[01511794]面向交通运输系统的复杂网络理论与方法

该项目在国际上首次基于复杂网络及行为科学的相关理论，提出了以复杂网络理论与方法来研究交通系统复杂性的基本框架。通过融合城市交通系统的特点，主要取得了如下成果：(1)考察了不同路网拓扑结构(无标度、小世界、随机网)与交通流量之间的相关关系，分析了三种路网拓扑结构的交通承载能力。结论为切实提高整个路网承载能力及其可靠性与抗毁性，充分利用现有交通资源和减少交通规划管理和设计中的盲目性提供理论支撑；(2)提出了用以合理描述和控制交通网络级联失效的动力学模型，并考虑交通系统中个体的两大基本特性(自主性和选择性)，对不同网络拓扑进行了数值模拟。结论为揭示交通拥堵传播机理，提高网络耐受性以及宏观网络规划与设计提供方法指导；(3)基于元胞自动机模拟道路交通流的特性，创造性地构造了基于道路交通流状态演化的复杂网络，从理论到实证得到了微观的交通流状态与宏观的复杂网络结构之间的内在关系。结论为研究城市交通系统复杂性开创了新的研究思路；(4)研究了均衡状态下不同网络拓扑上的流量分布特征及其一般性规律。结论为科学进行交通流量管理提供理论基础；(5)建立了一系列用以描述一般输运网络的时空演化动力学模型，研究了交通系统的时空分布特征及其流量演化机制，并对其统计特征进行了分析。结论为科学制定交通规划与管理策略提供依据。该项目主要的体现形式为理论成果，相关研究结论将为分析交通系统的时空演化复杂性、网络承载能力以及科学合理地进行城市交通规划与管理提供理论支撑和决策依据。