基本信息
- 项目名称：
- 复杂网络同步理论在常规公交调度中的应用
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文采用复杂网络同步理论的研究方法，构造了城市常规公交调度网络模型，通过对常规公交调度网络模型的拓扑结构的分析可得满足小世界网络特性和无标度网络特性。利用节点含有时滞和时变时滞的复杂网络同步理论对常规公交实时调度。此项研究结果对于优化公交线路、优化调度的时间提供了很好的理论依据，该方法和智能调度有机的结合将达到更好的效果。
- 详细介绍：
- 复杂系统与复杂性研究已经成为21世纪的核心科学问题之一,复杂网络是复杂系统的高度抽象。在对复杂网络的同步研究中,汪小帆和陈关荣等提出了一个简单的动力学网络模型. 在该模型中,各节点相互线性耦合且耦合强度一致.对此,还给出了无界区域的同步条件,引起了人们的广泛关注. 很多学者对该模型作了进一步的修改和扩展,并取得了大量成果. 复杂网络理论在交通网络中的应用也有了长促的发展，高自友等研究了城市公交网络的满足小世界网络特性，并以北京市公交网络为例完成了实证分析。高自友等提出了一些今后关于城市交通网络复杂性问题的研究方向。 目前通过对国内外公交调度文献的收集和分析，可以发现研究大多数集中在对车辆的静态的调度分析。研究方法主要是：数学解析法、概率方法、经验模型、模拟仿真、运筹学等方法。随着问题计算复杂性及问题规模的不断扩大，这些传统的方法遇到了很大的困难而且得不到精确的解。又有很多学者提出更优的调度方法智能调度，本文的重点就是在这种方法的基础上提出更优的调度方法：利用节点含有时滞和时变时滞复杂网络的同步理论对城市常规公交进行调度，并介绍该调度网络模型的构造方法。最后以兰州市为例进行仿真分析。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本文针对城市交通拥堵的情况而提出了一种研究城市公交调度的新方法，首先构造三种城市公交网络模型并分析这三种公交网络模型的拓扑结构性质及动力学性质。以兰州市实际公交网络为例进行实证分析，用MATLAB软件仿真表明该调度方法的有效性。
科学性、先进性及独特之处
- 本文采用复杂网络同步理论的研究方法，构造了城市常规公交调度网络模型，根据城市常规公交调度网络模型的构造方法即对网络模型的拓扑结构的分析可得常规公交调度网络满足复杂网络模型的小世界网络特性和无标度网络特性。在智能调度的基础上又提出了一种调度方法即时滞和时变时滞的同步理论对常规公交的调度研究。此项研究结果对于优化公交线路、优化调度的时间提供了很好的理论依据，该方法和智能调度有机的结合将达到更好的效果。
应用价值和现实意义
- 复杂网络理论在交通网络中的应用在近些年有了长促的发展。针对目前城市公交调度研究方法主要是：数学解析法、概率方法、经验模型、运筹学等方法。随着问题计算复杂性及问题规模的不断扩大，这些传统的方法遇到了很大的困难而且得不到精确的解。本文的重点就是在这些方法的基础上提出更优的调度方法：利用节点含有时滞和时变时滞复杂网络的同步理论对城市常规公交进行调度达到更优的效果。
学术论文摘要
- 城市公交网络作为城市建设的重要组成部分之一，直接关系到城市经济的发展、城市环境的保护及方便市民出行等方面。提出了公交网络模型的三种构造方法，并深入分析该网络模型的动力学性质、拓扑结构性质可得到公交网络模型满足小世界网络的特性。最后利用超混沌的Chen系统与Lü系统进行调度研究。以兰州市为例进行实证分析，研究表明，该调度方法能有效的使整个兰州市的公交系统达到一种“动态”平衡状态。数值仿真证明了该方法的有效性。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]Zhou T,Bai WJ ,Wang B H,etal.A brief review of complex networks [J].Physics,2005,34(1):31236.[2]Wang X F,Chen G R.Synchronization in small-world dynamical networks[J].Int J of Bifurcation and Chaos,2002,12(1):1872192.[3]Wang X F,Chen G R.Synchronization in scale-free dynamical networks: Robustness and f ragility[J].IEEE Trans on Circuit System,2002,49(1):54262.[4]Li C G,Chen G R.Synchronization in general complex dynamical networks with coupling delays[J].Physical A,2004,343: 2632278.small-world random.[5]Zhou J,Chen T. Synchronization in general complex delayed dynamical networks[J].IEEE Trans on Circuit System,2006,53(3:7332744.[6]高自友,吴建军,毛保华,等.交通运输网络复杂性及其相关问题的研究[J].交通运输系统工程与信息,2005,5(2):79-84.[7]高自友,赵小梅,黄海军,等.复杂网络理论与城市交通复杂性问题的相关研究[J].交通运输系统与信息,2006,6(3):41-47.[8] 张晨,张宁.上海公交网络拓扑性质研究[J].上海理工大学学报,2006,28(5):489-494.[9] Wang Q Y,Chen G.R,Lu Q S, et al.Novel criteria of synchronization stability in complex networks with coupling delays[J].Physical A,2007,378:527-536.
同类课题研究水平概述
- 首先,汪小帆和陈关荣,考虑了一类连续时间线性耗散耦合动态网络,并且,他们又跟李翔共同编著了《复杂网络理论及其应用》.随后国内外许多学者对他们提出的模型进行了研究.如周进等对它进行了推广,研究了一类普遍的复杂动态网络的牵制自适应控制；吕翎等也推广研究了一类节点结构互异的复杂网络的混沌同步. 复杂网络理论在交通网络中的应用也有了长促的发展，国外学者Sienkiewicz和Holyst(2005a;2005b)分析了波兰的21个城市的公共运输网络的拓扑结构特性。而且，许多国内学者也从不同角度对中国城市公交网络拓扑特性也进行了相关实证分析并发现了许多重要的拓扑特性（Li et al.,2006;Lu et al.,2007;Chen et al.,2007）高自友等研究了城市公交网络满足小世界网络特性，并以北京市公交网络为例完成了实证分析。 目前国内外对公交调度研究大多数集中在对车辆的静态的调度分析。研究方法主要是：数学解析法、概率方法、经验模型、模拟仿真、运筹学等方法。随着问题计算复杂性及问题规模的不断扩大，这些传统的方法遇到了很大的困难而且得不到精确的解。又有很多学者提出更优的调度方法智能调度，本文的重点就是在这种方法的基础上提出更优的调度方法：利用节点含有时滞和时变时滞复杂网络的同步理论对城市常规公交进行调度。
