地理学多视角研究方法——Braess网络车流分配过程的理论分析与数值计算

对复杂的地理系统采用多种方法从不同的视角开展分析,可以降低错误结论的概率。本文以Braess交通网络为例,提出一个地理系统多视角分析的研究案例。首先借助La氏乘数法预测奇对称Braess网络的车流优化分配的结果。然后采用数值计算和模拟方法论证,在该网络中,车流会通过自组织过程自动向着优化分配的方向演化,并且利用Markov链预测各个阶段的车流分配数值。最后借助最大熵原理从理论上证明,上述最优化过程的本质是地理系统的熵最大化;运用对偶规划和对称思想揭示,熵最大化的实质是车流运行的耗时总量最小。不同的方法给出的结果殊途同归、互相印证。这一套研究方法可以推广到多维不对称的交通网络,进而推广应用于地理学其他方面的理论分析和应用研究。