城市路网的复杂网络特性和鲁棒性研究

赵国锋，苑少伟，慈玉生

(1.广州市交通规划研究院,广东　广州　510030；2.哈尔滨工业大学　交通科学与工程学院，黑龙江　哈尔滨　150090)



城市路网的复杂网络特性和鲁棒性研究

赵国锋1，苑少伟1，慈玉生2

(1.广州市交通规划研究院,广东广州510030；2.哈尔滨工业大学交通科学与工程学院，黑龙江哈尔滨150090)

为分析城市路网的复杂网络特性和遭受攻击时的鲁棒性，采用对偶法将城市路网转化成拓扑结构图，以连通度、最大连通子图的相对大小、网络效率和圈数率4项指标作为城市路网遭受攻击时的鲁棒性评价指标，并按照节点度、点介数和边介数的大小对广州市海珠区的规划路网进行了选择性攻击。结果表明：按照节点度的大小对网络进行攻击时，节点失效比例达到20%后整个网络已基本瘫痪；按照点介数的大小进行攻击时，网络瘫痪速度相对较慢，失效节点达到60%时，网络才基本崩溃；而按照边介数进行攻击时，网络则呈现出较强的鲁棒性，当失效边比例达到80%时，网络才完全瘫痪。

交通工程；城市道路网；复杂网络；鲁棒性；网络瘫痪

0　引言

城市交通系统是维持城市交通活动正常运转的载体，是维持城市居民日常生活及城市经济发展的物质基础。城市交通系统是由道路系统、流量系统和管理系统组成的典型的具有开放性和复杂性的庞大系统[1]，错综复杂的道路网络则是城市交通系统的重要组成要素。城市道路网一方面在遭受自然灾害攻击时，会造成路网大面积瘫痪[2],另一方面由于交通量逐年增加，造成部分路段排队溢出，引发相关路段出现连锁效应[3]，进而造成大面积路网出现交通堵塞。……