基于复杂网络理论的城市路网脆弱性研究

黄大荣，沈利兵，赵 玲

(1. 重庆交通大学 信息科学与工程学院，重庆 400074;2.杜伊斯堡-埃森大学 自动控制与复杂系统研究所, 杜伊斯堡 47057，德国)



基于复杂网络理论的城市路网脆弱性研究

黄大荣1,2，沈利兵1，赵 玲1

(1. 重庆交通大学 信息科学与工程学院，重庆 400074;2.杜伊斯堡-埃森大学 自动控制与复杂系统研究所, 杜伊斯堡 47057，德国)

首先，介绍了复杂网络的静态统计特性，并以新乡市区路网为例计算了映射后包括度、介数、聚类系数等在内的复杂网络统计特征值。然后，针对城市路网的拓扑特性，以复杂网络理论统计特性为基础，建立了路网脆弱性研究模型。以新乡市路网为例，研究了新乡市路网在随机性攻击和最大度攻击两种攻击策略下路网显示出的脆弱性。最后，通过逐个攻击网络节点的方法定量计算出路网中各个节点对于攻击表现出的脆弱性，通过该方法找到了路网中的关键路段，这对于后交通时代以维护为主体的路网保护具有重要的现实意义。

交通工程；城市路网；关键性路段；复杂网络；攻击策略；脆弱性

0 引 言

城市道路交通网络，不仅是城市的基础设施，也是城市最重要的生命线之一[1]。而稳健的城市交通道路网络则是保障居民顺畅出行和解决交通拥堵的有效手段。然而，当发生异常事件时，路网可能会受到某种程度的影响，直接造成整个城市路网的服务能力下降，从而对人们的生产生活造成不同程度的影响，因此，研究路网的脆弱性对于保障路网的健康畅通和缓解交通拥堵、提高路网的可靠性和健壮性都具有很强的现实意义。……