不同运输方式下大北极综合交通运输网络特性研究

doi:10.3969/j.issn.1004-9479.2023.07.2021392

摘要/Abstract

摘要：

建立大北极综合交通运输体系对我国制定北极战略制定以及优化与整合交通运输布局有着重要的参考价值。以大北极范围内各国交通枢纽城市为节点，以节点可提供的运输方式为权重构建大北极综合交通网络，并应用复杂网络理论与社会网络分析法，对网络的整体特性以及节点中心性进行分析，并应用TOPSIS法分别计算节点的综合中心度，识别网络中的核心枢纽城市。结果表明：（1）考虑运输方式的大北极综合交通运输网络呈现复杂有序的特点，具有较小的平均路径长度与较大的聚类系数，网络的无标度性明显，其小世界性也已初步展露；（2）上海、巴黎、伦敦的综合中心度排名靠前，其可提供的运输方式丰富，运输线路覆盖率高，在网络中的连通性和枢纽能力优秀，属网络中的骨干枢纽城市；（3）部分枢纽城市可提供的运输方式有局限性，制约了其在大北极综合交通运输网络中的发展势头。

关键词: 大北极, 综合交通运输网络, 复杂网络, 社会网络分析, 网络特性

Abstract:

The comprehensive transportation network of the Pan Arctic is constructed by the nodes of transportation hub cities, and weighted by transportation modes provided by nodes. According to the complex network theory and social network analysis method, the overall characteristics and node centrality in the network are analyzed, and the comprehensive centrality of nodes is calculated by the TOPSIS method to identify the core hub cities in the network. The results show that: (1) Considering the mode of transportation, the Arctic comprehensive transportation network presents the characteristics of complex and orderly, with a small average path length and large clustering coefficient. The scale-free nature of the network is obvious, and its small cosmopolitan nature has been initially revealed; (2) Shanghai, Paris and London are among the top cities in terms of comprehensive centrality. They are the backbone hub cities in the network with rich transportation modes, high coverage of transportation lines, excellent connectivity and hub capacity; (3) There are some limitations in the transportation modes available in some hub cities, which restrict their development momentum in the Arctic comprehensive transportation network.

Key words: Pan Arctic region, comprehensive transportation network, complex network, social network analysis, network characteristics

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图/表 9

表1 大北极综合交通运输网络核心国家

Tab.1 Core countries of comprehensive transportation network of Pan Arctic region

区域	序号	国家	序号	国家	序号	国家
欧洲	1	德国	12	斯洛伐克	23	立陶宛
	2	英国	13	斯洛文尼亚	24	葡萄牙
	3	保加利亚	14	希腊	25	罗马尼亚
	4	爱沙尼亚	15	荷兰	26	比利时
	5	法国	16	爱尔兰	27	意大利
	6	波兰	17	卢森堡	28	瑞士
	7	捷克	18	塞尔维亚	29	西班牙
	8	奥地利	19	白俄罗斯	30	克罗地亚
	9	匈牙利	20	拉脱维亚	31	俄罗斯
	10	芬兰	21	冰岛	32	挪威
	11	丹麦	22	瑞典
亚洲	1	中国	4	土耳其	7	以色列
	2	日本	5	土库曼斯坦	8	阿塞拜疆
	3	韩国	6	哈萨克斯坦
北美洲	1	美国	2	加拿大
非洲	1	突尼斯

图1 大北极综合交通运输网络结构图

Fig.1 Comprehensive transportation network structure of Pan Arctic region

表2 大北极综合交通运输网络基本特性指标

Tab.2 Basic characteristics of the comprehensive transportation network

指标名称	交通运输网络	随机网络
节点数	222	222
边数	5 062	5 062
平均度	41.360	41.360
平均路径长度	2.456	2.658
聚类系数	0.611	0.334

图2 大北极综合交通运输网络节点度分布拟合结果

Fig.2 Fitting results of degree distribution in Pan Arctic comprehensive transportation network

图3 大北极综合交通运输网络度数中心度分析结果

Fig.3 Analysis results of degree centrality of comprehensive transportation network in the Pan Arctic

图4 大北极综合交通运输网络接近中心度分析结果

Fig.4 Analysis results of proximity centrality of comprehensive transportation network in Pan Arctic region

图5 大北极综合交通运输网络特征向量中心度（a）和加权属性中心度分析（b）

Fig.5 Centrality analysis（a） and weighted attribute centrality analysis （b） of comprehensive transportation network in Pan Arctic region

图6 大北极综合交通运输网络综合中心度对比结果

Fig.6 Comparison results of comprehensive centrality of transportation network in Pan Arctic region

图7 大北极综合交通运输网络综合中心度分析结果

Fig.7 Analysis results of comprehensive centrality of comprehensive transportation network in Pan Arctic region

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