中国高速铁路网络拓扑特性分析

县 勇，吴 亮，杜文举

(兰州交通大学 交通运输学院，兰州 730070)

截止2020年底，我国高速铁路营业里程达到39 000 km，“四纵四横”运输通道已基本建成通车.根据2016年，国家发展改革委、交通运输部、中国国家铁路集团有限公司联合发布的《中长期铁路网规划》，高速铁路 “八纵八横”的网络也在快速稳步地建设当中.随着高速铁路营业里程地日益增加，这个庞大网络的拓扑特征和重要节点等问题引起了众多学者地关注.从数学家欧拉研究哥尼斯堡环游问题(又称七桥问题)开始[1]，大多数学者发现复杂系统往往可以抽象成网络，如果能够认清网络的特性，就可以认清复杂系统的本质.研究中国高速铁路运输网络，分析其拓扑结构，认识其复杂特性，可以为高速铁路系统的运营者在运输组织，网络规划和维护方面提供理论依据.

国内外已有很多学者应用复杂网络的相关理论来研究运输网络的性质，总结下来主要分为两个方面.一方面是研究交通网络的拓扑结构，例如Wang等[2]采用复杂网络方法研究了中国航空运输网络中各个城市的网络结构和节点中心性，计算比较网络的度分布、平均路径长度和聚类系数的数据，指出中国航空网络具有小世界网络特性.文献[3-4]提出了两种不同的网络构建方式，分别为以铁路站点作为节点，以轨道为边，生成铁路地理网和以站点为节点，任意两个站点间只要有同一列车在这两个站点停靠，就作为两个站点间的边，生……