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竞争与合作是公交网络普遍存在的属性关系,然而目前仍缺乏成熟的理论去度量这些关系。此外现有的研究均认为竞合关系只存在于空间中相交的线路之间,而实际上,即使两条不相交的线路间也可能存在竞合关系。为了充分挖掘公交网络中的竞合关系,本文基于复杂网络的理论与方法,从站点对间的基本关系出发,构建了公交网络竞合模型,能度量空间任意站点及线路间的竞争与合作关系,并展开了相关的特性分析和公交网络优化研究。主要研究内容和成果包括以下三个部分:(1)考虑了站点的空间特性,融合了步行网络,构建了公交网络新模型。并以哈市公交网络为例详细地分析了新公交网络中的度分布、路径长度、聚类系数以及介数等复杂特性。结果表明,哈市的公交网络中有很多指数、高斯以及幂律等规律,是一个典型的小世界网络。(2)基于K最短路径算法,设计了多路径空间换乘算法,提出了基于站点对的公交竞合网络模型。最后结合哈市的公交网络进行了实例分析。结果表明,合作关系是哈市公交网络中的主导关系。合作强度分布是一种严重的偏态分布,公交网络中合作强度的富人俱乐部现象非常明显。线路间的竞争与合作系数分别呈指数和伽马分布,线路间的竞争差异性与竞争强度基本无关,而与合作强度有明显的幂律规律。(3)为了探究多模式公交网络站点的空间群体特性,提出了站点空间派系的概念,设计了以最少数量的派系去覆盖整个网络的派系划分算法,建立了多模式公交网络站点派系对间的竞合网络模型,并探究了不同模式的子网络间的竞合关系。最后考虑竞合关系,以减小网络换乘次数与均衡网络合作强度为目标,提出了多模式公交网络优化方法,为公交网络整体的优化与布局提供了较宏观的参考与借鉴。以哈市多模式公交网络为例进行了相关的实例分析。综上所述,本文建立了基于站点对的公交竞合网络模型,能度量空间中任意站点及线路间的竞争与合作关系。同时探究了多模式公交网络的站点群体特性,提出了新的公交优化方法,为公交网络的规划与设计提供了参考与借鉴。