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運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的研究論文
摘要：在實(shí)際生活中很多系統(tǒng)都可以抽象為節(jié)點(diǎn)與便組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，尤其是隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷加深以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度也在不斷加深，交通運(yùn)輸與我們的生活息息相關(guān)，同時(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也離不開交通作為中間的重要環(huán)節(jié)。因此交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)是社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，然而作為一項(xiàng)巨型的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，我們應(yīng)該全面并且深入的了解其內(nèi)在運(yùn)行機(jī)制與規(guī)律，從而提高交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的管理水平，使其發(fā)揮更大的作用。針對(duì)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性進(jìn)行簡要分析，并且提出相關(guān)的建議。
關(guān)鍵詞：交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)；復(fù)雜性；研究；建議
隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷深化，近些年來交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的研究已經(jīng)成為了國內(nèi)外的一個(gè)熱點(diǎn)項(xiàng)目，盡管逐漸受到了重視，并且研究的程度也逐漸加深，但是效果卻并不明顯。交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)不僅僅只包括陸地上的公路、鐵路等，還包括航空網(wǎng)絡(luò)和航海網(wǎng)絡(luò)，盡管這三者之間的類型、功能以及規(guī)模都存在很大的不同之處，但是這三者之間卻有著一定的聯(lián)系。對(duì)于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)來說，是由點(diǎn)和線組成的，所以如果網(wǎng)絡(luò)之中重要的節(jié)點(diǎn)遭到了破壞則會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的功能，使其不再具有連通性。對(duì)交通運(yùn)輸進(jìn)行研究不僅可以提供更好的交通運(yùn)輸條件，還可以使交通運(yùn)輸設(shè)計(jì)得到優(yōu)化。
1交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的研究現(xiàn)狀
1.1從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)角度分析。作為一門剛剛開始的新綜合交叉學(xué)科，交通網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的研究是將交通科學(xué)與復(fù)雜科學(xué)相結(jié)合而產(chǎn)生的，因?yàn)榻煌ňW(wǎng)絡(luò)作為一種典型的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)所以受到了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域的重視，同時(shí)研究交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性也可以對(duì)現(xiàn)今的交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化，使其發(fā)揮最大的功效。在針對(duì)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究時(shí)應(yīng)該依據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)采取不同的研究方法，首先航空網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中最具有代表性的，因?yàn)樵谒薪煌ㄟ\(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中航空運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展是最早的，在行業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)也比較完備，同時(shí)一直以來都受到學(xué)者的廣泛研究，所以在學(xué)術(shù)研究方面也具有一定的基礎(chǔ)，在針對(duì)航空網(wǎng)絡(luò)研究時(shí)往往采用L空間。另外，在城市街道網(wǎng)絡(luò)研究時(shí)往往采用原始和對(duì)偶兩種方式進(jìn)行研究，因?yàn)槿绻皇遣捎迷挤ㄑ芯�，雖然可以保留該地區(qū)原始的一些地理信息，但是在所得到的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)度上卻沒有明顯的無標(biāo)度性，所以綜合對(duì)偶方式進(jìn)行研究，解決原始法沒有無標(biāo)度性的問題。另外，對(duì)于鐵路網(wǎng)絡(luò)、船運(yùn)網(wǎng)絡(luò)等通常也采取L空間和P空間。總之，在進(jìn)行不同類型的交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)研究時(shí)，應(yīng)該根據(jù)具體的需要采取最適宜的方式進(jìn)行研究。
1.2從交通科學(xué)角度分析。隨著科學(xué)研究水平的逐漸加深，交通科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)者已經(jīng)逐漸注意到復(fù)雜科學(xué)和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論之間的聯(lián)系，并且正在向著將交通科學(xué)應(yīng)用于交通網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性研究的領(lǐng)域發(fā)展。在交通科學(xué)領(lǐng)域可以采用交通流分配問題、控制理論以及動(dòng)力學(xué)等多種手段為交通運(yùn)輸?shù)难芯孔龀鲐暙I(xiàn)，在交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的研究中一直都是以追求一個(gè)平衡狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)的，例如針對(duì)一個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)的旅行時(shí)間最小的平衡設(shè)計(jì)，交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的出行成本與交通流量之間成正比例關(guān)系，即出行成本隨著交通流量的增加而增多，期間由于交通流量的增多而導(dǎo)致的交通堵塞與擁擠會(huì)使成本也隨之增加，在不斷的反復(fù)過程中交通網(wǎng)絡(luò)會(huì)出現(xiàn)一種平衡狀態(tài)。從整體來講，目前我國交通學(xué)者們已經(jīng)開始重視交通網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的問題，隨著研究時(shí)間的不斷增長以及投入力度的不斷加大，到目前為止已經(jīng)取得了重要的成果。但是對(duì)于徹底了解交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性來說還有一定的距離，所以仍然需要在此方面努力。
2交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性研究的難點(diǎn)
在交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性研究方面盡管近年來已經(jīng)逐漸受到了重視，并且也得到很大的發(fā)展，但是針對(duì)其中的一些難點(diǎn)仍然沒有科學(xué)的解決。在刻畫研究方面缺少系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)知識(shí)并且刻畫的程序也不夠完整，另外，在刻畫方面由于需要以大量的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，因此需要需要一段時(shí)間才能夠進(jìn)行有效的刻畫，所以在實(shí)際中影響了刻畫方法的實(shí)用性。最關(guān)鍵的是對(duì)于交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的認(rèn)識(shí)還只是停留在比較淺顯的階段，對(duì)于復(fù)雜性的管理與控制仍然處于空白的狀態(tài)。
3對(duì)于研究過程中一些關(guān)鍵問題的解決方案
交通網(wǎng)絡(luò)作為無標(biāo)度的網(wǎng)絡(luò)，在研究時(shí)應(yīng)該考慮如何找到公共網(wǎng)絡(luò)的集散點(diǎn)，并且將研究的內(nèi)容與實(shí)踐性很強(qiáng)的公交網(wǎng)絡(luò)平衡配流研究相結(jié)合。首先是HUB點(diǎn)的確定，第一步就是對(duì)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中各條路段流量的確定，一般可以應(yīng)用公交網(wǎng)絡(luò)用戶平衡配流的方法可以實(shí)現(xiàn)，并且精確度很高；但是實(shí)際中有時(shí)候需要對(duì)某一路徑的流量給出唯一的精確值，面對(duì)這種要求需要采用極大熵網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)該平衡網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行求解，得出唯一的路徑流量；另外，在對(duì)網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)點(diǎn)進(jìn)行流量求解時(shí)需要依靠前面步驟求得的路徑流量，即用已經(jīng)求得的路徑流量簡介算某點(diǎn)的流量；另外，對(duì)于交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)的處理不只是要求求出流量，還要根據(jù)求得流量的大小對(duì)站點(diǎn)進(jìn)行排序，之后計(jì)算出每一個(gè)站點(diǎn)流量在總流量中占據(jù)的比例，最后找出網(wǎng)絡(luò)中的HUB點(diǎn)，上述這種方法是目前國際上所研究出的唯一一種既可以找出HUB點(diǎn)精確度又很高的方法。在實(shí)際研究中對(duì)現(xiàn)實(shí)的交通網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)的理論進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)及管理是當(dāng)前研究的主要方向，應(yīng)該針對(duì)研究之中遇到的問題進(jìn)行有效解決。上述方法是包括了所有能夠上下乘客的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，然而實(shí)際的情況卻與此有較大的差別，如果將多種交通交通工具進(jìn)行轉(zhuǎn)換這一事實(shí)加入到分析的條件中，則情況就應(yīng)該另行考慮�？梢詫⒛芰s束問題進(jìn)行兩方面的分類，即不考慮能力限制與考慮能力限制兩種�？傊�，交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)具有復(fù)雜性，實(shí)際研究時(shí)需要考慮的約束條件有很多，因此需要交通學(xué)者在分析交通網(wǎng)絡(luò)時(shí)要有足夠的耐心，并且全面考慮所有涉及到的條件以及情況，只有這樣才能夠保證研究結(jié)果具有一定的意義。
4交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性研究的方向
交通運(yùn)輸?shù)闹饕康木褪菫槿藗儙砩钌系姆奖�，所以在研究方向上�?yīng)該構(gòu)建出一套規(guī)范的基礎(chǔ)理論和程序，并且針對(duì)上文提到的需要大量的數(shù)據(jù)才能夠進(jìn)行刻畫的情況應(yīng)該進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，使小數(shù)據(jù)也可以適用，另外，應(yīng)該將復(fù)雜性刻畫應(yīng)用于交通運(yùn)輸系統(tǒng)的管理和控制之中。以上所提到的就是當(dāng)前研究的方向，想要實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸系統(tǒng)的科學(xué)管理，首先必須做的就是對(duì)交通運(yùn)輸系統(tǒng)有一個(gè)全面的了解，之后以此為基礎(chǔ)進(jìn)行復(fù)雜性的研究，最后應(yīng)用復(fù)雜性科學(xué)的理論與方法對(duì)系統(tǒng)的復(fù)雜性績效刻畫，并且根據(jù)結(jié)果選擇最為適合的科學(xué)方法對(duì)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制與管理，同時(shí)這也是交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理的發(fā)展方向。無論對(duì)哪個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行研究，首先都必須要明確所研究的方向，研究交通網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性就必須要在明確研究方向的前提下進(jìn)行，針對(duì)其中的一些問題找到合適的解決辦法。
5結(jié)論
隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快以及科學(xué)技術(shù)信息的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的概念已經(jīng)深入到了各個(gè)系統(tǒng)之中，網(wǎng)絡(luò)將一個(gè)系統(tǒng)中的各個(gè)散點(diǎn)與分離的部分相結(jié)合起來，交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)作為復(fù)雜性網(wǎng)絡(luò)的代表已經(jīng)引起了交通學(xué)者的關(guān)注。針對(duì)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)研究的現(xiàn)狀可以從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)角度和交通科學(xué)角度進(jìn)行分析，得出結(jié)論，明確研究過程中的難點(diǎn)，并且給出合理的解決方案，也可以針對(duì)其中存在的問題提出擬解決方案。最后要根據(jù)實(shí)際研究情況明確研究方向，使交通運(yùn)輸?shù)墓芾砼c控制系統(tǒng)化。
參考文獻(xiàn)
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