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Comparative Empirical Analysis of Flow-weighted Transit Route Networks in R-space and Evolution Modeling

摘要:城市公交系统是典型的具有流量的混合复杂网络,其演化应该是拓扑结构与流量动力学相互耦合的过程,这方面的研究却很少被关注。本文提出了R空间方法对客流加权的北京公交线路网络进行实证对比分析,研究发现2011年和2015年的公交线路网络均呈现无标度特性。基于此,本文提出了一个流量驱动的演化模型以模拟公交网络的演化,模型考虑了拓扑结构变化引起的客流动态行为。模型模拟的公交网络演化是一个迭代过程。在每一个时间步,由于需求驱动而产生一定数量的新线路,这引起新线路本身以及周边线路的流量发生动态演化,进而,这些变化又进一步影响到了下一轮的新线路开通。对所提的方法采用平均场理论进行了解析,并进行了数值仿真。仿真获得的结果与论文的实证分析结果一致,表明所提的模型能够再现公交线路网络节点强度和度分布的无标度特性。本文的目的是阐述公交网络的全局演化机制,可用于探索现实公交线网的规划和设计策略。

Ailing Huang, Guangzhi Zang, Zhengbing He, Wei Guan. Comparative Empirical Analysis of Flow-weighted Transit Route Networks in R-space and Evolution Modeling. International Journal of Modern Physics B, Vol. 31 (2017) 1750087 (20 pages).