交通网络拓扑结构及特性研究综述_于海宁.pdf

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1、第４０卷增刊Ⅰ华中科技大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．４０Ｓｕｐ．Ⅰ２０１２年１２月Ｊ．ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖ．ｏｆＳｃｉ．＆Ｔｅｃｈ．（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｄｅｃ．２０１２交通网络拓扑结构及特性研究综述于海宁张宏莉余翔湛（哈尔滨工业大学计算机网络与信息安全技术研究中心，黑龙江哈尔滨１５０００１）摘要物联网中涉及的交通网络主要包括航空网络、海运网络、公共交通网络及城市道路网络．首先，列举了这些交通网络抽象为复杂网络的常用方法．然后，对交通网络研究中的主要特征参数进行了讨论．最后，对近年来国内外各类交通网络的研究成果进行了总结，并提出了未来可能的研究方向．关键词

2、交通网络；网络拓扑；复杂网络；物联网；无标度网络；小世界网络中图分类号Ｐ２０８文献标志码Ａ文章编号１６７１－４５１２（２０１２）Ｓ１－０２７４－０６ＡｓｕｒｖｅｙｏｎｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｔｏｐｏｌｏｇｙａｎｄｉｔｓｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓＹｕＨａｉｎｉｎｇＺｈａｎｇＨｏｎｇｌｉＹｕＸｉａｎｇｚｈａｎ（ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＮｅｔｗｏｒｋａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｅｃｕｒｉｔｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｔｈｅｉｎｔｅｒｎｅｔｏｆｔ

3、ｈｉｎｇｓ，ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓｍａｉｎｌｙｉｎｃｌｕｄｅ：ａｉｒｐｏｒｔｎｅｔｗｏｒｋｓ，ｍａｒｉ－ｔｉｍｅｎｅｔｗｏｒｋｓ，ｐｕｂｌｉｃｔｒａｎｓｐｏｒｔｎｅｔｗｏｒｋｓａｎｄｕｒｂａｎｓｔｒｅｅｔｎｅｔｗｏｒｋｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｓｅｖｅｒａｌａｐｐｒｏａｃｈｅｓｗｅｒｅｅｎｕｍｅｒａｔｅｄｔｏｍａｐｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓｔｏｃｏｍｐｌｅｘｎｅｔｗｏｒｋｓ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｔｒａｎｓｐ

4、ｏｒｔａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓｔｏｐｏｌｏｇｙａｎｄｉｔｓｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄａｎｄｐｏｓｓｉｂｌｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｏｆｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｗｅｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓ；ｎｅｔｗｏｒｋｔｏｐｏｌｏｇｙ；ｃｏｍｐｌｅｘｎｅｔｗｏｒｋｓ；ｉｎｔｅｒｎｅｔｏｆｔｈｉｎｇｓ；ｓｃａｌｅｆｒｅｅｎｅｔｗｏｒｋ；ｓｍａｌｌｗｏｒｌｄｎｅｔｗｏｒｋ．交通运输工具是物联网中非常重要的一类物杂网络理论来研究交通网络拓扑结构及其特性是理节点，物联网中物理节点的运动模式对物联网先进并且可行的，而其中复杂加权

5、网络可以有效的通信协议和相关服务设计开发具有重要的指导地抽象刻画出实际的交通网络的结构和特性．研［１］意义．要建立交通运输工具的运动模型，首先要究交通网络结构及特性首先需要利用有效的方法了解交通网络的拓扑结构和特性及其相应的交通将交通网络抽象为复杂网络，然后计算分析各类动力学过程．目前已有很多学者对交通网络的结网络的各个特征参数，最后根据特征参数确定网构复杂性和时空复杂性进行了大量的理论研究和络拓扑结构和特性，研究网络的演化过程．［２－１５］仿真模拟，并且获得了很多有价值的成果．而近些年兴起的复杂网络理论为交通网络的研究提１交通网络的抽象供了有力的理论基础和分析手段．一般来说，复杂网

6、络中的节点表示个体或组织，边表示节点之间将交通网络抽象为复杂网络的形式可以利用的联系．复杂网络是大量真实复杂系统的抽象，它统计学、动力学和复杂网络理论对其进行分析研能够刻画复杂系统内部的各种相互作用或关系．究．现今，国内外学者主要研究的交通网络包括航交通网络是一个极复杂的巨系统，在网络的规模空网络，航运网络，公共交通网络及城市道路网和特性等方面都表现出复杂网络的性质．利用复络，其中公共交通网络主要包括铁路网络，地铁网收稿日期２０１２－０８－２０．作者简介于海宁（１９８３－），男，博士研究生，Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｕｈａｉｎｉｎｇ８３＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ．基金项目国家自然科学基金资助项目（６

7、１０７３１９４，６１１７３１４４）．增刊Ⅰ于海宁，等：交通网络拓扑结构及特性研究综述·２７５·络及公交车网络等．不同类型的交通网络各自的集合代表从该节点可以直达无须换乘的所有站点网络特性是什么，它们之间又具有什么共性和区的集合，如图１（ｄ）所示．［２］别？要解决这些问题，首先需要一套合理有效的ｄ．Ｃ－ｓｐａｃｅ方法．在Ｃ－ｓｐａｃｅ图中，节点表方法将交通网络抽象为复杂网络的形式，这些复示交通站点或线路，如果２条交通线路至少经过杂网络是对交通网络的映射，不同