交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性及其相關(guān)問題研究

滕玉祿 王鴻儒 陳寶瑞 鄭仲明

摘要：交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不再局限于公路和鐵路運(yùn)輸，而是包含了航空、水路、管道、公路和鐵路五方面的內(nèi)容，形成了一個(gè)復(fù)雜的立體交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，為了能夠促進(jìn)國家和社會(huì)得到發(fā)展，必須要對(duì)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，本文是基于交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性及其相關(guān)問題展開的研究。

關(guān)鍵詞：交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò);復(fù)雜性;相關(guān)問題;研究

前言

在經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展過程中，人類文明發(fā)明了信息網(wǎng)絡(luò)、能源網(wǎng)絡(luò)和交通網(wǎng)絡(luò)三大網(wǎng)絡(luò)，并且隨著不斷地完善和發(fā)展，三種網(wǎng)絡(luò)都呈現(xiàn)出了非常大的復(fù)雜性，特別是交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，其復(fù)雜性包括了交通、運(yùn)輸、服務(wù)、位移等多方面內(nèi)容，做好這方面的分析工作，進(jìn)一步解釋交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)在規(guī)律。

1復(fù)雜交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)理論概述

1.1交通網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

交通和能源以及信息是人類文明中創(chuàng)造的最璀璨也是最偉大的三大網(wǎng)絡(luò)，可以說是人類文明的結(jié)點(diǎn)和奠基，交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)中最重要也是最依賴的發(fā)展網(wǎng)絡(luò)。交通網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上，是由交通需求、交通組織、交通路線和交通設(shè)施四個(gè)部分組成，其具有多樣性和開放性，是一類具有多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)。為了能夠全面的立體式地發(fā)展交通運(yùn)輸，對(duì)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的分析與探討是勢(shì)在必行的。目前，很多人在對(duì)交通網(wǎng)絡(luò)的研究中，往往還停留在統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的范疇中，并沒有去做到分析交通網(wǎng)絡(luò)的地理空間性，往往分析得到的結(jié)論與實(shí)際的交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還存在較大的差異和適用性問題。在深入對(duì)我國的交通網(wǎng)絡(luò)的嚴(yán)密分析后，我國的研究學(xué)者對(duì)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性提出了四個(gè)方面的要點(diǎn)，即認(rèn)識(shí)到交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性、以地理空間特征為核心來檢測(cè)交通網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性、結(jié)構(gòu)特征和廣域特征對(duì)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的影響、交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的開放性。

1.2復(fù)雜交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展而逐漸走上了富裕之路，在此背景下交通行業(yè)的蓬勃發(fā)展也進(jìn)入了高峰期。隨著各項(xiàng)資源的不斷投入，我國的交通網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)日漸完善，各個(gè)地區(qū)的交通網(wǎng)已經(jīng)逐漸朝著融合的趨勢(shì)進(jìn)行發(fā)展，各自之間互相影響，卻又各具獨(dú)特性和多元性，并且隨著影響過程而逐漸成長(zhǎng)、完善、變化，反映出交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的獨(dú)特內(nèi)涵，即隨著科技水平、民生需求、景觀設(shè)計(jì)等諸多事物的變化而變化。目前，交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)顯露出非常多的特性，第一點(diǎn)是其宏觀性和微觀性，有些道路雖然看起來微小，但是卻四通八達(dá)，十分復(fù)雜。有些道路看起來氣勢(shì)磅礴，但是卻只是一條簡(jiǎn)單道路。只有行駛其中才能夠明白路途的特點(diǎn)，所以要了解交通網(wǎng)絡(luò)的弊端和優(yōu)點(diǎn)，就必須要經(jīng)過實(shí)際的探查。第二點(diǎn)是聚合性，在萬物皆可相連的今天，交通網(wǎng)絡(luò)也會(huì)隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展而連在一起，形成一個(gè)整體。城市化進(jìn)程的不斷加快也導(dǎo)致了交通網(wǎng)絡(luò)的壓力和復(fù)雜性不斷增大，內(nèi)聚集程度也在不斷增大，這凸顯出目前交通事業(yè)發(fā)展的一大問題。

1.3交通網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性

因?yàn)槌鞘谢M(jìn)程的加快，所以在城市中的交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)也顯得十分復(fù)雜，而因?yàn)榇蠖鄶?shù)城市也正處于規(guī)劃和調(diào)整的狀態(tài)中，所以大多數(shù)的城市交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)也都不穩(wěn)定。首先，在信息時(shí)代，交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)十分巨大，網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間的也存在許多的連接和傳輸，連接的結(jié)構(gòu)也充滿著許多的變化。其次是交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)受地域快速發(fā)展形成的復(fù)雜性，因?yàn)槊總€(gè)地區(qū)的交通都是根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩硖卣骱桶l(fā)展程度來決定的，為了能夠更好地分析交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，還需要知悉交通發(fā)展愿景規(guī)劃，實(shí)時(shí)了解交通網(wǎng)絡(luò)情況，加強(qiáng)相應(yīng)的交通管理措施，整理出影響交通網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的因子，最后再進(jìn)行相應(yīng)的交通規(guī)劃，這也是交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一般規(guī)律。

2復(fù)雜交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)理論分析

2.1針對(duì)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜化分析

在我國對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多年來的研究可以發(fā)現(xiàn)，在大多數(shù)的真實(shí)網(wǎng)絡(luò)中，無論是交通網(wǎng)絡(luò)還是社會(huì)網(wǎng)絡(luò)甚至是互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中比起隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)來說都呈現(xiàn)出了非常大的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，而隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指在一定程度的理論基礎(chǔ)下加上一定的實(shí)踐研究得到的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，這就為交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)研究提供了一種全新的復(fù)雜化度量形式。

2.2平均路徑長(zhǎng)度和聚焦系數(shù)

平均路線長(zhǎng)度（shortest pafla lengths）指的是網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)i以及ji之間的拓?fù)渚嚯x，ii指的是連接這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的最短路徑的邊數(shù)。所以也稱為特征路線長(zhǎng)度，其能夠有效表達(dá)出該交通網(wǎng)的運(yùn)輸特性，比如說運(yùn)輸成本、空間距離等。平均路徑長(zhǎng)度能夠衡量該交通網(wǎng)是否合格，也代表著該交通網(wǎng)是否具備一定的運(yùn)輸能力，這需要交通部門人員能夠做好勘探工作，通過相應(yīng)的設(shè)備和儀器來繪制出該交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的具體路線，計(jì)算出平均路徑長(zhǎng)度。其次是聚集系數(shù)，也可以稱之為群聚系數(shù)以及集群系數(shù)，指的是圖中頂點(diǎn)之間結(jié)集成團(tuán)的程度的，具體來講，指的是一個(gè)點(diǎn)的鄰接點(diǎn)之間相互連接的程度。平均距離也并不大，但是許多個(gè)這樣的規(guī)則隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成的不規(guī)則復(fù)雜交通網(wǎng)絡(luò)就具有較大的聚集系數(shù)了，這充分反映出交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的整體性特點(diǎn)。

2.3度分布

所謂度分布，是圖論以及網(wǎng)絡(luò)理論中的概念。一個(gè)圖（或者網(wǎng)絡(luò)）是由一些頂點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）以及連接它們的邊（連接）構(gòu)成的。每個(gè)頂點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）連出的所有邊（連接）的具體數(shù)量就是這個(gè)頂點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）的度。度分布指的是對(duì)一個(gè)圖（網(wǎng)絡(luò)）當(dāng)中頂點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）度數(shù)的總體描述。對(duì)于隨機(jī)圖，度分布指的是圖中頂點(diǎn)度數(shù)的具體概率分布。

4交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的分析趨勢(shì)

交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性分析可以運(yùn)用在不同的交通運(yùn)輸領(lǐng)域，從鐵路、公路、高速、航空到水路等，能夠提供集中化運(yùn)輸、快速運(yùn)輸、中短途運(yùn)輸?shù)雀鞣N形式，而交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建將能夠保障運(yùn)輸過程的高效和安全，因此要認(rèn)識(shí)到對(duì)其復(fù)雜性的分析也是目前交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要趨勢(shì)之一。

5結(jié)束語

綜上所述，交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性為國家和社會(huì)帶來了巨大的發(fā)展?jié)摿?，促進(jìn)了各項(xiàng)運(yùn)輸事業(yè)的蓬勃發(fā)展，其內(nèi)核不僅在于運(yùn)輸組織性，還在于其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，所以在分析的過程中不能緊抓一點(diǎn)，還需要由網(wǎng)絡(luò)到目標(biāo)，具體的問題要具體分析。