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复杂网络视角下铁路快运网的优化规划策略

刘杰  赵志冲  李先锋  
【摘要】:从复杂网络分析视角出发,本文提出了一类新的基于复杂网络之"介数+效率"联合分析方法,对运输网络进行优化规划研究,并以中铁快运网络的优化扩容改造分析为例说明了本文分析方法的可行性。首先,本文通过分析构建的运输网络的基本数字特征,如网络度分布、平均聚类系数、网络平均路径长度与直径、全局效率、度度关联系数、平均节点中心性介数、平均网络节点接近性系数等,揭示了现有铁路网和中铁快运网是一类介于规则网络与小世界网络之间的一类特殊的"正相关"人工网络。总体看来,该网络不具备典型的自组织演化网络的典型无标度特性。其次,本文提出了将网络"介数分析"与网络"全局效率分析"进行联合,遴选备选"新增快运线路"的新方法,即从现有运营网络各站点中介值较大运营站点出发,在现有客运网络路线或规划线路中寻找新增快运营运线路。数值仿真研究发现,本文提出的各类方案均能使改造后运营网络的全局效率获得一定提高:新增单条线路导致快运网络全局效率提升最高达4.69%;若合并新增六条线路则将改造后快运网络的全局效率提升近15%。本文研究结果对于我国快运网络的进一步优化规划建设具有一定参考意义。

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