9.2 城市群客运交通网络拓扑特征指标

9.2 城市群客运交通网络拓扑特征指标

目前,已有大量研究表明交通网络属于复杂网络。在此选取节点度、平均路径长度、聚集系数、介数为指标,以分析城市群交通网络的拓扑特征。

(1)节点度。

度是用来刻画复杂网络中一个节点特性的最基本参数。在城市群交通网络中,它表示某个节点 vi以边连接着的其他节点的数目,用 ki表示节点度:

在城市群交通网络中,一个节点的度值越大,则表明该节点与其他节点连接越多。平均度则是网络中所有节点度值的平均值。

(2)距离与平均路径长度。

距离即连接两节点最短路径上的边数。平均路径长度是网络中任意两节点距离的平均值。若网络中节点数目为n,网络内任意两节点间的距离为 dij,用L 表示网络的平均路径长度为:

在城市群交通网络中,平均路径长度表示在城市群中出行一次平均所需经过的站点数,可以反映网络的连通性。该特性统计值越小,说明城市群内站点间的连通越方便,网络整体的连通性越好。

(3)聚集系数。

聚集系数分为局部聚集系数和网络聚集系数,它是用来衡量网络紧密程度的特性指标。若mi表示 vi的邻居节点数目, ei表示其邻居节点间的实际连边数,用 Ci表示该节点的聚集系数:

网络聚集系数即所有节点聚集系数的平均值。在城市群交通网络中,网络聚集系数的统计值越大,说明网络聚集程度越高,大多数节点的邻居节点间的实际连边较多,某一节点失效对网络的影响较小。

(4)介数。

介数分为点介数和边介数。点介数是网络中任意两节点间的所有最短路径包含该节点的比例。若σjk表示节点 vj与节点 vk之间的最短路径的数量;σjk( i)表示节点 vj与节点 vk之间最短路径经过节点 vi的数量,用Bi表示节点 vi的介数为:

边介数与点介数定义相似,边介数是指任意两节点间的所有最短路径包含该边的比例。在城市群交通网络中,介数可以直观反映某站点或线路在运输过程中提供最短路径的能力,该特性统计值越大,说明该站点或线路影响力越大。