交通運輸網絡的復雜性分析

張江 周鋒凱

摘要：交通運輸系統(tǒng)與人們的日常生活密切相關，交通的發(fā)展也影響著社會經濟的綜合水平，所以說交通網絡的發(fā)展對經濟與社會的發(fā)展具有十分重要的作用，但是交通運輸網絡系統(tǒng)的規(guī)模較大，我們應正確認識其運行規(guī)律，不斷改善系統(tǒng)運輸?shù)墓芾硭?。本文就主要對其交通運輸網絡的復雜性予以分析，希望可以給予業(yè)內人士一定的參考。

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.

關鍵詞：交通運輸;網絡復雜性;社會經濟

Key words： transportation;network complexity;social economy

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

0? 引言

交通運輸網絡受到了人們的廣泛關注和高度重視，同時人們也對其進行了更加深入的研究，但是收效甚微。交通運輸網絡主要涵蓋了陸上網絡、航空網絡與海運網絡，三者雖有不同但也存在著密切的聯(lián)系。網絡中的點線出現(xiàn)問題，就會影響整個網絡的完整性，因此有必要對其予以深入的研究。

1? 網絡概述

信息時代背景下，網絡主要指計算機網絡連接。網絡結構主要有完全規(guī)則網絡、小世界網絡、完全隨機網絡以及無標度網絡，其中無標度網絡是一種復雜網絡，描述問題缺乏準確的尺度，這也是該網絡名稱的由來。無標度網絡有其獨特的結構特性。下面將詳細對網絡結構進行分析。

首先是小世界網絡特性。內部兩個節(jié)點間的長度不超過網絡本身。其次是聚類性。網絡當中有大量的圈，圈當中的節(jié)點聯(lián)系密切，而圈之間的聯(lián)系密度較小。再次是網絡彈性，其主要是指對節(jié)點修改的耐受能力，一般而言，影響越小，網絡特性越強。交通網絡也是一種無標尺網絡，對交通運輸網路予以全面研究可優(yōu)化網絡的性能[1]。

2? 交通運輸網絡的復雜性分析

2.1 復雜網絡理論? 復雜網絡理論研究和實踐的基礎是隨機網絡，但是在近期的研究中發(fā)現(xiàn)，真實網絡結構的復雜度更高，因此在交通運輸網絡復雜性研究中也可探索其他的研究方向，交通運輸網絡中包含較多實物，同時不同實物之間相互的作用與密切的聯(lián)系是構建網絡的重要前提。利用統(tǒng)計物理學進行網絡結構分析，將動力學特征作為分析的重點，同時借助復雜網絡分析重要內容[2]。以平均路徑的長度、集散系數(shù)和分布為主要指標。路徑長度和集散系數(shù)可用來判斷網絡中是否有小世界效應，同時還需將分布指標作為無標尺特征的判斷依據。

2.2 航空網絡? 航空網絡復雜性研究的時間較長，且涉及的范圍較廣，研究的重點主要集中在靜態(tài)結構復雜特征分析和網絡演化規(guī)律分析上。在靜態(tài)結構復雜特征分析中，研究人員應高度重視空間尺度確定，一般選擇全球范圍或國家范圍，從而更加準確地總結出航空網絡的結構特征。在分析網絡演化規(guī)律時，應將演化規(guī)律的發(fā)生機制作為重點內容，且研究人員也要就其他內容進行深入的研究，如網絡結構對效率的影響機制等[3]。航空網絡的規(guī)模不同，其包含的節(jié)點數(shù)量也會有所不同，從幾十個到幾千個不等，但是無論網絡當中有多少個節(jié)點，其均應體現(xiàn)出小世界效應。作為超空間網絡結構空間特性的集中表現(xiàn)形式的超平面與小世界效應的關系是很密切的。然而即便如此，在不同尺度條件下，航空網絡的網絡結構也會存在較為明顯的差異。且空間經濟和社會因素也會對網絡演化的整體過程產生較大的影響。

2.3 軌道交通網絡? 地鐵和鐵路是軌道交通網絡的主要構成（如圖1），因此，本文主要對鐵路及地鐵網絡的復雜性進行分析。在研究過程中，應將重點放在拓撲統(tǒng)計性質分析和網絡特征分析上。分析拓撲統(tǒng)計性質時，設施網絡與運輸組織網絡是主要的分析對象，地鐵設施網絡主要以樹狀結構分布，運輸網絡是體現(xiàn)地鐵設施網絡小世界特征的主要方式。在對鐵路網絡的復雜性進行研究時，需要結合研究的需要進行分析，例如，鐵路網絡結構特征等。在網絡特性分析中，運輸率是衡量特征指標的主要依據。針對地鐵網絡運行率特征進行研究分析時，不同的城市其特征也會有所不同。在對拓撲網絡統(tǒng)計進行分析的過程中，指標通常是存在于較為復雜的網路上的，故而，就要在對地理空間特性進行分析的基礎上，探究其對結構特性的影響，最終確保保證網絡結構分析的正確性。又因為軌道交通運輸網絡研究的時間較短，研究結果有限，所以需要加大研究力度，從而為交通運輸網絡復雜性分析的發(fā)展提供資料支持[4]。