交通运输网络的复杂性分析

张江 周锋凯

摘要：交通运输系统与人们的日常生活密切相关，交通的发展也影响着社会经济的综合水平，所以说交通网络的发展对经济与社会的发展具有十分重要的作用，但是交通运输网络系统的规模较大，我们应正确认识其运行规律，不断改善系统运输的管理水平。本文就主要对其交通运输网络的复杂性予以分析，希望可以给予业内人士一定的参考。

Abstract： The transportation system is closely related to people's daily life， and the development of transportation also affects the comprehensive level of social economy. Therefore， the development of transportation network plays a very important role in economic and social development. Because the scale of transportation network system is large， we should correctly understand its operation rules and continuously improve the management level of system transportation. This article mainly analyzes the complexity of its transportation network， hoping to provide a certain reference.

关键词：交通运输;网络复杂性;社会经济

Key words： transportation;network complexity;social economy

中图分类号：U113                                         文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）28-0043-02

0  引言

交通运输网络受到了人们的广泛关注和高度重视，同时人们也对其进行了更加深入的研究，但是收效甚微。交通运输网络主要涵盖了陆上网络、航空网络与海运网络，三者虽有不同但也存在着密切的联系。网络中的点线出现问题，就會影响整个网络的完整性，因此有必要对其予以深入的研究。

1  网络概述

信息时代背景下，网络主要指计算机网络连接。网络结构主要有完全规则网络、小世界网络、完全随机网络以及无标度网络，其中无标度网络是一种复杂网络，描述问题缺乏准确的尺度，这也是该网络名称的由来。无标度网络有其独特的结构特性。下面将详细对网络结构进行分析。

首先是小世界网络特性。内部两个节点间的长度不超过网络本身。其次是聚类性。网络当中有大量的圈，圈当中的节点联系密切，而圈之间的联系密度较小。再次是网络弹性，其主要是指对节点修改的耐受能力，一般而言，影响越小，网络特性越强。交通网络也是一种无标尺网络，对交通运输网路予以全面研究可优化网络的性能[1]。

2  交通运输网络的复杂性分析

2.1 复杂网络理论  复杂网络理论研究和实践的基础是随机网络，但是在近期的研究中发现，真实网络结构的复杂度更高，因此在交通运输网络复杂性研究中也可探索其他的研究方向，交通运输网络中包含较多实物，同时不同实物之间相互的作用与密切的联系是构建网络的重要前提。利用统计物理学进行网络结构分析，将动力学特征作为分析的重点，同时借助复杂网络分析重要内容[2]。以平均路径的长度、集散系数和分布为主要指标。路径长度和集散系数可用来判断网络中是否有小世界效应，同时还需将分布指标作为无标尺特征的判断依据。

2.2 航空网络  航空网络复杂性研究的时间较长，且涉及的范围较广，研究的重点主要集中在静态结构复杂特征分析和网络演化规律分析上。在静态结构复杂特征分析中，研究人员应高度重视空间尺度确定，一般选择全球范围或国家范围，从而更加准确地总结出航空网络的结构特征。在分析网络演化规律时，应将演化规律的发生机制作为重点内容，且研究人员也要就其他内容进行深入的研究，如网络结构对效率的影响机制等[3]。航空网络的规模不同，其包含的节点数量也会有所不同，从几十个到几千个不等，但是无论网络当中有多少个节点，其均应体现出小世界效应。作为超空间网络结构空间特性的集中表现形式的超平面与小世界效应的关系是很密切的。然而即便如此，在不同尺度条件下，航空网络的网络结构也会存在较为明显的差异。且空间经济和社会因素也会对网络演化的整体过程产生较大的影响。

2.3 轨道交通网络  地铁和铁路是轨道交通网络的主要构成（如图1），因此，本文主要对铁路及地铁网络的复杂性进行分析。在研究过程中，应将重点放在拓扑统计性质分析和网络特征分析上。分析拓扑统计性质时，设施网络与运输组织网络是主要的分析对象，地铁设施网络主要以树状结构分布，运输网络是体现地铁设施网络小世界特征的主要方式。在对铁路网络的复杂性进行研究时，需要结合研究的需要进行分析，例如，铁路网络结构特征等。在网络特性分析中，运输率是衡量特征指标的主要依据。针对地铁网络运行率特征进行研究分析时，不同的城市其特征也会有所不同。在对拓扑网络统计进行分析的过程中，指标通常是存在于较为复杂的网路上的，故而，就要在对地理空间特性进行分析的基础上，探究其对结构特性的影响，最终确保保证网络结构分析的正确性。又因为轨道交通运输网络研究的时间较短，研究结果有限，所以需要加大研究力度，从而为交通运输网络复杂性分析的发展提供资料支持[4]。