随着城市经济的快速发展,汽车保有量也急剧上升,使得交通拥堵问题日益严重。由于城市交通网络是一个复杂且多变的大型网络,直接对整个网络进行协调控制十分困难。因此,将网络划分为若干个控制子区,通过对每个控制子区进行交通协调控制,降低运算时间成本,提高区域控制效益。针对当前划分指标和划分方法的不足,本论文提出了一种基于改进标签传播算法的控制子区动态划分方法,在划分过程中考虑交叉口的关联性构建基于关联度模型的划分指标以及交叉口在城市交通网络重要性作为搜索顺序,实现交通网络的控制子区动态划分。在城市交通网络的交通流运行特性分析方面,本论文基于悉尼自适应交通控制系统(Sydney Coordinated Adaptive Traffic System,简称SCATS)的检测器获取交叉口进口道的交通数据,通过对交通流在时空间上进行运行特性分析,得到相邻交叉口存在一定的关联性的结论,为下文控制子区划分提供了理论基础。在城市交通网络节点重要度评估方面,本论文综合考虑城市交通网络的复杂网络特性和交通流运行特性,构建节点重要度评估识别指标体系。然后分析多种客观赋权法对确定识别指标权重的优劣,最后用优劣解距离法(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution,简称TOPSIS)对节点进行重要度评估。在城市交通网络的控制子区动态划分方面,本论文考虑流量、距离、周期时长、行程时间和路段密度等因素,借鉴流量关联度、周期关联度以及密度关联度,构建相邻交叉口关联度模型。然后在交叉口的重要度的基础上,提出一种改进标签传播算法的控制子区动态划分方法。本论文选取杭州市西湖区的部分区域作为研究对象,对基于改进标签传播算法的控制子区动态划分方法进行评估。将现阶段常见的合并指数算法作为对比实验算法,并通过模块度评价指标和区域协调控制效益对不同方法进行评价。结果显示,本论文提出的控制子区动态划分方法能够将交通网络中关联性密切的交叉口和路段合理有效的划分到同一个控制子区,同时划分结果能够在一定程度上提升区域协调控制效益。
随着互联网的发展,人与人之间的联系越来越密切,所形成的网络也越错综繁杂。直接对其进行分析往往具有一定难度,而社团作为它的一个重要属性,能帮助我们认识网络的拓扑和层次结构,预测网络的变化趋势,找到网络中蕴藏的规律特征。社会网络的社团结构涉及到多个学科,在许多领域都有很好的应用前景,引起了国内外学者的广泛关注,近几年来已出现了许多经典的社团发现算法,但是如何降低算法的时间复杂度、提高算法的准确度和稳定性仍是有待解决的问题。本文以无向无权网络的非重叠社团发现问题作为研究对象,以提高划分结果准确度、降低时间复杂度和增加算法稳定性为目标,重点分析了一些经典的社团发现算法,针对聚类算法和标签传播算法的不足之处,设计了两种改进算法,分别是基于节点相似度的社团发现算法(Community Detection Algorithm Based On Node Similarity,NSCDA)和基于标签权重系数的社团发现算法(Community Detection Algorithm Based On Label Weight Coefficient,LWC)。NSCDA算法在聚类算法K-Means的基础上,改进了k个初始点的选择方式,使这k个节点大于平均节点度并且彼此相似度较小;设计了新的节点相似度计算公式代替欧氏距离;依据节点与社团的平均相似度,将节点依次归入到与其平均相似度最大的社团中,得到最终的划分结果。理论分析和在人工合成网络、真实社会网络数据集上的实验结果表明了NSCDA算法的可行性,而且与其他经典算法相比具有较高的准确度和时间效率。为了解决标签传播算法稳定性差、划分结果准确度低的问题,LWC算法按照节点度由大到小的顺序进行标签更新;引入标签权重系数的概念,使节点能根据节点之间的局部相似度和邻居节点的度有针对性地选择邻居节点的标签;引入标签连接度函数的概念,避免遇到多个候选标签时的随机选择。人工合成网络以及真实社会网络数据集上的实验结果均表明LWC算法得到的结果不仅准确率高,而且稳定性好。综上所述,本文对社会网络的社团划分算法的研究具有一定的理论性和应用价值,所设计的算法不仅提高了准确度和划分效率,而且划分结果稳定,可用于真实社会网络的场景中。
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