[發明專利]公交網絡拓撲屬性與空間屬性的分析方法

有效

• 申請號: 201810474239.0
• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN108763687B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 黃勇;萬丹;馮潔;齊童;石亞靈
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06Q50/30
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司 11514
• 代理人: 鄒成嬌

本發明提供的公交網絡拓撲屬性與空間屬性分析方法，包括：獲取目標城市的原始數據，所述原始數據包括公交站點和公交線路數據；根據原始數據建立復雜網絡模型；基于復雜網絡模型建立分析體系；采用分析體系對復雜網絡模型進行分析，得到分析結果。該方法從城鎮公交網絡的拓撲結構統計特征和空間屬性兩個方面進行分析，選取典型的山地城市和平原城市數據作對比，嘗試總結城鎮公交網絡結構與城鎮空間自身地理環境和空間結構模式之間的整體關系。

技術領域

本發明屬于信息處理技術領域，具體涉及公交網絡拓撲屬性與空間屬性的分析方法。

背景技術

深入了解公共交通網絡(public transportation networks)的結構和性質，對于城鄉規劃與管理、政策制定、防災減災管理等工作至關重要。近年來，復雜網絡理論(thetheory of complex networks)成為研究公共交通網絡(public-transport networks,PTNs)的有效工具，大量文獻對公交網絡、航空網絡、地鐵網絡(metro)、鐵路網絡(railway)、道路網絡(urban road traffic network)、海運網絡等公共交通網絡展開研究，主要研究內容和研究發展趨勢如下：

(1)持續關注公共交通網絡拓撲結構基本特征，如對網絡的社團屬性(communityproperties)、“k-核”層級(“the‘k-core layer’)，小世界特征和無標度特征進行研究。(2)提出新的計算指標，建立新的模型或優化原有網絡模型。如建立多重權重(complexnetwork model with multi-weights)的公交網絡模型；構建基于平均出行時間的動態加權公交網絡模型；建立基于競爭-合作關系的公交線路空間模型；建立包括車道數量、寬度等特征的城鎮道路網絡模型；提出新的測量指標，如the average sum of the nearest-neighbors’degree-degree correlation和the degree average edges among thenearest-neighbors；提出重復因子(concept of duplication factor)指標用于分析公交線路上行線路和下行線路的差異，提出Bonacich power centrality用于測量公共交通網絡連通性。(3)在Albert等對復雜網絡動力學行為討論的基礎上，對公共交通網絡的魯棒性(robustness)展開研究。(4)對公共交通系統相關要素或以之為基礎的社會動力學過程進行討論。如分析公交網絡、地鐵網絡的乘客流(Passenger flow)特征，并對客流和車流的相互關系展開研究；分析疾病在公交網絡上的傳播特征等。(5)對于公共交通網絡的時間演變特征進行分析。如闡述公交網絡的時間動態(temporal dynamics)特征；研究航空網絡在相對較長時間段內的時間演變規律等。同時，部分學者開始從某些方面研究公共交通網絡的空間屬性，如建立新的公交網絡空間模型(spatial representation model)，發現公交網絡社團的地理特征與城市社會-經濟地理分區的關聯性特征，討論公交網絡重要線路和節點在城市空間上的分布規律，發現航空網絡層級性的地理空間分布規律等。

綜上所述，現有對于公共交通網絡的研究，在不同方向上取得了大量研究成果。但在兩個方面，仍然存在進一步研究的必要性和可能性。

(1)對于公共交通網絡拓撲結構方面的研究相對較多，此類研究更多地發現了不同城市公共交通網絡存在的共通性規律。對于公共交通網絡這樣基于特定地理空間的人工系統而言，其具有明確的空間屬性，受到空間環境的影響和制約，交通系統及相關的城市規劃、管理實踐工作都是基于確定的地理單元而開展的。而目前在公交網絡的理論認識上，尚不清楚城市地理空間屬性對于交通系統網絡結構的形成和演變規律具備怎樣的影響，實踐上也相對缺乏基于特定空間環境的針對性管理和規劃方法。