城市道路網結構復雜性定量描述及比較研究.pdf

1、城市道路網是社會經濟活動和人類生活的重要載體，也是保障城市繁榮、有序和高速發(fā)展的基礎。城市化過程的快速推進，在提升交通運輸效率的同時，也引致一些新的問題，例如城市道路網飛速擴張與交通擁堵，交通便捷度提高與環(huán)境污染，立體交通與部分道路利用效率不高等。要解決上述矛盾，很大程度上依賴于對道路網自身組織結構與運輸功能實現(xiàn)的深入透徹理解。
　　來自地球信息科學、地理學、城市規(guī)劃、交通運輸工程、行為學、運籌學等多學科的國內外學者對道路網的形態(tài)

2、、結構、運行機制、特征與人類行為的關系、發(fā)展演進模式等從多個角度和維度開展了大量研究。而興起于20世紀末的復雜網絡研究，則與系統(tǒng)論、信息論、控制論等一起，構成復雜性研究的四大支柱，也被成功用于道路網研究中。傳統(tǒng)分形理論局限于幾何分形。復雜網絡理論與分形理論的有機集成，可定量描述道路網結構復雜性，揭示道路網自組織結構特征，以及結構如何影響甚至決定其運輸效率。本論文旨在提出道路網結構復雜性定量描述指標，并將其用于多個現(xiàn)實城市道路網研究，探索

3、道路網結構自組織規(guī)律，并從理論上解析道路網結構與功能間的聯(lián)系。論文主要工作如下:
　　一、以成都市道路網為案例，以路劃為表征方法，構建基于路劃的道路網對偶圖，分析該道路網的小世界與無標度特征。從理論上探討環(huán)狀道路和放射性道路在整個城市道路網絡中所發(fā)揮的骨架作用，使用度度、度簇、度與中介中心性、鄰近中心性等指標揭示路劃之間的連通方式復雜性，并分析了各指標間的相關性。
　　二、以格網式、環(huán)形放射式、自由式及混合式等多種模式道路網

4、為例，分別構建其路網拓撲連通關系原始圖和對偶圖，比較各模式道路網在連接度、通達度、可達度、網絡結構異質性等方面的差異。結果表明，格網式道路網絡交通便捷程度較高，而自由模式道路網絡可達性和連接性等都較低。環(huán)形放射和混合模式路網因其整體保持骨架特征下局部多采用格網模式填充二維平面，結構特性常介于格網式與自由模式路網之間。
　　三、采用盒覆蓋法挖掘道路網在多個空間尺度上表現(xiàn)出的結構分形特征。以三座城市的道路網為例，分別在多級空間尺度上探