多层耦合空间网络交通性能及路由算法研究-计算机科学与技术专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 Dissertation Submitted to Zhejiang University of Technology for the Degree of Master Research on the Traffic Performance and Routing Algorithm based on Multilayer Coupling Space Network Candidate: ZHAO Jiu-Qiang Advisor: Prof. YANG Xu-Hua College of Computer Science and Technology Zhejiang University of Technology Apr 2015 浙江工业大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作 所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的 学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中 以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本 人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 浙江工业大学硕士学位论文 浙江工业大学硕士学位论文 多层耦合空间网络交通性能及路由算法研究 摘 要 网络科学作为一门新兴的交叉学科，主要通过统计物理学的方法和概率论对复杂网络 的网络拓扑结构和动力学特性进行定量和定性分析，研究内容主要包含了复杂网络的拓扑 分析、演化机理、网络的传播动力学、稳定性和鲁棒性等。因此，探索网络科学的理论研 究和实际应用已经成为国内外比较前沿的领域之一，具有非常广泛的理论价值和社会价 值。本文结合网络科学的相关知识，主要研究了多层耦合空间网络上的交通性能和路由算 法，主要包括以下三个内容： （1）构建基础核心耦合网络模型，其中核心网络对改善整个网络性能有重要的作用， 例如公交网络中的地铁网络类似于提到的核心网络，具有运输量大，速度快，可减少大量 的通勤时间等优点，但是它的构造成本较高；公交车作为基础网络，具有覆盖面广，构造 成本低等优点。基于上述模型，我们选择不同结构的空间网络以及不同的耦合强度，在此 基础上探究不同的 OD 矩阵分布情况对耦合网络的影响，通过计算不同情况下耦合网络的 平均最短路径和基尼系数对耦合网络进行评价。 （2）基于公交车站路线信息和公共自行车站点位置信息，提出了一种“公交车-公共 自行车-步行”模式的多层空间嵌入式网络模型。通过对中国杭州和宁波两个城市的公交系 统进行网络分析并和加入短距离自行车站点对与短距离步行站点对的新模型进行对比，发 现新模型的空间网络特性有很大的改善。同时，结合公共自行车网络，设计了一种“公交 车-公共自行车-步行”多模式换乘算法，并将该算法结合现有的高德地图初步实现。 （3）提出一种考虑地铁周围拥堵区域“地铁-公交车-公共自行车-步行”的多模式换乘 算法，该算法旨在解决地铁周围拥堵区域以公共自行车代替公交车优化换乘问题，以较小 的代价实现效率出行的目的。该策略在地铁周围的拥堵区及拥堵时段起到的效果较好。 本文最后对该部分研究内容进行了总结和展望，提出了本文部分未完善的地方和未来 的主要工作内容。 关键词：网络科学，耦合网络，多模式换乘，公共自行车，空间网络 i Research on the Traffic Performance and Routing Algorithm based on Multilayer Coupling Space Network ABSTRACT Network science is an emerging interdisciplinary, mainly through the method of statistical physics and probability theory to study the quantitative and qualitative analysis of the network topology and dynamic features, whose content mainly includes the complex network topology analysis,