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第1章 图与网络1

1.1 图论的基本概念1

1.2 图的矩阵表示2

1.2.1 邻接矩阵2

1.2.2 关联矩阵4

1.2.3 可达矩阵5

1.3 网络的基本静态几何特征5

1.3.1 平均距离6

1.3.2 集聚系数7

1.3.3 度分布8

1.3.4 实际网络的统计特征10

本章小结10

第2章 复杂网络与铁路运输系统11

2.1 复杂网络的概念11

2.1.1 系统和网络11

2.1.2 复杂性12

2.1.3 复杂系统13

2.1.4 复杂网络13

2.2 复杂网络的特性14

2.3 复杂网络模型15

2.3.1 小世界网络模型15

2.3.2 无标度网络模型17

2.3.3 局域世界演化网络模型21

2.3.4 自相似网络模型22

2.3.5 模块性层次网络模型25

2.4 铁路运输系统复杂性分析28

2.4.1 铁路运输系统的系统类型28

2.4.2 铁路运输系统构成的复杂性29

2.4.3 铁路运输系统边界的复杂性29

2.4.4 铁路运输系统的功能与行为30

2.4.5 铁路运输系统的演化与重构30

本章小结31

第3章 列车服务网络构建与鲁棒特性分析32

3.1 列车服务网络的构建32

3.2 列车服务网络的小世界模型34

3.3 列车服务网络的无标度性34

3.4 简单算例36

3.5 中国铁路列车服务网络实际指标计算及分析38

本章小结39

第4章 列车服务网络脆弱性40

4.1 列车服务网络演变的负荷-容量模型40

4.1.1 列车服务网络模型41

4.1.2 列车流负荷-容量模型41

4.2 列车服务网络节点负荷分析42

4.3 列车服务网络演变算例分析42

本章小结43

第5章 列车服务网络可控性44

5.1 线性网络可控性45

5.2 列车服务网络的可控性模型46

5.2.1 列车服务网络可控性分析的LB模型46

5.2.2 简单算例46

5.2.3 列车服务网络可控性分析的改进LB模型49

5.3 实证分析50

本章小结53

第6章 列车服务网络优化55

6.1 突发事件对列车服务网络的影响55

6.1.1 铁路站点的暂停使用在列车服务网络中的反映56

6.1.2 铁路线路的暂停使用在列车服务网络中的反映57

6.2 列车服务网络优化模型57

6.3 列车服务网络优化模型求解59

6.3.1 模型求解过程概述59

6.3.2 模型求解算例分析59

6.4 实例计算研究64

6.4.1 计算实例资料64

6.4.2 实例的服务网络建立及各指标计算67

6.4.3 实例的计算结果综合分析75

本章小结76

第7章 列车服务网络映射78

7.1 复杂网络映射列车开行方案流程78

7.2 列车服务网络模型建立79

7.2.1 车流网络模型基本假设79

7.2.2 网络模型举例79

7.3 开行方案的映射过程81

7.3.1 开行方案映射过程指标选取81

7.3.2 开行方案的具体映射过程81

7.4 实例映射开行方案83

7.4.1 实例资料83

7.4.2 实例的列车服务网络建立86

7.4.3 实例开行方案的具体映射过程87

7.4.4 实例的映射结果综合分析评价95

本章小结97

第8章 基于复杂网络的旅客列车开行方案评价99

8.1 开行方案的评价流程99

8.2 基于复杂网络的开行方案评价指标体系100

8.2.1 旅客在站的出行度101

8.2.2 旅客的换乘次数与旅行时间101

8.2.3 站点的聚集性102

8.3 实例计算评价103

8.3.1 计算实例资料103

8.3.2 实例的列车服务网络建立107

8.3.3 实例各个指标计算评价108

8.3.4 实例的计算结果综合分析评价120

本章小结121

第9章 列车运行图稳定性优化123

9.1 列车运行图稳定性概述123

9.1.1 列车运行图稳定性定义123

9.1.2 路网结构描述125

9.2 列车运行图稳定性要素分析126

9.3 缓冲时间130

9.3.1 缓冲时间的定义130

9.3.2 缓冲时间的分类130

9.3.3 缓冲时间的设置原则131

9.3.4 缓冲时间的取值研究132

9.4 列车运行图稳定性优化模型134

9.4.1 上层规划——列车服务网络结构稳定性优化模型134

9.4.2 下层规划——列车运行图参数稳定性优化模型136

9.5 路网的稳定性优化实证分析137

9.5.1 路网层次的列车服务网络结构稳定性优化137

9.5.2 调度区段层次的列车运行图参数稳定性优化139

本章小结152

第10章 列车运行图稳定性评估153

10.1 列车运行图稳定性评估相关研究153

10.2 列车运行图稳定性内外部影响因素155

10.2.1 列车运行图稳定性的外部影响因素155

10.2.2 列车运行图稳定性的内部影响因素156

10.3 列车运行图稳定性评估模型157

10.3.1 信息熵157

10.3.2 运行图信息熵157

10.3.3 列车运行图稳定性信息熵的公式化158

10.3.4 运行图稳定性值158

10.4 实证分析158

10.4.1 运行图稳定性外部指数158

10.4.2 运行图稳定性内部指数160

10.4.3 算例分析160

本章小结161

第11章 列车运行仿真与列车运行图稳定性优化162

11.1 引言162

11.2 混合时间事件图162

11.3 混合时间事件图的路网列车运行仿真163

11.3.1 基本模型163

11.3.2 列车运行约束163

11.4 路网列车时刻表稳定性定义和优化164

11.5 路网列车运行仿真系统构建165

11.5.1 系统总网模型166

11.5.2 列车追踪子网模型168

11.5.3 车站子网模型169

11.5.4 车站到发线子网模型171

11.5.5 突发事件子网模型172

11.6 案例分析173

本章小结175

第12章 列车流混沌特性分析176

12.1 引言176

12.2 移动闭塞模式178

12.2.1 列车定位178

12.2.2 安全距离178

12.2.3 目标点179

12.2.4 移动闭塞特点180

12.3 移动闭塞模式下列车运行仿真模型181

12.3.1 元胞自动机181

12.3.2 移动闭塞模式下列车运行元胞自动及模型的改进182

12.4 实例仿真184

本章小结187

参考文献189

附录194

附录1194

附录2209