运输网络增长中直接性与覆盖率之间的权衡

在设计空间网络（如运输网络）时，常见的问题是如何最佳地通过一组链接连接一组位置。在实践中，对于在增长过程中实现网络早期功能的排序至关重要，例如自行车网络。然而，尚不清楚如何通过不同的增长过程实现这种早期功能结构。本文系统研究了连通平面网络的增长，量化 growing network 结构的功能。我们比较了随机增长与各种贪心和人类设计的、手动的增长策略。我们通过 directness 和 coverage 等基本性能指标评估结果，发现其之间存在非平凡的权衡。手动策略在两个指标上均优于贪心策略，而随机策略表现最差且不太可能是帕累托有效的。基于中心性的贪心策略在 directness 上表现最佳，但在 coverage 上不如随机策略；而基于覆盖率的贪心策略可快速实现最大全局覆盖，但在 directness 上不如随机策略。基于 directness 的贪心策略会陷入局部最优陷阱。这些结果对多种理想化城市运输网络拓扑结构均适用。我们的见解对于链接顺序至关重要的应用场景（如城市或区域运输网络设计）具有重要意义。