城市公共交通多层网络分析中的朝向与基于矩阵函数的中心性
物理与社会
2022-03-24 v2 数值分析
数值分析
摘要
我们利用多层网络研究城市公共交通系统,其中站点表示为节点,每条线路表示为一层。我们确定并可视化公共交通网络朝向,并将其与德国36座最大城市及18座选定欧洲主要城市的街道网络朝向比较。我们发现德国城市公共交通网络主要朝向接近正东西轴的方向,通常与其对应街道网络两个正交优先方向之一重合。虽然所考察欧洲城市中仅子集呈现此特征,但除一个例外,所有考察的公共交通网络均无明显的类南北向优先朝向。此外,我们研究了近期从单层网络推广至层耦合多层网络的矩阵函数类中心性度量,在我们更通用的城市多层框架中的适用性。基于数值线性代数中高效可扩展方法的数值实验显示出与既往研究一致的有前景结果。中心性度量可深入揭示城市系统几何属性,如主要交通轴空间分布,这是朝向图无法推断的。我们评述了相较现有方法的优势,详述了不同度量与权重模型比较,并给出详细超参数研究。所有结果均以示范性图形表示说明。
引用
@article{arxiv.2107.12695,
title = {Orientations and matrix function-based centralities in multiplex network analysis of urban public transport},
author = {Kai Bergermann and Martin Stoll},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.12695},
year = {2022}
}