部分。本文基于车辆时空轨迹大数据,提出了一种城市交叉口自动识别方法。该方法首先通过轨迹跟踪识别轨迹数据中包含的车辆转向点对;然后基于距离和角度的生长聚类方法进行转向点对的空间聚类,并采用基于局部点连通性的聚类方法识别交叉口;最后利用交叉口范围圆和转向点对提取城市各级别路网下的交叉口结构。以武汉市出租车轨迹大数据为例,对武汉市城区内189个交叉口进行了探测。试验结果表明,本文所提方法可以准确地从轨迹大数据中识别出城市交叉口及其结构。     

基于介数中心性的交通拥堵指数计算

本文以北京城市交通为例,选取北京城市路网数据,计算城市路网介数中心性,以反映城市各道路路段的通达情况;并利用北京出租车GPS定点数据,计算实际的交通轨迹。传统的路网介数中心性主要依据各路段最短路径的比重评价理论上的道路通达性,而本文以网络介数中心性为基础,提出动态介数的方法,从城市各路段交通量比重的角度评价各道路实际拥堵情况。利用两个介数的对比能够全面客观地反映交通拥堵状况,提高交通拥堵指数的参考价值,并为城市建设规划决策及道路改建等方案提供依据,有利于缓解城市道路交通拥堵现状。     

使用自组织映射网络识别城市道路主要结构

城市道路中主要结构的识别在路网综合、多尺度路网建模、导航等方面起着关键作用。本文提出一种使用自组织映射(SOM:the Self-Organizing Map)网络来同时识别城市道路中多行道和立交桥的方法。首先计算道路网眼的几何形态特征指标,然后利用SOM对道路网眼进行分类,根据得出的网眼和道路的空间关系来提取路网中的主要结构。实验结果表明,该方法能有效地识别出城市道路中的多行道和立交桥。     

客运铁路视角下长江中游城市群网络结构研究

铁路运输是城市间的重要联系方式,能够较好的反映出城市网络结构。从12306购票网络获取了铁路客运数据,以列车数量和运行速度进行加权来构建无向加权矩阵,从城市节点和城市间联系两个角度研究长江中游城市群网络结构。研究发现,长江中游城市群呈现出以长沙、武汉、南昌为核心城市的多中心发展格局,顶层联系网络将核心城市联系在一起,不同区域的发展模式不同。火车流量有向顶层节点、顶层联系集中的特点。     

基于道路标线布设方案的交通路网数据库构建研究

道路标线是交通规则的载体,它们布设在物理道路网络上为交通参与者分配路权,并规范其行为。通常,称这种加载了交通规则的物理道路网络为交通路网。本文首先提出了物理道路网络的表示模型;然后结合线性参考技术,以物理道路网络为基础,构建了基于的GIS道路标线布设方案数据模型;最后,本文选取示范路网,运用道路标线布设方案数据库,进行路网交通规则的推导,构建了基于车道级路网数据模型的交通路网数据库,为交通路网数据库的构建提供了一种参考。     

基于拓扑强度的城市道路网络层次表达

复杂网络理论是进行网络拓扑分析的一个重要工具。现有的研究大多是利用复杂网络理论研究城市道路网络的整体拓扑结构,从而难以衡量每条道路在维持整个路网拓扑连通性方面的能力。本文提出了一种道路网络拓扑强度层次表达模型。首先,研究城市道路网络中每条道路在维持路网拓扑连通性方面的重要程度,提出了一种定量描述指标,即拓扑强度;然后根据拓扑强度对道路网络进行层次表达;最后采用层次表达模型对长沙市道路网络进行实验分析,验证了该模型的合理性和有效性。