多層航線復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)連通性分析與優(yōu)化
發(fā)布時(shí)間:2021-11-02 02:46
航線網(wǎng)絡(luò)是民航空中交通的運(yùn)行保障,是航空公司制定航班計(jì)劃、完成生產(chǎn)調(diào)度,實(shí)現(xiàn)客貨運(yùn)輸?shù)谋匾h(huán)境;趶(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論建立多層航線網(wǎng)絡(luò)模型,分析航線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲笜?biāo)及相關(guān)性,研究機(jī)場(chǎng)連通度評(píng)估模型,提出多層航線網(wǎng)絡(luò)連通性評(píng)估指標(biāo),采用概率選擇為主導(dǎo)的航線添加策略進(jìn)行新增機(jī)場(chǎng)下航線網(wǎng)絡(luò)連通性優(yōu)化。多層航線網(wǎng)絡(luò)建模及實(shí)證分析。結(jié)合航空公司航線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征,基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論以機(jī)場(chǎng)為點(diǎn),機(jī)場(chǎng)間的直通航線設(shè)邊,建立由46個(gè)航空公司子網(wǎng)絡(luò)聚合的多層航線網(wǎng)絡(luò)模型,計(jì)算并分析其參數(shù)指標(biāo)。結(jié)果表明:航空公司航線網(wǎng)絡(luò)分布具有明顯地域偏好性和較短平均路徑長度;網(wǎng)絡(luò)平均度與網(wǎng)絡(luò)密度、聚集系數(shù)呈強(qiáng)正相關(guān)性,與平均路徑長度有強(qiáng)負(fù)相關(guān)性;航線規(guī)模與網(wǎng)絡(luò)直徑無明顯關(guān)系。聚合后的多層航線網(wǎng)絡(luò)具有明顯的小世界網(wǎng)絡(luò)和無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)特性;節(jié)點(diǎn)度對(duì)網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)影響最大,與網(wǎng)絡(luò)中心性指標(biāo)、介數(shù)呈強(qiáng)正相關(guān),與點(diǎn)聚集系數(shù)和最短路徑呈負(fù)相關(guān)性;介數(shù)與介數(shù)中心性具有強(qiáng)正相關(guān),與特征向量具有弱的負(fù)相關(guān)性;聚集系數(shù)與網(wǎng)絡(luò)其它指標(biāo)均呈負(fù)相關(guān)性;最短路徑與網(wǎng)絡(luò)接近中心性和特征向量中心性影響最大。多層航線網(wǎng)絡(luò)連通性研究。研究網(wǎng)絡(luò)連通度,首先提出基于個(gè)體的機(jī)場(chǎng)點(diǎn)連通...
【文章來源】:中國民航大學(xué)天津市
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
節(jié)點(diǎn)總數(shù)為50,概率0.2的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)
中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文92.2.1隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)1960年Erdo和Renyi在建立隨機(jī)圖理論過程中,首次提出復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的隨機(jī)拓?fù)淠P停‥R)[42]。研究表明ER隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)具有平均路徑長度孝聚集系數(shù)較孝節(jié)點(diǎn)度服從Poisson分布的特點(diǎn)。自此,隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)成為了學(xué)者研究復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的基本模型。如圖2.1為一隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。圖2.1節(jié)點(diǎn)總數(shù)為50,概率0.2的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)2.2.2小世界網(wǎng)絡(luò)小世界網(wǎng)絡(luò)模型理念源于美國社會(huì)心理學(xué)家Milgram的“小世界實(shí)驗(yàn)”中提出的“六度分離推斷”,后經(jīng)過諸多學(xué)者驗(yàn)證,在1998年由Watts和Strogtz提出“小世界”網(wǎng)絡(luò)模型[43]。該模型不僅刻畫網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度服從paisson分布,還得到真實(shí)網(wǎng)絡(luò)的較大聚集系數(shù)C短平均路徑長度L的結(jié)論,利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)模型的構(gòu)造原則,滿足randCC且randLL,其中randL和randC為相同節(jié)點(diǎn)數(shù)和邊連接概率下隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長度和聚集系數(shù)。該特性通常用于判斷一個(gè)網(wǎng)絡(luò)是否為小世界網(wǎng)絡(luò)的依據(jù),即一個(gè)較好的小世界網(wǎng)絡(luò),其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)該具備較高的聚集系數(shù)和短的平均路徑長度[44]。如圖2.2為一小世界網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。圖2.2節(jié)點(diǎn)數(shù)50,每節(jié)點(diǎn)4連邊,0.1概率隨機(jī)重連邊的小世界網(wǎng)絡(luò)
中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文102.2.3無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)又叫Scale-fre網(wǎng)絡(luò),1999年A.LBarabasi等人在研究互聯(lián)網(wǎng)子網(wǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)度分布呈現(xiàn)冪率分布特征,而不是呈現(xiàn)Paisson分布[43],節(jié)點(diǎn)之間表現(xiàn)出較強(qiáng)異構(gòu)性,即網(wǎng)絡(luò)中大多數(shù)節(jié)點(diǎn)度值較大,僅小部分節(jié)點(diǎn)度值較高。人們將具有該種拓?fù)涮匦缘木W(wǎng)絡(luò)命名為無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò),節(jié)點(diǎn)度分布服從冪率分布,如圖2.3為一無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。圖2.3節(jié)點(diǎn)數(shù)50,依次加入3條邊的無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)2.3網(wǎng)絡(luò)特征指標(biāo)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特性是通過網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲笜?biāo)進(jìn)行描述的,為了對(duì)航線網(wǎng)絡(luò)的特性進(jìn)行更為準(zhǔn)確地描述,本文依據(jù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)統(tǒng)計(jì)特征指標(biāo),定義航線網(wǎng)絡(luò)的度、介數(shù)、平均路徑長度、聚集系數(shù)、度中心性、介數(shù)中心性等復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)指標(biāo),描述其實(shí)際含義,在一定程度上可以反映機(jī)場(chǎng)和航線的連通以及空域航線整體構(gòu)造等情況1.度及度中心性度ik是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中基本統(tǒng)計(jì)特征指標(biāo)之一,可以反映節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的重要性,在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中定義為某一節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)的連邊數(shù)。一般ik越大,說明與i相連的節(jié)點(diǎn)越多,則該節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中地位越明顯。在本文的航線網(wǎng)絡(luò)中,度ik是與機(jī)場(chǎng)i有航班直接聯(lián)系的機(jī)場(chǎng)個(gè)數(shù),即網(wǎng)絡(luò)中該節(jié)點(diǎn)的鄰邊數(shù)。節(jié)點(diǎn)度值越大,表示與此節(jié)點(diǎn)有直接通航的機(jī)場(chǎng)個(gè)數(shù)越多,表明在航線網(wǎng)絡(luò)中的作用越大,由于本文研究的航線網(wǎng)絡(luò)具有方向性,故將節(jié)點(diǎn)度進(jìn)行重新定義即:()(+)ijjijki=aa(2.1)
本文編號(hào):3471185
【文章來源】:中國民航大學(xué)天津市
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
節(jié)點(diǎn)總數(shù)為50,概率0.2的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)
中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文92.2.1隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)1960年Erdo和Renyi在建立隨機(jī)圖理論過程中,首次提出復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的隨機(jī)拓?fù)淠P停‥R)[42]。研究表明ER隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)具有平均路徑長度孝聚集系數(shù)較孝節(jié)點(diǎn)度服從Poisson分布的特點(diǎn)。自此,隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)成為了學(xué)者研究復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的基本模型。如圖2.1為一隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。圖2.1節(jié)點(diǎn)總數(shù)為50,概率0.2的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)2.2.2小世界網(wǎng)絡(luò)小世界網(wǎng)絡(luò)模型理念源于美國社會(huì)心理學(xué)家Milgram的“小世界實(shí)驗(yàn)”中提出的“六度分離推斷”,后經(jīng)過諸多學(xué)者驗(yàn)證,在1998年由Watts和Strogtz提出“小世界”網(wǎng)絡(luò)模型[43]。該模型不僅刻畫網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度服從paisson分布,還得到真實(shí)網(wǎng)絡(luò)的較大聚集系數(shù)C短平均路徑長度L的結(jié)論,利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)模型的構(gòu)造原則,滿足randCC且randLL,其中randL和randC為相同節(jié)點(diǎn)數(shù)和邊連接概率下隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長度和聚集系數(shù)。該特性通常用于判斷一個(gè)網(wǎng)絡(luò)是否為小世界網(wǎng)絡(luò)的依據(jù),即一個(gè)較好的小世界網(wǎng)絡(luò),其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)該具備較高的聚集系數(shù)和短的平均路徑長度[44]。如圖2.2為一小世界網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。圖2.2節(jié)點(diǎn)數(shù)50,每節(jié)點(diǎn)4連邊,0.1概率隨機(jī)重連邊的小世界網(wǎng)絡(luò)
中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文102.2.3無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)又叫Scale-fre網(wǎng)絡(luò),1999年A.LBarabasi等人在研究互聯(lián)網(wǎng)子網(wǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)度分布呈現(xiàn)冪率分布特征,而不是呈現(xiàn)Paisson分布[43],節(jié)點(diǎn)之間表現(xiàn)出較強(qiáng)異構(gòu)性,即網(wǎng)絡(luò)中大多數(shù)節(jié)點(diǎn)度值較大,僅小部分節(jié)點(diǎn)度值較高。人們將具有該種拓?fù)涮匦缘木W(wǎng)絡(luò)命名為無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò),節(jié)點(diǎn)度分布服從冪率分布,如圖2.3為一無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。圖2.3節(jié)點(diǎn)數(shù)50,依次加入3條邊的無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)2.3網(wǎng)絡(luò)特征指標(biāo)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特性是通過網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲笜?biāo)進(jìn)行描述的,為了對(duì)航線網(wǎng)絡(luò)的特性進(jìn)行更為準(zhǔn)確地描述,本文依據(jù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)統(tǒng)計(jì)特征指標(biāo),定義航線網(wǎng)絡(luò)的度、介數(shù)、平均路徑長度、聚集系數(shù)、度中心性、介數(shù)中心性等復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)指標(biāo),描述其實(shí)際含義,在一定程度上可以反映機(jī)場(chǎng)和航線的連通以及空域航線整體構(gòu)造等情況1.度及度中心性度ik是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中基本統(tǒng)計(jì)特征指標(biāo)之一,可以反映節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的重要性,在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中定義為某一節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)的連邊數(shù)。一般ik越大,說明與i相連的節(jié)點(diǎn)越多,則該節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中地位越明顯。在本文的航線網(wǎng)絡(luò)中,度ik是與機(jī)場(chǎng)i有航班直接聯(lián)系的機(jī)場(chǎng)個(gè)數(shù),即網(wǎng)絡(luò)中該節(jié)點(diǎn)的鄰邊數(shù)。節(jié)點(diǎn)度值越大,表示與此節(jié)點(diǎn)有直接通航的機(jī)場(chǎng)個(gè)數(shù)越多,表明在航線網(wǎng)絡(luò)中的作用越大,由于本文研究的航線網(wǎng)絡(luò)具有方向性,故將節(jié)點(diǎn)度進(jìn)行重新定義即:()(+)ijjijki=aa(2.1)
本文編號(hào):3471185
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