摘 要

目前对船舶网络运输模型的研究，多是基于历史数据的自动生成和对已生成的拓扑网络进行网络性能的评价，在参考文献后发现将网络拓扑与船舶运输网络直接相联系的研究相对较少。而环渤海地区作为中国最为稠密的港口群，海运线路众多且复杂。为了准确直观地得到渤海湾的船舶运输网络模型，加强船舶运输网络的可靠性，确保海上贸易顺利展会，提高航运效率，为航运公司降低成本。本文提出了一种根据船舶轨迹直接图示生成基于拓扑结构的船舶运输网络模型的方法，简要介绍了网络拓扑的相关概念，将网络拓扑的概念运用到船舶运输网络模型的研究上，生成基于拓扑结构的渤海湾船舶运输网络模型，为环渤海地区的船舶运输网络提供新的思路。

关键词：拓扑网络；船舶运输网络；渤海湾

Abstract

At present, the research of ship network transportation model is mostly based on the automatic generation of historical data and the evaluation of the network performance of the generated topology network. There is a lack of research that directly links the network topology with the ship transportation network. The Bohai Rim region, as China's most dense port group, has numerous and complicated shipping routes. In order to obtain the ship transportation network model of Bohai Bay accurately and intuitively, strengthen the reliability of the ship transportation network, ensure the smooth exhibition of maritime trade, improve shipping efficiency, and reduce costs for shipping companies. This paper presents a method to directly generate a topology-based ship transportation network model based on the ship's trajectory, briefly introduces the related concepts of the network topology, and applies the concept of the network topology to the research of the ship transportation network model to generate a topology-based Structure of the Bohai Bay Ship Transportation Network Model. Provide new ideas for the shipping network in the Bohai Rim region.

Key words：Topological network; ship transportation network; Bohai Bay

目 录

第1章 引言 1

第2章 国内外研究现状 2

2.1 拓扑结构 2

2.1.1 网络拓扑 2

2.1.2 最大流最小割定理 5

2.2 网络拓扑在城市规划中的应用 5

2.3 船舶运输网络生成的研究现状 7

第3章 基于拓扑结构的海上交通网络生成 9

3.1 渤海湾海上交通分析 9

3.2 技术路线 10

3.3 生成拓扑网络 11

3.3.1 端点和节点的选取 11

3.3.2 语义路径 12

3.3.3 生成拓扑 13

3.3.4 节点信息 14

3.3.5 重点节点分析 15

第4章 结论与展望 18

4.1 研究结论 18

4.2 研究展望 18

参考文献 19

致 谢 21

第1章 引言

伴随着国家经济贸易的发展，我国港口数量不断增加，航运联系范围不断扩大，航线之间的联系日益紧密，船舶运输网络已经成为航运发展的重要载体，对确保海上贸易顺利进行有着重要意义。而海上贸易带来航运市场繁荣的同时，船舶运输网络派生需求也在增长。为满足航运需求，航线、船舶、港口数量增加，港口地位上升，船舶运输网络越发密集、复杂。中国沿线港口地位不断上升，节点作用越来越明显；如中远海运目前共营运泊位282个，其中集装箱泊位192个，355条航线，其中225条国际航线、44条中国沿海航线，经营的船舶在全球约85个国家和地区的267个港口挂靠。但当航运需求得到满足时航运网络存在的问题也频繁出现，加剧了航运网络的不稳定性，影响了经济贸易运输环境安全，阻碍了沿线经济贸易的正常发展。为了切实有效解决航运网络问题，必须认清这些问题的现状与根源，因此有必要对航运网络状况进行研究。渤海湾作是中国最重要的海湾之一，在渤海的西部，是我国航线的一个重要地区。该地区在陆地交通的开发相对完善，而海上交通的开发还远远不够。区域内具有、烟台等40多个优质港口，海陆空运输设备设施建设完善，陆上线路规划合理，构成了以口岸的海陆空系统交通网络。环渤海地区是物质富饶的经济区域，北京的炼钢产业在向环渤海地区转移，同时油气资源丰富，是我国胜利油田、大港油田的重要能源生产基地。在航运方面，形成了最为密集的港口群，连接了东北，华北和西北地区，是重要的交通枢纽。所以环渤海的交通运输情况是我们关注的重点。但通过调查发现，当前船舶运输网络可靠性较差，一方面表现为由于港口拥堵，压港等港口作业环境问题频现，导致船舶滞留时间增加，班期准时性差，影响整个网络的运输效率。一些重要的节点，水道，往往由多条交通流从不同方向汇集，水域条件复杂，而复杂的船舶运输网络具有拓扑网络结构的特点，目前缺乏基于拓扑结构的船舶运输网络模型研究，现在常见的根据历史自动报告定位数据，特别是根据自动识别系统数据自动生成综合海上交通表示数据量大，可疑点多，缺少精度和粒度，自动生成网络拓扑图难度较大。本文将拓扑网络与船舶运输网络相结合，分析船舶运输网络的拓扑网络结构特点。能够直观的从图示中看出交通流的特点，航线的分布，结构等。更准确地分析环渤海湾的交通运输情况。

第2章 国内外研究现状

2.1 拓扑结构

2.1.1 网络拓扑