基于物流節(jié)點(diǎn)吸引力的城市貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)演化willal背景綜述研究背景、目的和意義、研究現(xiàn)狀綜述內(nèi)容概述主要內(nèi)容和技術(shù)路線模型建立物流節(jié)點(diǎn)吸引力模型空間引力模型

網(wǎng)絡(luò)演化模型實(shí)際算例武漢市貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)演化算例分析優(yōu)化演化過程分析網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化分析背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化物流園區(qū)

為實(shí)現(xiàn)物流設(shè)施集約化和物流運(yùn)作共同化，或出于城市物流設(shè)施空間布局合理化的目的而在城市周邊等各區(qū)域，集中建設(shè)的物流設(shè)施群與眾多物流業(yè)者在地域上的物理集結(jié)地。物流中心配送中心物流園區(qū)物流中心配送中心從事物流活動(dòng)的場(chǎng)所或組織，主要面向社會(huì)服務(wù)；物流功能健全；完善的信息網(wǎng)絡(luò)；輻射范圍大；少品種、大批量；存儲(chǔ)/吞吐能力強(qiáng)；物流業(yè)務(wù)統(tǒng)一經(jīng)營、管理。從事配送業(yè)務(wù)的物流場(chǎng)所或組織，主要為特定的用戶服務(wù)；配送功能健全；完善的信息網(wǎng)絡(luò)；輻射范圍小；多品種、小批量；以配送為主，儲(chǔ)存為輔。背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化結(jié)構(gòu)化的需求——網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)化(上)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)輸（下左）經(jīng)物流節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)（下右）合理的城市貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)：在滿足貨運(yùn)需求的同時(shí)降低對(duì)城市交通運(yùn)行的不良影響；滿足不同層次的貨運(yùn)需求，提供多樣化的貨運(yùn)服務(wù)；降低貨運(yùn)過程中的能源消耗和碳排放；提升城市的經(jīng)濟(jì)、貿(mào)易影響力。不斷增長的貨運(yùn)需求持續(xù)發(fā)展的城市經(jīng)濟(jì)背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化節(jié)點(diǎn)吸引力在網(wǎng)絡(luò)演化中的作用：吸引新節(jié)點(diǎn)與之建立連接關(guān)系網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化節(jié)點(diǎn)作用的范圍變化背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化節(jié)點(diǎn)吸引力研究的兩種進(jìn)路：對(duì)節(jié)點(diǎn)間連接的分析（attachment）對(duì)節(jié)點(diǎn)作用區(qū)域的分析（catchment）節(jié)點(diǎn)吸引力的兩種作用模式：節(jié)點(diǎn)相互連接（link）吸引域的覆蓋（area）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究節(jié)點(diǎn)選址研究背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)演化過程中，節(jié)點(diǎn)吸引力連接的演化和節(jié)點(diǎn)吸引力區(qū)域的演化研究的核心問題：物流節(jié)點(diǎn)吸引力的定義和測(cè)度；演化模型（網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)演化規(guī)則）的建立；演化過程可視化的實(shí)現(xiàn)；演化過程的分析。背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化1.物流節(jié)點(diǎn)吸引力的定義和測(cè)度？

節(jié)點(diǎn)吸引力測(cè)度吸引力較強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)吸引力構(gòu)成

AttractionOR

Gravity物流節(jié)點(diǎn)吸引力節(jié)點(diǎn)初始吸引力節(jié)點(diǎn)的“先天”條件演化過程中吸引力的增長節(jié)點(diǎn)的“后天”成長與較多的節(jié)點(diǎn)建立連接節(jié)點(diǎn)度較高連接增長的速度較高度的變化率較高演化表現(xiàn)AHP法

偏好連接規(guī)則Πn→i背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化物流節(jié)點(diǎn)吸引力的定義：

物流節(jié)點(diǎn)通過其自身的功能和規(guī)模的相對(duì)優(yōu)勢(shì)，吸引網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)（貨運(yùn)集散點(diǎn)、起訖點(diǎn)）與之建立連接關(guān)系，并產(chǎn)生貨物流動(dòng)的能力。與之相連的節(jié)點(diǎn)數(shù)的多少；與之產(chǎn)生的貨物流量的大小。與之連接的節(jié)點(diǎn)數(shù)的增長率；與之產(chǎn)生的貨物流量的增長率。也就相當(dāng)于靜態(tài)角度下兩個(gè)方面的數(shù)量分別對(duì)時(shí)間微分。動(dòng)態(tài)角度靜態(tài)角度物流節(jié)點(diǎn)吸引力強(qiáng)弱的體現(xiàn)城市貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)可以抽象為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)圖。在網(wǎng)絡(luò)圖中，每個(gè)物流節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的度，這些節(jié)點(diǎn)的度一起構(gòu)成了一個(gè)標(biāo)量場(chǎng)。如果將物流節(jié)點(diǎn)相互連接的無向線段換為有向線段，方向指向其度最高的鄰居節(jié)點(diǎn)（沿這個(gè)方向節(jié)點(diǎn)的度的變化最大），那么，這個(gè)物流節(jié)點(diǎn)的度的標(biāo)量場(chǎng)就變成了一個(gè)梯度網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)樘荻鹊亩x是：標(biāo)量場(chǎng)f中一點(diǎn)處存在一個(gè)矢量G，G的方向?yàn)閒在該點(diǎn)處變化率最大的方向，則G就稱為f的梯度，記為背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化物流節(jié)點(diǎn)初始吸引力測(cè)度相關(guān)指標(biāo)選取已有研究表明，影響物流節(jié)點(diǎn)吸引力的因素包括[22]：工商業(yè)發(fā)展水平可采用物流節(jié)點(diǎn)所在行政區(qū)的規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)數(shù)和社會(huì)消費(fèi)品零售總額加以衡量。依托的交通設(shè)施不同，相同時(shí)間內(nèi)可以達(dá)到的范圍的大小不同，節(jié)點(diǎn)之間的相對(duì)臨近程度就不同。用地條件建設(shè)需要占用土地，土地的價(jià)格和大面積土地的可獲得性直接影響物流節(jié)點(diǎn)的規(guī)模大小。貨運(yùn)需求大小物流節(jié)點(diǎn)的等級(jí)高等級(jí)物流節(jié)點(diǎn)包含低等級(jí)的物流節(jié)點(diǎn)的功能，并有更高級(jí)的功能，能提供物流服務(wù)范圍也更大。物流節(jié)點(diǎn)間的相似度當(dāng)服務(wù)多種貨物的運(yùn)輸，當(dāng)它們的貨運(yùn)種類有重疊時(shí)，認(rèn)為這兩個(gè)貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)相似，否則不相似?？刹捎秘涍\(yùn)需求集中度（或貨運(yùn)集散地臨近度）和相關(guān)行業(yè)兩個(gè)指標(biāo)來測(cè)度。交通基礎(chǔ)設(shè)施水平背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化建立層次指標(biāo)體系構(gòu)建判斷矩陣一致性檢驗(yàn)各指標(biāo)影響權(quán)重計(jì)算AHP法計(jì)算物流節(jié)點(diǎn)初始吸引力背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化建立層次指標(biāo)體系構(gòu)建判斷矩陣一致性檢驗(yàn)各指標(biāo)影響權(quán)重計(jì)算AHP法計(jì)算物流節(jié)點(diǎn)初始吸引力背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化建立層次指標(biāo)體系構(gòu)建判斷矩陣一致性檢驗(yàn)各指標(biāo)影響權(quán)重計(jì)算AHP法計(jì)算物流節(jié)點(diǎn)初始吸引力背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化建立層次指標(biāo)體系構(gòu)建判斷矩陣一致性檢驗(yàn)各指標(biāo)影響權(quán)重計(jì)算AHP法計(jì)算物流節(jié)點(diǎn)初始吸引力背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化

假設(shè)物流節(jié)點(diǎn)i所處的行政區(qū)內(nèi)規(guī)模以上的工商業(yè)企業(yè)數(shù)為ni家，社會(huì)消費(fèi)品零售額為pi，貨運(yùn)量oi，貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量qi，道路里程為li；全市規(guī)模以上的工商業(yè)企業(yè)數(shù)為n家，社會(huì)消費(fèi)品零售額為p，貨運(yùn)量o，貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量q，道路里程為l。此外，物流節(jié)點(diǎn)i的貨運(yùn)需求集中度評(píng)分為ri，相關(guān)行業(yè)評(píng)分zi，基礎(chǔ)設(shè)施臨近性評(píng)分ti，用地條件評(píng)分ui，物流節(jié)點(diǎn)等級(jí)評(píng)分vi；所有節(jié)點(diǎn)的這五項(xiàng)評(píng)分的和分別為r，z，t，u，v。從而得到一個(gè)評(píng)分向量，其中每個(gè)元素都為節(jié)點(diǎn)i本項(xiàng)指標(biāo)評(píng)分占所有節(jié)點(diǎn)該項(xiàng)總評(píng)分的比例：

各指標(biāo)影響權(quán)重向量為:W=(0.0505,0.0505,0.0632,0.0632,0.0352,0.0144,0.0660,0.0220,0.0320,0.6030)，

從而，物流節(jié)點(diǎn)i的初始吸引力強(qiáng)度為：AHP法計(jì)算物流節(jié)點(diǎn)初始吸引力背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化類別物理學(xué)引力模型地理學(xué)引力模型標(biāo)準(zhǔn)模型T=GMmd-bT=GTiTjd-b異化形式無Iij=GTiTje-bd冪指數(shù)（b）b=2b∈(0,3]比例系數(shù)（G）G=6.67×10-11m3s-2無確定值質(zhì)量M、m分別代表兩個(gè)物體的質(zhì)量（通常不隨時(shí)間變化）Ti、Tj分別為i、j兩要素的規(guī)模（大部分文獻(xiàn)中取為節(jié)點(diǎn)貨運(yùn)量，隨時(shí)間變化）距離（d）兩物體重心間的距離（歐氏距離）兩要素間的距離（歐氏距離或交通距離）相互作用同時(shí)性時(shí)滯性作用與反作用對(duì)稱不對(duì)稱適用范圍普世不普世物理學(xué)引力模型和地理學(xué)引力模型的比較背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化引力模型（網(wǎng)絡(luò)演化規(guī)則中空間距離作用的體現(xiàn)）引力模型的一般形式：冪型：F[dE(i,j)]=dij-σ指數(shù)型：F[dE(i,j)]=exp(-dij/κ)（冪與指數(shù)）復(fù)合型：F[dE(i,j)]=dij-σ·exp(-dij/κ)半鐘形：F[dE(i,j)]=

(a+bdij-σ)-1

背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化權(quán)重更新增長初始狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)演化模型（網(wǎng)絡(luò)演化規(guī)則的確定）初始狀態(tài)：1.原始節(jié)點(diǎn)數(shù)目；2.原始節(jié)點(diǎn)之間的連接方式。增長：1.節(jié)點(diǎn)數(shù)目增長；2.節(jié)點(diǎn)之間連接的增長→偏好連接規(guī)則的確定權(quán)重更新：1.節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度的更新；2.節(jié)點(diǎn)i的相鄰邊的權(quán)重變化背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化初始狀態(tài)增長權(quán)重動(dòng)態(tài)BBV模型N0個(gè)節(jié)點(diǎn)被給定權(quán)重w0的邊相互連接，時(shí)間每增長一個(gè)步長，網(wǎng)絡(luò)新增一個(gè)節(jié)點(diǎn)n。新增節(jié)點(diǎn)與現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)中強(qiáng)度較大的m個(gè)節(jié)點(diǎn)連接，新增連接的邊權(quán)是w0。節(jié)點(diǎn)i被選中與新增節(jié)點(diǎn)n連接的概率為：新增連接將會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)交通量的變化。為了簡(jiǎn)化這一交通量重分配過程，認(rèn)為重分配僅發(fā)生在節(jié)點(diǎn)i與其鄰居節(jié)點(diǎn)j??(i)的連線上：設(shè)由新增連接所帶來的交通量的總增長為δi，引起的其它邊的權(quán)重變化量與這些邊自身的權(quán)重成正比：這一規(guī)則導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)i的強(qiáng)度增長了δi+w0，也就是si→si+δi+w0。當(dāng)權(quán)重更新后，增長機(jī)制也就完成了一次迭代。背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化BBV模型與本文需要的演化模型的設(shè)定有以下幾點(diǎn)不同：1.BBV模型中未體現(xiàn)空間網(wǎng)絡(luò)的特征，距離因素未被考慮。

2.BBV模型中初始狀態(tài)設(shè)定為N0個(gè)節(jié)點(diǎn)以等權(quán)重w0的邊相互連接的全耦合網(wǎng)絡(luò)。3.BBV模型中未體現(xiàn)節(jié)點(diǎn)吸引力在演化中的作用。4.BBV模型中所有節(jié)點(diǎn)的初始狀態(tài)都是相同的，不能體現(xiàn)節(jié)點(diǎn)初始吸引力的異質(zhì)性。

因此，為得到符合城市貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)演化特征的模型，需要對(duì)BBV模型進(jìn)行改進(jìn)。背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化基于物流節(jié)點(diǎn)吸引力的演化模型在t=0時(shí)，從備選的物流節(jié)點(diǎn)集中隨機(jī)選擇一個(gè)坐標(biāo)對(duì)（x,y），記為（x0,y0），為節(jié)點(diǎn)m0的相應(yīng)坐標(biāo)。因?yàn)槊總€(gè)物流節(jié)點(diǎn)有其相對(duì)應(yīng)的一系列信息，當(dāng)選定了節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)(x,y)后，就可以由3.2.3節(jié)計(jì)算方法得到物流節(jié)點(diǎn)的初始強(qiáng)度s0：背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化基于物流節(jié)點(diǎn)吸引力的演化模型t=t+1，從備選物流節(jié)點(diǎn)集中隨機(jī)選取一個(gè)坐標(biāo)對(duì)（xt,yt），為新建物流節(jié)點(diǎn)n，新節(jié)點(diǎn)n在原有的m個(gè)節(jié)點(diǎn)中選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)i連接，邊的權(quán)重為w0，節(jié)點(diǎn)n與i連接的概率同時(shí)受節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度、吸引力、距離因素影響，新建物流節(jié)點(diǎn)與原有物流節(jié)點(diǎn)i連接的概率為：背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化基于物流節(jié)點(diǎn)吸引力的演化模型時(shí)間每增長一個(gè)步長，新加入的邊(n,i)均被賦予權(quán)值w0。假設(shè)新加入的邊(n,i)只會(huì)局部地引起i與它的鄰居節(jié)點(diǎn)j??(i)的邊權(quán)值的動(dòng)態(tài)調(diào)整。調(diào)整按照如下規(guī)則進(jìn)行：背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化武漢市共有物流園區(qū)7個(gè)，物流中心28個(gè)，合計(jì)為35個(gè)節(jié)點(diǎn)。采集地理坐標(biāo)和其它信息，ArcGIS繪制節(jié)點(diǎn)交互式地理信息圖背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化4.可視化的實(shí)現(xiàn)？背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化演化過程的動(dòng)態(tài)可視化子目標(biāo)：在地理空間中的可視化子方案：總方案：背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化在NetBeansIDE7.3平臺(tái)上導(dǎo)入it.uniroma1.dis.wsngroup.gexf4j.core.、java.io等包，構(gòu)建Gephi的交互和開發(fā)平臺(tái)，并使用Java編程，建立演化模型，模擬城市貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)演化將NetBeans中生成的演化過程和結(jié)果生成為gexf文件，在Gephi中實(shí)現(xiàn)演化過程可視化為gephi編寫一個(gè)插件，將Gephi生成的可視化結(jié)果生成為shp文件，導(dǎo)入ArcGIS，實(shí)現(xiàn)可視化結(jié)果在地理空間中的可視化背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化武漢市貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)演化結(jié)果

背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化圖

4?4網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（n）的度（k）的大小背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化通過計(jì)算，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度分布符合冪律分布。這表明，由本文所建立的空間加權(quán)網(wǎng)絡(luò)的演化模型是一個(gè)無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)模型。符合貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的軸輻式特征。圖4-5網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度分布背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化

比較節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度和節(jié)點(diǎn)度可以發(fā)現(xiàn)，節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度之間的異質(zhì)性更明顯，節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度和節(jié)點(diǎn)度的分布并不完全一致，節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度增長的幅度差別較大，其中5號(hào)節(jié)點(diǎn)東西湖綜合物流園、22號(hào)節(jié)龍陽大道汽車物流中心的強(qiáng)度增長幅度為最大（10.592倍）和次大（9.586倍），這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間都比較早，節(jié)點(diǎn)相對(duì)獲得了較多的強(qiáng)度增長機(jī)會(huì)，但是，這并不能完全解釋節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度的快速增長，例如，2號(hào)節(jié)點(diǎn)天河空港綜合物流園、3號(hào)節(jié)點(diǎn)陽邏港綜合物流園，雖然加入網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間較早，但是節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度增長遠(yuǎn)低于5號(hào)和22號(hào)節(jié)點(diǎn)。背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化

網(wǎng)絡(luò)連接間的距離主要集中分布于30km以下，超過30km的連接僅占所有連接的9.09%。而0~20km內(nèi)的連接的占到所有連接的78.8%，其中，10km以內(nèi)的連接在所有連接中所占的比例高，達(dá)46.5%，接近一半。演化所示結(jié)果也體現(xiàn)了距離衰減作用。圖5-1節(jié)點(diǎn)間連接的距離的分組統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)類型示意圖節(jié)點(diǎn)數(shù)邊數(shù)平均路徑長度網(wǎng)絡(luò)效率鏈狀網(wǎng)絡(luò)13124.6670.214環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)13133.5000.286星型網(wǎng)絡(luò)（單樞紐）13121.8460.542二樞紐軸輻式網(wǎng)絡(luò)13122.2310.448三樞紐軸輻式網(wǎng)絡(luò)13122.5130.398四樞紐軸輻式網(wǎng)絡(luò)13122.7690.361背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化表52不同結(jié)構(gòu)類型的網(wǎng)絡(luò)比較對(duì)于權(quán)重網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)成本可以定義為：背景綜述內(nèi)容概述模型建立實(shí)際算例分析優(yōu)化總體來說，軸輻式網(wǎng)