生成模拟航空网络

图8-1　网络参数确定窗口

运用复杂网络生成软件，生成模拟的航空网络是进行航班延误扩散研究的基础。

利用Pajek软件生成模拟的航空网络，需要确定的数据分别有：节点的总数目、连边的总数目、节点的平均度值、初始随机网络的节点总数目、任意两个节点连接的概率及无标度的程度。网络参数确定窗口如图8-1所示。

为了使仿真网络的结构最大限度地接近中国航空网络，保障结果的科学性，需要对其参数进行合理设定。

1.模拟网络节点的总数目的确定

模拟网络节点的总数目，即模拟生成的随机网络中应具有的节点总量。对于航空网络而言，节点总数就是机场总数。中国航空网络共有节点204个。通过对中国航空网络的实证研究分析得出，网络中高度值节点数为8，占节点总数的3.9%。为了使模拟网络在高度值区间内至少有一个节点，可计算得出模拟网络应具有26个节点数目。

2.节点的平均度

节点的平均度值，即模拟生成的随机网络中两节点连接的边的数量均值。对于航空网络而言，平均度值就是机场对外连接其他机场直达航线的数量均值。根据中国航空网络实证研究中网络参数相关数据可知，我国航空网络的平均度值为22.84，节点总数是平均度值的8.92倍；据此推算出，模拟航空网络中的平均度为2.91。

3.航线数量的确定(https://www.xing528.com)

航线的总数目，即模拟生成的仿真航空网络中边的数目。模拟网络的边的数量可以通过节点数乘以平均度值获得。模拟网络的节点数目为26，其对应的节点平均度值为2.91，据此可计算得出模拟航空网络航线数目约为38。

4.其他参数的确定

其他参数包括任意两个节点间连接的概率，对于航空网络而言，即任意两个机场开通的直达航线的概率。由上文中国航空网络的实证研究中不同中转次数的城市数量分布可知，最短路径长度为1，无须中转即可到达的城市对有3860对，占中国航空网络城市对组合总数20 706的 18.64%，故模拟网络中该参数应为18.64%。

Alpha值表示无标度的程度，区间在［0，0.5］。通过改变Alpha值可以改变网络的无标度程度，本文根据经验确定为0.25。

根据上述结构，确定模拟网络参数如图8-2所示，运行 Pajek软件生成模拟航空网络模型如图8-3所示。

图8-2　节点为26的网络参数数据

图8-3　节点为26的模拟航空网络模型图