基于社会网络的道路网络分析
第44卷第5期 山 西建筑V〇1.44N〇.5
2 0 1 8 年 2 月SHANXI ARCHITECTURE Feb.2018 ?121 ?
?道路?铁路?
文章编号：1009-6825 (2018) 05-0121 -03
基于社会网络的道路网络分析+
陈少鹏高贺
(东北林业大学土木工程学院，黑龙江哈尔滨150040)
摘要:将道路网络抽象为无向无权网络，利用社会网络分析方法，分析了度中心性、接近中心性、中间中心性在道路网络的具体 含义，同时分析了社会网络凝聚子群聚类的具体步骤。以拉萨市主干路网为例，利用社会网络分析工具UCINET对网络中心性以 及节点派系进行分析。凝聚子群得到的两个重要节点派系是路网的枢纽，承担着对内对外交通功能，符合实际各区域之间的功能
连接。
关键词:社会网络，道路网络，中心性，凝聚子群
中图分类号:U491
〇引言
社会网络是指社会行动者及其间的关系的集合。也可描述 为是由多个点（行动者）和各点之间的连线（行动者之间的关系）组成的集合[1]。社会网络中节点与节点之间构成的网络关系与 道路网络的结构形式有共通之处，将社会网络中人与人之间的联 系和影响抽象为道路网络中各节点之间的相互连接和影响，以社 会网络分析方法对道路网络进行分析，识别出路网的重要节点，可为道路网现状以及服务水平评价提供依据。
目前路网研究主要采用复杂网络分析方法，基于该方法可以 分析网络基础参数和拓扑结构特征[2]，而社会网络方法主要分析 网络中心性和网络子群。通过对中心性的分析可以了解节点在 网络中起到作用，例如节点的连通性、重要性及过渡性;而子群分 析可以划分若干个派系，通过派系内部及派系之间的稀疏关系了 解网络的组织形式。
1道路网络构建
本研究的主要目的是探索性地提出用新奇的社会网络分析 方法来分析道路网络的可行性，所以将道路网络抽象为无向图C (F，E)(忽略了道路一些属性，如流量、拥挤程度、事故等），其中F 为节点的集合，E为边的集合。用4表示道路网络G的邻接 矩阵：
{Cb~~ Cb l]】l(1)
〇
2社会网络分析方法
关系是社会网络分析理论的基础，中心性与凝聚子群是社会 网络分析常用指标，利用这些指标可以剖析道路节点之间的关系 特征[1]〇
2.1 中心性
中心性是社会网络分析核心，其能够反映出个人或者组织(节点）在网络中的地位以及信息在整个网络中如何传播。社会 网络中心性有三种分析方法：
1)度中心性。是指一个节点在网络中处于核心地位的程度，即有多少个节点与该节点直接相连。在道路网络应用中，度越大 意味着更多的路径连接到交叉口，也可能意味着度高的节点要比 度低的节点更拥堵[M]:
CD(ni)=⑵
j=i 文献标识码:A
2)紧密中心性。在社会网络中，紧密度表示一个节点与其他 节点的接近程度：
C c(ni)=
7= 1
(3)
无向图标准化紧密性公式：
J L
n
C c(ni)=j=i
r,_
1(4)
3)中间中心性。表示一个节点对其他没有直接联系节点的 控制性。衡量网络中节点作为“桥梁”的能力：
Csin,) = ^----------(5)
Sjk
无向图标准化中间性公式：
C?g“-2)⑷其中，办为节点?之间的直接路径数;取（^)为节点％到节点&的途径上有节点&的路径数。
2.2凝聚子群
社会网络分析的另一项重要内容是研究网络中存在的凝聚 子群，形象地说就是寻找网络中的小团体，或称之为派系。分析 路网的派系可以找到相互联系紧密的节点群，为区域交通问题的 改善提供依据。凝聚子群分析步骤如下：
第一步:对于多值的矩阵，分析凝聚子群时要把多值转化为 〇，1 二值。
第二步:进行派系分析，找出所有派系，通过调整派系规模，得到理性派系结构。
第三步:分析派系重叠模式，有大量派系它们之间存在重叠，此种情况下利用“共享成员”矩阵来降低派系的数量。
3实例分析
3.1 路网选择
以西藏拉萨市主干路网为例进行分析。拉萨市城区主干路 网有51个节点，102个路段。
3.2中心性结果分析
使用UCINET软件对社会网络进行分析[5]。度中心性、接近 中心性和中间中心性结果如表1所示。
收稿日期=2017-12-05 ★:黑龙江省自然科学基金青年项目（QC2107039);教育部人文社会科学研究青年基金项目（17YJCZH152) 作者简介:陈少鹏（1993-)，男，在读硕士
西宁市交通网络分析
西宁市交通网络分析 一、西宁市交通网络特征及现状 西宁市是青海省交通中心，公路以西寧为中心，依托国道和省道呈放射状辐射全省6州1地并有通往邻近省区的国道和省道，每天有数百辆客运班车从西宁开往省内外，从表1中看出，西宁公路客运量从1990年的8.1433×106人次增加到2021年的3.192×107人次。从表2中看出西宁公路货运量从1990年的2.6727×106吨增加到2021年的2.336×107吨。2021年以来，由于加强对旧有公路技术的改造的同时又增加了公路里程，公路的客运量和货运量都有了较大幅度的上升。至2021年其客运量已占总客运量的91.8%，而货运量已占总货运量的87.5%。从上述统计资料中看出全市80%多的货物和90%多旅客运输任务是由公路运输完成的，西宁运输任务主要由公路网承担，公路运输在西宁市经济建设中的重要性是显而易见的。 西宁是兰青、青藏铁路交汇处，铁路四通八达，有直达北京、上海、西安、青岛、兰州、格尔木、拉萨等地的列车，省内有支线通往大通、柴达木、茶卡等地。从表1，表2中可以看出，西宁的客运和货运：铁路运输仅次于公路运输，因此，可以说铁路运输在货物周转量及旅客运输中仍居重要地位。目前，其主要的铁路线有兰青铁路（兰州——西宁）、青藏铁路（西宁——拉萨）。 二、西宁市交通网络存在的主要问题及分析 1、运输组合方式不合理，技术装备水平较低 资源丰富，土地辽阔的青海，铁路运输应发挥主要作用。时至今日，作为青海门户的西宁，铁路承担货运量仅占12.5%，客运量仅占8.2%，而长途运输主要仍由公路承担，这导致兰青，青藏铁路长期运力不足，同样由于恶劣的环境，使公路运输也面临着成本高，效益低的问题。同时，技术装备水平较低，运输效率有待提高，目前西宁交通运输的技术装备水平与发达地区有较大差距。
六个主要的社会网络分析软件的比较UCINET简介
六个主要的社会网络分析软件的比较UCINET简介 UCINET为菜单驱动的Windows程序，可能是最知名和最经常被使用的处理社会网络数据和其他相似性数据的综合性分析程序。与UCINET捆绑在一起的还有Pajek、Mage和NetDraw 等三个软件。UCINET能够处理的原始数据为矩阵格式，提供了大量数据管理和转化工具。该程序本身不包含网络可视化的图形程序，但可将数据和处理结果输出至NetDraw、Pajek、Mage 和KrackPlot等软件作图。UCINET包含大量包括探测凝聚子群（cliques, clans, plexes）和区域（components, cores）、中心性分析（centrality）、个人网络分析和结构洞分析在内的网络分析程序。UCINET还包含为数众多的基于过程的分析程序，如聚类分析、多维标度、二模标度（奇异值分解、因子分析和对应分析）、角色和地位分析（结构、角色和正则对等性）和拟合中心-边缘模型。此外，UCINET 提供了从简单统计到拟合p1模型在内的多种统计程序。 Pajek简介 Pajek 是一个特别为处理大数据集而设计的网络分析和可视化程序。Pajek可以同时处理多个网络，也可以处理二模网络和时间事件网络（时间事件网络包括了某一网络随时间的流逝而发生的网络的发展或进化）。Pajek提供了纵向网络分析的工具。数据文件中可以包含指示行动者在某一观察时刻的网络位置的时间标志，因而可以生成一系列交叉网络，可以对这些网络进行分析并考察网络的演化。不过这些分析是非统计性的；如果要对网络演化进行统计分析，需要使用StOCNET 软件的SIENA模块。Pajek可以分析多于一百万个节点的超大型网络。Pajek提供了多种数据输入方式，例如，可以从网络文件（扩展名NET）中引入ASCII格式的网络数据。网络文件中包含节点列表和弧/边（arcs/edges）列表，只需指定存在的联系即可，从而高效率地输入大型网络数据。图形功能是Pajek的强项，可以方便地调整图形以及指定图形所代表的含义。由于大型网络难于在一个视图中显示，因此Pajek会区分不同的网络亚结构分别予以可视化。每种数据类型在Pajek中都有自己的描述方法。Pajek提供的基于过程的分析方法包括探测结构平衡和聚集性（clusterability），分层分解和团块模型（结构、正则对等性）等。Pajek只包含少数基本的统计程序。 NetMiner 简介 NetMiner 是一个把社会网络分析和可视化探索技术结合在一起的软件工具。它允许使用者以可视化和交互的方式探查网络数据，以找出网络潜在的模式和结构。NetMiner采用了一种为把分析和可视化结合在一起而优化了的网络数据类型，包括三种类型的变量：邻接矩阵（称作层）、联系变量和行动者属性数据。与Pajek和NetDraw相似，NetMiner也具有高级的图形特性，尤其是几乎所有的结果都是以文本和图形两种方式呈递的。NetMiner提供的网络描述方法和基于过程的分析方法也较为丰富，统计方面则支持一些标准的统计过程：描述性统计、ANOVA、相关和回归。 STRUCTURE 简介 STRUCTURE 是一个命令驱动的DOS程序，需要在输入文件中包含数据管理和网络分析的命令。STRUCTURE支持五种网络分析类型中的网络模型：自主性（结构洞分析）、凝聚性（识别派系）、扩散性、对等性（结构或角色对等性分析和团块模型分析）和权力（网络中心与均质分析）。STRUCTURE提供的大多数分析功能是独具的，在其他分析软件中找不到。MultiNet简介 MultiNet 是一个适于分析大型和稀疏网络数据的程序。由于MultiNet是为大型网络的分析而专门设计的，因而像Pajek那样，数据输入也使用节点和联系列表，而非邻接矩阵。对于分析程序产生的几乎所有输出结果都可以以图形化方式展现。MultiNet可以计算degree, betweenness, closeness and components statistic，以及这些统计量的频数分布。通过MultiNet，可以使用几种本征空间（eigenspace）的方法来分析网络的结构。MultiNet包含四种统计技术：交叉表和卡方检验，ANOVA，相关和p*指数随机图模型。
基于R语言的社会网络分析
基于R语言的社交网络分析 胡志健 ( 东华大学信息科学与技术学院, 上海201620） 摘要：随着互联网技术的快速发展，以及智能移动设备的普及，我们生活在了一个数据快速增长的年代。每天都有来自商业、科学、社交、工业生产等各个不同领域数据存储于计算机网络中。存储技术的不断改进，加上批量化设备生产，使得数据的存储成本大大降低，海量数据的挖掘与应用的大数据时代正逐步向我们走来。在互联网上，用户量最大的无疑是社交网络。网民可以在如新浪、腾讯、人人网等国内社交网络上快速发布、分享、评论信息。海量的信息存在于网络中，为数据挖掘提供了前提条件。本文借助R语言与Python脚本从人人网获取好友列表，借助igraph工具包对作者的好友分布做可视化分析，绘制了好友关系拓扑图，找到了中介度最高人。 关键字：数据挖掘，社交网络，R，Python，可视化分析 A social network’s analysis based on R language Abstract：With the rapid development of Internet technology, and the wide spread of smart mobile devices, we are living in an era of large amounts of data increases rapidly. Every day, from business, science, social, industrial production and other data of various fields stored in computer network. With the continuous improvement of storage technology, and the production of batch equipment, the storage cost of data is greatly reduced, and the data mining and application of large data era is gradually coming to us.On the Internet, the biggest user is undoubtedly social networks. Internet users can quickly publish, share and comment on social networks such as Sina, Tencent, and Renren. The vast amount of information exists in the network, which provides the premise for data mining. With the help of R language and python scripts, I get buddy list from Renren. Using igraph kit to do the visual analysis of author's friends distribution, render the friend relationship with topological graph, and find the intermediary of the supreme. Keywords: data mining，social network，R，Python，visual analysis 近年来，随着网络的普及，我国互联网行业有了很大的发展，尤其是移动互联网，出现了爆发式的发展。网络世界里发生着巨大的变化，不管是网民的规模、上网的方式，还是上网目的等方面。尤其是最近四五年，互联网行业似乎总是绕不开社交网络这个概念。无论是国外或是国内，Facebook、Twitter、微博、QQ、人人网等，还是如雨后春笋般冒出来的各大在线购物网站，或多或少地体现着SNS（社交网络服务）的特色。在丰富人们日常生活的同时，也为广大的科研人员提供了海量的数据。以往只能通过有限的调研如问卷或模拟才能进行的社会网络分析（SNA）,现在却具备了大规模开展和实施的条件。本文基于国内典型SNS网站“人人网”的好友数据，借助统计分析语言R语言做了社交网络分析的一些尝试。 一、获取数据 1.Python脚本 数据分析与挖掘的第一步，便是获取数据。得益于人人网的开放平台，借助Python脚本实现自动读取人人网好友信息（ID、姓名）并保存。 人人开放平台使用OAuth 2.0作为验证与授权协议。OAuth是一个开放标准，允许第三方应用在用户授权的情况下访问其在网站上存储的信息资源（如照片、视频、好友列表），而这一过程中网站无需将用户的账号密码告诉给第三方应用。为了获取人人好友列表，需要借助脚本模拟登陆读取网页数据。# Python 读取好友列表代码： def get_list(uid): pagenum = 0 print u"开始解析好友列表" os.remove(str(uid)+".txt") ffi = open(str(uid)+".txt",'a') s = str("id"+""+"name"+'\n')
复杂网络之城市交通网络
复杂网络之城市交通网络 1.研究意义 网络的一种最简单的情况就是规则网络，它是指系统各元素之间的关系可以用一些规则的结构来表示，也就是说网络中任意两个节点之间的联系遵循既定的规则。但是对于大规模网络而言，由于其复杂性并不能完全用规则网络来表示。20世纪60年代由著名数学家Erdos和Renyi提出了一种完全随机的网络模型——ER随机图模型，它指在由N个节点构成的图中以概率p随机连接任意两个节点而成的网络。规则网络和随机网络是两种极端的情况，对于大量真实的网络系统而言，它们既不是规则网络也不是随机网络，而是介于两者之间。1998年，Watts和Strogatz提出了WS网络模型，通过以概率p切断规则网络中原始的边并选择新的端点重新连接构造出一种介于规则网络和随机网络之间的网络——小世界网络，其节点的度分布服从指数分布。1999年，Barabasi和Albert提出了BA网络模型，在网络的构造中引入了增长性和择优连接性。BA网络是无标度网络模型，其节点分布服从幂律分布。此外，也有学者提出了一些其他的网络模型来描述真实的网络系统。 复杂网络的神奇魅力也吸引了广大交通学者，他们通过大量的实证研究发现，交通运输网络和其他网络一样，具有复杂网络的结构特性，这一发现，为深入研究交通网络的特性与拓扑结构之间的相互作用奠定了坚实基础。但是，交通网络的空间实体性又使其与社会网络等抽象网络不同，这一点在城市道路网络中表现尤为明显。此外，复杂网络理论对2003年北美电网故障的准确诊释，为城市交通网络连通可靠性的研究提供了全新思路。城市交通网络是一个典型的复杂网络，同样也面临着不同程度的攻击和破坏，因此从复杂网络考虑城市交通网络的连通可靠性具有极其重要的意义。比如，利用复杂网络理论分析城市交通网络的拓扑结构，能够准确的定位网络中的关键枢纽点，对网络中重要基础设施进行有目的的强化管理，优化城市交通管理的整体协调和指挥，增强城市交通有机的、协同的管理，提高城市轨道交通运输的服务质量等都具有重要的现实意义。
社会网络分析的应用
7、社会网络分析的应用 一、国外的应用 社会网络分析萌芽于20世纪30年代，形成于60年代，从1980年以后，关于社会网络分析的论文显著增长。国外的应用研究主要集中在社会科学、家庭关系、交通运输、健康和医疗以及传染病传播机制等方面。 在情报学领域，国外的研究主要集中在两个方面:合著网络的研究和引文网络的研究。 (一)合著网络研究 1.Liuxiaoming，BollenJohan等人利用ACM和IEEE的数字图书馆会议文献建立了作者合著网络，利用中心性分指标析该合著网络，研究表明了PageRank和AuthorRank在合著网络研究中的重要性和优势。 2.M.E.J.Newman利用社会网络分析法对物理学、生物学和计算机科学三种学科的作者建立起了论文合著网络，分析了不同学科作者合著网络类型的区别和特点。 3.Logan和Pao则致力于研究如何使用社会网络分析法寻找出某一个领域的最核心作者。 (二)引文网络研究 主要应用于信息资源研究中，对文献之间的引用、共引的研究。 1.HENRY KREUZMAN进行了哲学学科62位代表作者的引文网络研究，揭示了哲学科学和认知论之间的联系。 2.HowardD.white专门探讨了社会网络结构和引文网络之间的内在联
系。 3.学者们提出了二值矩阵和赋值矩阵，还构建同被引网络的研究方法，用来分析同被引情况。 二、.国内的应用 国内的社会网络分析己被运用到合著和引文网络研究、竞争情报、知识管理、网络信息资源评价以及图书馆资源配置等众多领域。 （一）合著网络研究 1.李亮，朱庆华等选取《情报学报》1998一2005年之间的合著者为研究对象，对合著网络进行中心性分析、凝聚子群分析和核心--边缘分析的实证研究。 2.刘蓓，袁毅等选取中国期刊网里情报学、情报工作栏目下的所有作者为研究对象，进行社会网络分析，并做了团队合作的时序变化研究。 3.鲍杨，朱庆华等选取了CSSCI数据库里近十年以来的全部情报学领域的论文进行社会网络分析研究，在合著网络分析中，对“小团体”的形成机制进行了研究。 (二)引文网络研究 社会网络引文分析方法与引文分析家所使用的方法是一致的并扩展了它的研究方法，主要分为作者引文研究和期刊引文研究。 1.徐媛媛，朱庆华以参考咨询领域内的32名高被引作者为研究对象，运用社会网络分析法从密度、中心度和凝聚子群方面进行研究。 2.邱均平教授对编辑出版类期刊进行引文网络分析，结果说明期刊同被引方法应用于确定核心期刊是有效的。他在后来对图书馆学情报学
社会网络分析方法(总结)
社会网络分析方法 SNA分析软件 ●第一类为自由可视化SNA 软件，共有Agna 等9 种软件，位于图1 的右上角，这类软件可以自 由下载使用，成本低，但一般这类软件的一个共同缺点是缺乏相应的如在线帮助等技术支持； ●第二类为商业可视化SNA 软件，如InFlow 等3种，这类软件大都有良好的技术支持；（3）第 三类为可视化SNA 软件，如KliqFinder 等4 种，这类软件一般都是商业软件，但他们都有可以通过下载试用版的软件，来使用其中的绝大部分功能 ●第四类为自由非可视化SNA 软件，如FATCAT 等7 种，这类软件的特点是免费使用，但对SNA 的分析结果以数据表等形式输出，不具有可视化分析结果的功能； ●第五类为商业非可视化SNA 软件，只有GRADAP 一种，该软件以图表分析为主，不具有可 视化的功能。在23 种SNA 软件中，有16 种SNA 软件，即近70%的SNA 软件，具有可视化功能。 SNA分析方法 使用SNA 软件进行社会网络分析时，一般需要按准备数据、数据处理和数据分析三个步骤进行。尽管因不同的SNA 软件的具体操作不同，但这三个步骤基本是一致的。 1.准备数据，建立关系矩阵 准备数据是指将使用问卷或其他调查方法，或直接从网络教学支撑平台自带的后台数据库中所获得的用于研究的关系数据，经过整理后按照规定格式形成关系矩阵，以备数据处理时使用。这个步骤也是SNA 分析的重要的基础性工作。SNA 中共有三种关系矩阵：邻接矩（AdjacencyMatrix）、发生阵（Incidence Matrix）和隶属关系矩阵（Affiliation Matrix）。邻接矩阵为正方阵，其行和列都代表完全相同的行动者，如果邻接矩阵的值为二值矩阵，则其中的“0”表示两个行动者之间没有关系，而“1”则表示两个行动者之间存在关系。然而我们
城市道路网概述
城市道路网概述
目录 第一章绪论 (2) 第二章城市道路的分类与分级 (3) 2.1城市道路的功能和特点 (3) 2.2城市道路的分类 (4) 2.2.1 快速路 (4) 2.2.2 主干路 (5) 2.2.3 次干路 (5) 2.2.4 支路 (6) 2.2.5 总结 (7) 第三章城市道路网类型与特点 (8) 3.1 方格网式 (9) 3.2 环形放射式 (10) 3.3 自由式 (11) 3.4 带状式 (11) 3.5 混合式 (12) 第四章城市道路网布局 (12) 4.1 影响城市道路网布局的因素 (13) 4.2 城市道路网的主要技术指标 (13) 4.2.1 道路网密度 (13) 4.2.2 人均占有道路用地面积 (14) 4.2.3 等级级配 (14) 五、城市道路红线、横断面与交叉口 (15) 5.1 城市道路红线 (15) 5.2 城市道路横断面 (16) 5.3 城市道路交叉口 (17) 参考文献 (18)
第一章绪论 近些年来随着我国经济的快速发展，城市化进程日益加快，许多大中城市出现了“交通日益紧张，路网效能低下”的现象，我国大城市道路交通普遍出现高峰搁堵现象，诸如机动车增长速度、路网合理密度、道路等级结构合理性等问题已成为社会各界讨论的焦点。对比国外机动化水平发达城市，我国国标规定的城市道路网规划指标明显偏低，发达资本主义国家，从本世纪30年代起就开始注重道路功能设计，并将道路功能定位作为城市道路规划建设的一个重要前提，但我国至今仍未对该项工作做深入系统的研究，“理清道路功能”往往流于口号。因此，为迎接即将到来的机动化挑战，为根治我国大中城市交通的堵塞状况，研究城市道路功能分类方法，提出理清道路功能的措施，已成为当前迫切需要解决的重大理论与实践课题。 城市道路功能分类分级是道路网规划的基础。到目前为止，我国已经先后三次对城市道路进行了分类。本文在分析国外发达国家城市道路功能分类的基础上，结合我国城市发展特点，对我国城市道路分类分级问题进行了讨论。在此基础上，本文提出了进一步完善我国城市道路分类分级的方法，并对各类型道路功能进行了深入的探讨。结合我国若干大城市交通发展战略目标，建立了城市道路网等级结构优化模型，运用模型对北京、上海等大城市的道路网等级结构进行了优化分析，根据优化结果给出了我国各类城市道路的最优等级结构范围。 4 0年代，金经昌先生从德国带来城市道路分级思想，而我国城市道路第一代分类法至60年代初期才形成。1 960年10月建筑工程部城市建设局编制的《城市道路设计准则》(试行草案)将城市道路分为三级七类：I级为全市干道、人城干道和环城干道、高速道路；Ⅱ级为区域干道、工业区道路、游览大路；Ⅲ级为住宅区道路。该方法的最大弊端是缺乏鲜明的交通功能概念，强调路网平面艺术构图。如对全市干道提出如下要求：路线经城市中心区，沿线有重要公共机关和高大建筑物，人行道可宽达1 2m等。这样，全市干道即可理解为贯穿全市的交通性干道，又可理解为城市的代表性商业大街。其后，在80年代，我国城市道路按主干道(全市性干道)、次干道(区干道)、支路三级进行划分，该方法可称为我国城市道路第二代分类法。1 9 91年8月施行的部标《城市道路设计规范》(CJJ一9 O)将城市道路分为快速路、主干道、次干道、为保障交通流逐级有序地由低一级道路向高一级道支路四大类，
博士-城市交通网络分析
2007博士考试大纲 考试科目：城市交通网络分析（程琳） 代码：未知 一、考试类型闭卷时间：3小时 二、命题原则 东南大学博士研究生《城市交通网络系统分析》科目入学考试的基本原则是将《城市交通网络系统分析》定位为“交通运输工程”一级学科的基础平台科目，并与国际《城市交通网络系统分析》体系接轨，重点测试考生对城市交通网络系统分析课程中的基本概念、基本理论、基本模型与相关算法的分析程度；理解问题、分析问题和解决问题的综合能力；以及对于本科目相关学科知识和前沿知识的掌握程度。 三、本课程各部分内容及要求： 1.基本概念 （1）网络的种类与功能，城市交通网络的基本概念、组成要素：路段、结点、路径的基本定义、种类与特性；城市交通网络分析的基本变量：交通量、费用的基本概念、类型以及各变量的属性； （2）城市交通网络模型的基本概念，城市交通网络系统模型、城市交通网络用户模型的基本含义，路径特征函数、路段费用函数的概念与各类函数的特性、应用条件；路径选择行为的原则、效用的基本概念； （3）城市交通网络分析的基本问题：最短路问题，最小费用最大流问题的基本概念、作用、特点以及应用领域； （4）城市交通网络以及各组成部分的数学表示方法，进一步理解路段特性函数的概念，了解常用的路段特性函数－BPR函数，交通分配四阶段法的基本概念；掌握Wardrop第一、第二原则的概念；进一步理解与掌握用户均衡UE与系统最优SO的概念，以及二者的假设条件、适用条件。交通网络均衡条件Kuhn-Tucker条件的基本概念。Braess悖论的产生原因及其现实意义； （5）方向搜索法的基本概念：搜索方向、步长、收敛的概念。凸集、凸规划、极点的概念； （6）用户效用，确定效用，随机效用，离散选择，连续选择，集计行为，非集计行为，选择概率的基本概念。 2.基本理论 （1）Wardrop原则，用户均衡原理、系统均衡原理，随机用户均衡原理；；路径选择原则：系统最优原则，最短路径原则，概率选择路径原则；古典四阶段方法的缺陷；网络分析基本理论：寻求最短路径原理，求解最小费用最大流问题原理； （2）四阶段法，交通量分配原则：用户最优原则，系统最优原则；用户均衡配流量的等价最优化模型，系统最优配流问题的等价最优化模型；最优化模型解的存在性、唯一性；用户均衡分配与系统最优分配的转化方法及关系； （3）一元最优化问题的求解方法：二分法、黄金分割法； （4）Frank-Wolfe方法的优缺点，基于路径的均衡配流算法原理，DSD算法原理，Simplicial Decomposition原理，DSD与Frak-Wolfe方法的比较，以及DSD算法的应用； （5）一般市场的均衡，交通市场的均衡，交通需求函数，弹性需求的均衡分配，过剩需求的弹性需求分配，分担分配统一模型，弹性需求模型的各种类型及适用范围； （6）交通量守恒条件，随机效用，离散选择原则，随机用户均衡（SUE）分配的前提
胡全基于复杂网络的城市交通网络特征分析
基于复杂网络的城市交通网络特征分析 胡全 （西北师范大学数学与统计学院730070） 摘要：随着城市道路交通的增加和交通问题的日益严重，城市公交网络网络特征的研究显得越来越重要。客观合理地对城市路网特征进行分析评价，对于提高城市公交网络的运行效率具有重要意义。近年来随着复杂网络理论研究的不断深入，为研究分析城市公交网络提供了新的方法和手段。本文重点研究了兰州市区公交站点复杂网络的网络特征，采用了以兰州市公交网为复杂网络模型，研究该模型的网络特征。用平均最短路径长度和平均集聚系数来描述网络的特征，并绘制相关示意图，由此分析得出兰州市公交站点网络的一般特征。 关键字：复杂网络，公交网络，特征 Study on Characteristic of Urban Public Transit Network Based on Complex Network Theory HuQuan (College of Mathematics and Statistics ,Northwest Normal University 730070) Abstract：With the increase of the urban road traffic volume and the seriousness of the traffic problems, research on the characteristic of urban road network appears more and more important. It is quite important to improve the work efficiency of urban road network to evaluate the characteristic of urban road network reasonably and objectively. With the deep-going research on the complex network theory in recent years, it provides a new method for us to analyze urban road network. This paper focuses on the study of characteristic of the complex network in Lanzhou . Taking the bus transfer in Lanzhou as the complex network model, this model uses the average shortest path length and average clustering coefficient to measure characteristic of the network . Keywords：Bus network; The complex network ; characteristic 0 引言 自然界和社会领域中存在着许多复杂系统，这些系统均可用复杂网络进行描述和研 系。在国内外，一些学者将城市公究，其中节点表示个体或组织，边表示它们之间的联2]-[1 共通系统抽象成由公交线路和停靠站点构成的复杂网络，并在实证研究方面做出了许多有作，这些研究工作对于揭示公交网络的拓扑特性，理解公交网络的功能与效影响力的工6]-[3 率具有重要的参考价值。随着应用复杂网络研究城市公共交通系统的深入，公交网络特征研究的重大理论意义与应用价值日益突显出来。基于此，本文兰州市的公共交通系统为研究对象，分析公交站点网络的特征，为分析兰州公交网络的特性做基础。
基于常微分方程的城市交通网络分析
浙江理工大学学报,第26卷,第1期,2009年1月 Journal of Zhejiang Sci2Tech U niversity Vol.26,No.1,J an.2009 文章编号:167323851(2009)0120070207 基于常微分方程的城市交通网络分析 吴正志,胡觉亮,丁佐华 (浙江理工大学数学计算与软件工程中心,杭州310018) 摘 要:首先建立城市交通网络的连续Petri网模型,用一组常微分方程来描述其语义,每个常微分方程描述交通流量的变化,交通流量可由介于0和1之间的数值来度量,此度量值显示交通堵塞的程度。针对不同的交通流速分析了各路段交通流量状况,适当调整信号灯的点火速率可以缓解城市交通阻塞问题。最后着重分析了某路段发生事故时对其它路段交通流量的影响。该方法的好处在于在做系统分析时,可避开状态爆炸问题。 关键词:性能分析;连续Petri网;常微分方程;城市交通 中图分类号:TP302.7 文献标识码:A 0 引 言 随着交通需求的持续增长,加强对交通网络的管理变得非常重要。由于环境、经济等资源的限制,不能仅依靠扩展道路、新建道路等方式来解决。因此建立合适的交通模型并进行分析控制是很有必要的。控制城市交通流的方法通常是交通信号控制,即通过改变道路绿时长度来控制信号交叉口、调节交通流,主要目标是缩短车辆等待时间和交叉口等待队列长度。 Pet ri网提供了一种以图形和数学为基础的形式化建模方法,特别是在并发、资源共享和同步方面备受关注[1]。然而,Pet ri网在可达性分析时,尽管存在一些简化方法[2],但还会遇到状态爆炸问题[3]。解决此问题的方法之一是引入连续Petri网(CPN)[425],这种方法尽管以付出某些分析的可能性为代价,但它避免了由离散系统继承而来的状态爆炸问题,并且我们可以借助于连续动态系统理论和方法。笔者运用连续Pet ri 网建立交通网络模型,将连续Pet ri网的语义定义为一组常微分方程,每个微分方程描述了交通流量的变化,交通流量用介于0到1的数值进行度量,此度量值显示了交通堵塞的程度。适当调整信号灯的变换速率可以缓解城市交通阻塞问题,并且某路段发生事故也可以用此模型来模拟。 1 连续Petri网模型 笔者将使用连续Pet ri网建立城市交通网络模型。下面给出关于连续Petri网的几个定义: 定义1 状态(state)被定义为某时刻一组变量的值被改变。 定义2 状态度量(state measure)被定义为一段时间内状态可达到的程度。 定义3 事件(event)被定义为系统的一种活动,并引起系统状态的改变。 在笔者的Pet ri网模型中,库所表示状态,即交通流所处状态;变迁表示事件,即交通流左转或右转等;库所中的标识作为状态度量,表示交通流量阻塞状况。 定义4 连续Pet ri网形式化定义为一个五元组CP N=
社会网络分析方法的应用研究
社会网络分析方法： 是由社会学家根据数学方法﹑图论等发展起来的定量分析方法。社会网络(social network)即可简单地称为社会关系所构成的结构。故从这一方面来说，社会网络代表着一种结构关系，它可反映行动者之间的社会关系。构成社会网络的主要要素有：行动者、结点、关系纽带、二人组、三人组、子群、群体。社会网络分析是对社会网络的关系结构及其属性加以分析的一套规范和方法。它又被称结构分析法(structural analysis)，因为它主要分析的是不同社会单位(个体、群体或社会)所构成的社会关系的结构及其属性。 从这个意义上说，社会网络分析不仅是对关系或结构加以分析的一套技术，还是一种理论方法——结构分析思想。因为在社会网络分析学者看来，社会学所研究的对象就是社会结构，而这种结构即表现为行动者之间的关系模式。”这种结构分析的方法论意义是：社会科学研究的对象应是社会结构，而不是个体。通过研究网络关系，有助于把个体间关系、“微观”网络与大规模的社会系统的“宏观”结构结合起来。按照社会网络分析的思想，行动者的任何行动都不是孤立的，而是相互关联的。他们之间所形成的关系纽带是信息和资源传递的渠道，网络关系结构也决定着他们的行动机会及其结果。 分析角度：包括中心性分析、凝聚子群分析、核心一边缘结构分析以及结构对等性分析等。 2．1中心性分析：中心度和中心势都可以分为3种：点度中心度／点度中心势，中间中心度／中间中心势，接近中心度／接近中心势。 2．1．1点度中心性在一个社会网络中，如果一个行动者与其他行动者之间存在直接联系，那么该行动者就居于中心地位，在该网络中拥有较大的“权力”。在这种思路的指导下，网络中一个点的点度中心度，就可以网络中与该点之间有联系的点的数目来衡量，这就是点度中心度。网络中心势指的是网络中点的集中趋势，它是根据以下思想进行计算的：首先找到图中的最大中心度数值；然后计算该值与任何其他点的中心度的差，从而得出多个“差值”；再计算这些“差值”的总和；最后用这个总和除以各个“差值”总和的最大可能值。2．1．2中间中心性在网络中，如果一个行动者处于许多其他两点之间的路径上，可以认为该行动者居于重要地位，因为他具有控制其他两个行动者之间的交往能力。根据这种思想来刻画行动者个体中心度的指标是中间中心度，它测量的是行动者对资源控制的程度。一个行动者在网络中占据这样的位置越多，就越代表它具有很高的中间中心性，就有越多的行动者需要通过它才能发生联系。中间中心势也是分析网络整体结构的一个指数，其含义是网络中中间中心性最高的节点的中间中心性与其他节点的中间中心性的差距。该节点与别的节点的差距越大，则网络的中间中心势越高，表示该网络中的节点可能分为多个小团体而且过于依赖某一个节点传递关系，该节点在网络中处于极其重要的地位。2．1．3接近中心性点度中心度刻画的是局部的中心指数，衡量的是网络中行动者与他人联系的多少，没有考虑到行动者能否控制他人。而中间中心度测量的是一个行动者“控制”他人行动的能力。有时还要研究网络中的行动者不受他人“控制”的能力，这种能力就用接近中心性来描述。在计算接近中心度的时候，我们关注的是捷径，而不是直接关系。如果一个点通过比较短的路径与许多其他点相连，我们就说该点具有较高的接近中心性。对一个社会网络来说，接近中心势越高，表明网络中节点的差异性越大，反之，则表明网络中节点间的差异越小。 2．2凝聚子群分析
基于可靠性的城市交通网络分析
基于可靠性的城市交通网络分析 城市交通系统是维持城市机能正常运行的重要网络系统之一，一个稳定、高效的道路交通网络对城市至关重要。然而，实际交通网络的供给和需求均存在很大的不确定性，忽视交通供需的不确定性将给出行决策及道路网络建设管理带来风险。 本文围绕着如何在不确定环境下提高道路用户出行质量、获得可靠性好的城市交通网络开展研究。在路网可靠性评价指标方面：基于概率论方法研究了交通供给和交通需求随机性的刻画；分析了容量降级路网路径出行时间分布特征；提出了路网服务水平可靠性评价指标，采用最可能状态算法建立了服务水平可靠性评估模型。 在路网可靠性评价方法方面：考虑路径流量和路段出行时间的相关性提出了对数正态分布需求路网出行时间可靠性评估方法；以OD对出行时间可靠性为约束，运用双层规划建立了考虑时间可靠性的容量可靠性评估模型；基于CornishFisher渐近展开获得给定可靠度水平下的路径出行时间预算，运用变分不等式技术建立了满足时间可靠度要求的服务水平可靠性评估方法；利用信息诱导下的混合路径选择模型分析了信息系统的市场渗透率及信息质量对可靠性的影响。在不确定环境下的出行选择方面：以出行时间均值为路径选择准则，针对容量降级网络建立了概率用户均衡分配模型；从减小出行时间、出行费用和提高可靠度的角度定义路段广义费用，分析了ATIS影响下不同的路径选择准则对降级路网交通流分布的影响；考虑具有不同时间价值用户的风险行为，构建降级路网多用户类全局弹性需求随机分配变分不等式模型，分析了出行者风险取向及容量降级程度对全局需求的影响；将条件风险价值理论引入出行路径决策中，在组
合出行决策的层次选择结构下运用离散选择理论构建了出行路径和出行方式组合决策模型，分析了路网的不确定性对方式分担率的影响。 在路网可靠性优化方面：针对容量降级路网运用风险评价理论构建了基于失效概率和失效后果的关键路段识别算法；采用复杂网络理论提出了基于级联失效的节点重要度测算方法，分析了不同的出行网络结构和不同的路径选择模型对节点重要度的影响；将交通供需的不确定性引入网络设计中，基于对数正态分布的需求和截尾正态分布的容量构建了考虑随机供求共同作用下的连续均衡网络设计双层规划模型，提出了基于蒙特卡洛仿真的遗传求解算法并开展了算例分析。
基于社会网络的道路网络分析
第44卷第5期 山 西建筑V〇1.44N〇.5 2 0 1 8 年 2 月SHANXI ARCHITECTURE Feb.2018 ?121 ? ?道路?铁路? 文章编号：1009-6825 (2018) 05-0121 -03 基于社会网络的道路网络分析+ 陈少鹏高贺 (东北林业大学土木工程学院，黑龙江哈尔滨150040) 摘要:将道路网络抽象为无向无权网络，利用社会网络分析方法，分析了度中心性、接近中心性、中间中心性在道路网络的具体 含义，同时分析了社会网络凝聚子群聚类的具体步骤。以拉萨市主干路网为例，利用社会网络分析工具UCINET对网络中心性以 及节点派系进行分析。凝聚子群得到的两个重要节点派系是路网的枢纽，承担着对内对外交通功能，符合实际各区域之间的功能 连接。 关键词:社会网络，道路网络，中心性，凝聚子群 中图分类号:U491 〇引言 社会网络是指社会行动者及其间的关系的集合。也可描述 为是由多个点（行动者）和各点之间的连线（行动者之间的关系）组成的集合[1]。社会网络中节点与节点之间构成的网络关系与 道路网络的结构形式有共通之处，将社会网络中人与人之间的联 系和影响抽象为道路网络中各节点之间的相互连接和影响，以社 会网络分析方法对道路网络进行分析，识别出路网的重要节点，可为道路网现状以及服务水平评价提供依据。 目前路网研究主要采用复杂网络分析方法，基于该方法可以 分析网络基础参数和拓扑结构特征[2]，而社会网络方法主要分析 网络中心性和网络子群。通过对中心性的分析可以了解节点在 网络中起到作用，例如节点的连通性、重要性及过渡性;而子群分 析可以划分若干个派系，通过派系内部及派系之间的稀疏关系了 解网络的组织形式。 1道路网络构建 本研究的主要目的是探索性地提出用新奇的社会网络分析 方法来分析道路网络的可行性，所以将道路网络抽象为无向图C (F，E)(忽略了道路一些属性，如流量、拥挤程度、事故等），其中F 为节点的集合，E为边的集合。用4表示道路网络G的邻接 矩阵： {Cb~~ Cb l]】l(1) 〇 2社会网络分析方法 关系是社会网络分析理论的基础，中心性与凝聚子群是社会 网络分析常用指标，利用这些指标可以剖析道路节点之间的关系 特征[1]〇 2.1 中心性 中心性是社会网络分析核心，其能够反映出个人或者组织(节点）在网络中的地位以及信息在整个网络中如何传播。社会 网络中心性有三种分析方法： 1)度中心性。是指一个节点在网络中处于核心地位的程度，即有多少个节点与该节点直接相连。在道路网络应用中，度越大 意味着更多的路径连接到交叉口，也可能意味着度高的节点要比 度低的节点更拥堵[M]: CD(ni)=⑵ j=i 文献标识码:A 2)紧密中心性。在社会网络中，紧密度表示一个节点与其他 节点的接近程度： C c(ni)= 7= 1 (3) 无向图标准化紧密性公式： J L n C c(ni)=j=i r,_ 1(4) 3)中间中心性。表示一个节点对其他没有直接联系节点的 控制性。衡量网络中节点作为“桥梁”的能力： Csin,) = ^----------(5) Sjk 无向图标准化中间性公式： C?g“-2)⑷其中，办为节点?之间的直接路径数;取（^)为节点％到节点&的途径上有节点&的路径数。 2.2凝聚子群 社会网络分析的另一项重要内容是研究网络中存在的凝聚 子群，形象地说就是寻找网络中的小团体，或称之为派系。分析 路网的派系可以找到相互联系紧密的节点群，为区域交通问题的 改善提供依据。凝聚子群分析步骤如下： 第一步:对于多值的矩阵，分析凝聚子群时要把多值转化为 〇，1 二值。 第二步:进行派系分析，找出所有派系，通过调整派系规模，得到理性派系结构。 第三步:分析派系重叠模式，有大量派系它们之间存在重叠，此种情况下利用“共享成员”矩阵来降低派系的数量。 3实例分析 3.1 路网选择 以西藏拉萨市主干路网为例进行分析。拉萨市城区主干路 网有51个节点，102个路段。 3.2中心性结果分析 使用UCINET软件对社会网络进行分析[5]。度中心性、接近 中心性和中间中心性结果如表1所示。 收稿日期=2017-12-05 ★:黑龙江省自然科学基金青年项目（QC2107039);教育部人文社会科学研究青年基金项目（17YJCZH152) 作者简介:陈少鹏（1993-)，男，在读硕士
城市道路网布局形式
现代物业?新建设 2013年第12卷第4期 所谓城市道路网，是指在城市范围内由不同功能、等级、区位的道路，以一定的密度和适当的形式组成的网络结构。道路网一经形成，就确定了城市的用地布局和发展轮廓，影响深远。因此，对城市道路网布局形式的研究，围绕城市路网布局的基本原则，分析不同路网布局形式的利弊影响，为城市路网执行建设工作提供了重要的理论基础和实践指导意义。 一、城市道路网的布局原则 城市道路网的布局形式，应根据土地使用、客货交通源和集散点的分布、交通流量、流向，并结合地形、地物、河流走向、铁路布局和原有道路系统，因地制宜来确定。不同城市规模、性质及自然条件和用地现状决定了不同的城市道路网络规模和分布形态。城市道路网的布局原则主要分为以下几点： （一）通达便捷原则 城市道路网布局应与城市空间结构相协调，应满足城市交通运输特性的需要。城市道路系统的主要功能是交通功能，交通的发展随城市的形成和发展而生，道路网是联系城市和交通的脉络。道路网结构要尽可能衔接完整、功能明确，在城市各主要功能地区和交通流量大的地点之间组成最便捷的交通线路，合理衔接城市中心和郊区与邻近外埠在社会生活和行业发展方面的通达，既便于组织各商业区、新老城区、工业区、生活区路段叉口生活交通和工业物流，也便于不同交通工具方向性分流和交通发生源集散协调，实现城市人和物流安全、方便、迅速，保证经济的正常运转和发展。 （二）建设效益原则 城市道路网布局不仅要实现基本的交通功能，还需要考虑到市政工程和基础设施建设管线的布设，需要利用城市现有自然条件，依山势、河道、环区因地制宜，保证适当的道路网密度和面积率，与城市用地规划相结合，城市各分区间要有必要数量的干道相联系，在商业中心、体育场、火车站、航空港、码头等大量客、货流集散点附近的道路网要有一定的机动性，还需为发生地震时疏散人流提供绕行道路，同时要给道路未来的发展留有一定的余地。在便捷的交通功能基础上，涉及到轮船码头、机场高速、电车火车、动车高铁、轻轨地铁、区域红线等客货运输和城市发展综合因素的城市道路网布局，应为城市空间景观、经济发展、文化风俗、旅游服务等带来长期稳定可持续发展的综合建设效益。 （三）环境质量原则 城市道路网布局形式应符合城市发展建设进程中环境质量的要求。在加快城市化进程中，高度重视环境保护工作是促进城市化高质量、高品位、高水平发展的一个重要保障。城市道路布局与城市区域热环境、大气环境、水资源环境的保护和治理息息相关。在保证维护现有自然环境、利用再生资源开发治理不断优化环境质量前提下，满足城市居民居住面积和公共休闲绿化面积，建设适当的自然、人文景观，平衡区域文化、教育、工业、服务业发展，是实现城市区域规划协调发展，建设自然文化、经济、社会和谐统一，物质、能量、信息高效利用，生态环境良性循环的新型城市的必要原则。 二、目前城市道路网的布局形式及其优缺点 城市道路网的布局形式是指道路网系统的平面几何图形，它是随着当地自然条件、城市总体布局的发展，为满足城市的交通、土地利用及其建筑风格等要求而形成的。国内外常用的道路网结构可归纳为方格式、环形放射式、自由式和混合式四种基本方式。 （一）方格网式 呈方格形状，又称棋盘式，是最常见的一种形式，即每隔一定的距离设置接近平行的干道，在干道之间再布 城市道路网布局形式研究 温暖枫 （广东 深圳 518000） 摘 要：城市道路设施是城市道路建设的重要组成部分，而城市道路路网布局形式对一个城市的规划有重要意义，本文从城市道路网布局原则着手，着重分析了目前城市道路网布局的不同形式及其优缺点，对我国城市道路建设具有重要的指导作用。 关键词：城市道路；道路网；布局形式 中图分类号：U412.37 文献标识码：A 文章编号：1671-8089（2013）04-0124-02 市政建设 Municipal Construction ［作者简介］ 温暖枫（1982- ）， 吉林省辽源市，2005年毕业于吉 林建筑工程学院城市规划专业。 – 124 –