广西师范大学学报(自然科学版) ›› 2021, Vol. 39 ›› Issue (5): 78-88.doi: 10.16088/j.issn.1001-6600.2020080801

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基于多层复杂网络的高速公路节点重要性研究

翁小雄*, 谢志鹏   

  1. 华南理工大学 土木与交通学院,广东 广州 510640
  • 收稿日期:2020-08-08 修回日期:2020-09-09 出版日期:2021-09-25 发布日期:2021-10-19
  • 通讯作者: 翁小雄(1958—),女,浙江杭州人,华南理工大学教授,博导。E-mail:201821009201@mail.scut.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(51578247)

Study on Freeway Nodes Importance Based on Multilayer Complex Network

WENG Xiaoxiong*, XIE Zhipeng   

  1. School of Civil Engineering and Transportation, South China University of Technology, Guangzhou Guangdong 510640, China
  • Received:2020-08-08 Revised:2020-09-09 Online:2021-09-25 Published:2021-10-19

摘要: 随着我国高速公路体系不断完善和地区高速公路网络的成型,系统网络化分析逐渐成为高速公路运营管理的重要研究内容。复杂网络作为现实系统的抽象模型是研究网络的重要工具,本文根据高速公路系统运行特点,结合道路基础设施网络和出行者出行网络,建立高速公路多层复杂网络模型。在多层复杂网络的基础上,对PageRank算法和TOPSIS算法进行改进,构建PageRank-TOPSIS融合算法,并对高速公路节点重要性进行分析评估。结果表明,各收费站节点在不同性质的属性值下重要性差异较大,PageRank-TOPSIS融合算法能够根据不同的加权回归系数综合反映收费站节点在高速公路复杂网络的重要性。基于多层复杂网络的高速公路节点重要性分析给予高速公路节点研究新的视角,为高速公路网络分析和运营管理部门提供可靠的理论支持。

关键词: 多层复杂网络, 高速公路, 节点重要性, PageRank-TOPSIS算法

Abstract: With the continuous improvement of China′s freeway system and the formation of regional freeway network, system network analysis has gradually become an important part of freeway operation and management. As an abstract model of real system, complex network is an important tool to study the network. According to the operation characteristics of freeway system, combined with the road infrastructure network and the traveler travel network, this paper establishes the multilayer complex network model of freeway. On the basis of multilayer complex network, the PageRank algorithm and TOPSIS algorithm are improved, the PageRank-TOPSIS fusion algorithm is constructed, and the importance of freeway nodes is analyzed and evaluated. The results show that the importance of each toll station node varies greatly under different attribute values. PageRank-TOPSIS fusion algorithm can comprehensively reflect the importance of toll station node in complex freeway network according to different weighted regression coefficients. The importance analysis of freeway nodes based on multilayer complex network gives a new perspective to the research of freeway nodes, and provides reliable theoretical support for freeway network analysis and freeway operation management departments.

Key words: multilayer complex network, freeway, nodes importance, PageRank-TOPSIS algorithm

中图分类号: 

  • U491
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