基于 k-壳分解的集装箱海运网络度分布研究
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中图法分类号 ： Ｕ６ ９ ５ ． ２ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ３ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ５ － ３ ８ ４ ４ ． ２ ０ １ ４ ． ０ １ ． ０ ０ ６
０ 引
言
分 布特 性 ． 本文运用 ｋ 一 壳分解法 （ ｋ — ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ ｄ ｅ ｃ ｏ ｍ— ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ） 研究 东 亚 区域 集 装 箱 海运 网络 ， 得 出不 同于 以往 的 网络 分 布特性 ， 并 分析其 原 因．
大 的结论 ； 王 成 金＿ ４ 剖 析 了 全球 集 装 箱 航 运 组 织
网络 的空 间格 局 和 主 要 港 口的集 装 箱 组 织 能 力 ； 陈关 荣 介 绍 了 近 年来 复杂 网络 研 究 新 领 域 ； 覃 森 等 ］ 对 节 点 数 固 定 的复 杂 网 络 进 行 了初 步 探
１ 复 杂 网络 基 本 理 论 概 述
近 １ ０ ａ 来， 复杂 网络 理论 研 究取 得 了巨 大进
展 。 ， 形 成 庞大 的体 系． 在 此 仅 选取 与 本研 究 相
关 的基 本 理论进 行介 绍．
１ ． １ 网 络 模 型
复杂 网络研 究 涉及 的 网络模 型包括 全局 耦合 网络模 型 、 最近 邻耦 合 网络模 型 、 星形耦 合 网络模 型、 随机 图模 型 、 配置模型 、 Ｂ Ａ 无 标 度 网络 模 型 等， 其 中全 局耦 合 网 络模 型 和星 形 耦 合 网 络模 型 与本研 究 直接相 关 ． １ ）全局 耦 合 网络 如果 一 个 网络 中任 意 ２
个 节点 之 间都 有边 直接 相 连 ， 那 么 就 称 该 网 络 为
一
及 其 动力 学行 为进 行 了深 入 探 讨 ； 武 佩 剑 等 验
证 了集装 箱 海 运 网 络 的小 世 界 特 性 和 无 标 度 特 性， 得 出度 较 大 的节 点 对 集 装 箱 海运 网络 影 响较
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － １ １ 一 Ｏ ６ 王杰 （ １ ９ ６ ２ 一） ： 男， 工学博士 ， 教授 ， 博 士生导师， 主 要研 究 领 域 为交 通 企 业 管 理 国家 社 会 科 学 基 金 项 目 （ 批准号 ： ０ ９ Ｂ Ｊ Ｉ ０ ６ ３ ） 、 教 育 部 哲 学 社 会 科 学 研 究 重 大 课 题 攻 关 项 目（ 批准号 ： １ １ Ｊ Ｚ Ｄ ０ ４ ９ ） 资 助
讨．
个全 局耦 合 网络 ， 简称 全耦 合 网络 ， 见图 １ ． ２ ）星 形耦 合 网 络 如果 一 个 网络 有且 仅有
一
Βιβλιοθήκη Baidu
个 中心 节点 ， 其 余 的节 点都 只 与这 个 中心 节 点
连接 ， 而他 们彼 此 之间不 连 接 ， 那 么称该 网络 为 星 综之 ， 以往 研 究 多认 为 海 运 网络 具 有 无 标 度
目前 ， 针对 海 运 网络 的 复 杂性 研 究 尚处 于 起 步 阶段． Ｆ ｒ ｅ ｍｏ ｎ ｔ ［ １ 以 马 士 基 班 轮 公 司 的数 据 为 例， 构 建 了全 球海 运 网络 ， 对 其 航 线结 构 、 港 口情 况 及 发展 演变 趋 势 进 行 了详 细 分 析 ； 熊 文 海＿ ２ 从 复杂 网络 理论 出发 ， 对 世 界 海 运 网 络 的结 构 特 性
Ｖｏ１ ． ３８ Ｎｏ ．１ Ｆｅ ｂ ．２ Ｏ１ ４
基于 ｋ 一 壳 分 解 的集 装 箱 海 运 网络 度分 布研 究 ＊
王 杰 王 晓斌
（ 大 连 海 事 大 学 交 通 运 输 管 理 学 院 大 连 １ １ ６ ０ ２ ６ ）
摘要： 运 用 复 杂 网 络理 论 ， 研 究 集 装 箱 海 运 网络 度 分 布情 况 ． 以往 研 究 中 多认 为 海 运 网 络 节 点 度 分 布具 有 无标 度 特 性 ， 文 中基 于 ｋ 一 壳分解法获得不 同层 次的东亚 区域集 装箱 海运拓 扑网络 ， 并 计 算 出不同层次网络的节点度分布 ； 通 过 分 析 不 同层 次 网 络 的 节 点 度 分 布 情 况 ， 发 现 东 亚 区 域 集 装 箱 海 运 网 络 存 在 明 显 的度 值 分 层 ， 并在双对 数坐标 下不存 在显著 负相关 性． 鉴 于 幂 律 分 布 是 惟 一 满 足 无标 度 特 性 的 分 布 形 式 ， 且 实 证 网 络 中 不 同 层 次 节 点 度 分 布 图 均 明 显 存 在 不 符 合 幂 律 分 布 的 迹 象， 可 见 东 亚 区域 集 装 箱海 运 网 络 分 布 不 具 备 无 标 度 特 性 ， 并 提 出 造 成 这 种 状 况 的原 因． 关键词 ： 水路运输 ； ｋ壳 分 解 ； 海运 网络 ； 度分布 ； 集 装箱运输 ； 东 亚
第 ３ ８卷 第 １期 ２ ０ １ ４年 Ｏ ２月
武 汉理 工大 学学 报 （ 交通科 学 与工 程版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
（ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ＆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ）
海运 网络 是 一 个 综 合 、 开放、 动 态 的 复 杂 系 统， 以往相 关研 究 主要集 中在 图论 、 分 形理 论 等方 法上 ， 主要 围绕 海 运 网络 的空 间组 织 与优 化 、 经济 效 率 等进 行分 析 ， 缺乏其 整 体性 和规模 性 的研 究． 复杂 网络 理论 对此 提供 了新 的重 要思 路．
形耦合 网络 ， 见图 ２ ．
・
２ ６ ・
武汉理工大学学报 （ 交 通科 学 与 工 程 版 ）
０ 引
言
分 布特 性 ． 本文运用 ｋ 一 壳分解法 （ ｋ — ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ ｄ ｅ ｃ ｏ ｍ— ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ） 研究 东 亚 区域 集 装 箱 海运 网络 ， 得 出不 同于 以往 的 网络 分 布特性 ， 并 分析其 原 因．
大 的结论 ； 王 成 金＿ ４ 剖 析 了 全球 集 装 箱 航 运 组 织
网络 的空 间格 局 和 主 要 港 口的集 装 箱 组 织 能 力 ； 陈关 荣 介 绍 了 近 年来 复杂 网络 研 究 新 领 域 ； 覃 森 等 ］ 对 节 点 数 固 定 的复 杂 网 络 进 行 了初 步 探
１ 复 杂 网络 基 本 理 论 概 述
近 １ ０ ａ 来， 复杂 网络 理论 研 究取 得 了巨 大进
展 。 ， 形 成 庞大 的体 系． 在 此 仅 选取 与 本研 究 相
关 的基 本 理论进 行介 绍．
１ ． １ 网 络 模 型
复杂 网络研 究 涉及 的 网络模 型包括 全局 耦合 网络模 型 、 最近 邻耦 合 网络模 型 、 星形耦 合 网络模 型、 随机 图模 型 、 配置模型 、 Ｂ Ａ 无 标 度 网络 模 型 等， 其 中全 局耦 合 网 络模 型 和星 形 耦 合 网 络模 型 与本研 究 直接相 关 ． １ ）全局 耦 合 网络 如果 一 个 网络 中任 意 ２
个 节点 之 间都 有边 直接 相 连 ， 那 么 就 称 该 网 络 为
一
及 其 动力 学行 为进 行 了深 入 探 讨 ； 武 佩 剑 等 验
证 了集装 箱 海 运 网 络 的小 世 界 特 性 和 无 标 度 特 性， 得 出度 较 大 的节 点 对 集 装 箱 海运 网络 影 响较
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － １ １ 一 Ｏ ６ 王杰 （ １ ９ ６ ２ 一） ： 男， 工学博士 ， 教授 ， 博 士生导师， 主 要研 究 领 域 为交 通 企 业 管 理 国家 社 会 科 学 基 金 项 目 （ 批准号 ： ０ ９ Ｂ Ｊ Ｉ ０ ６ ３ ） 、 教 育 部 哲 学 社 会 科 学 研 究 重 大 课 题 攻 关 项 目（ 批准号 ： １ １ Ｊ Ｚ Ｄ ０ ４ ９ ） 资 助
讨．
个全 局耦 合 网络 ， 简称 全耦 合 网络 ， 见图 １ ． ２ ）星 形耦 合 网 络 如果 一 个 网络 有且 仅有
一
Βιβλιοθήκη Baidu
个 中心 节点 ， 其 余 的节 点都 只 与这 个 中心 节 点
连接 ， 而他 们彼 此 之间不 连 接 ， 那 么称该 网络 为 星 综之 ， 以往 研 究 多认 为 海 运 网络 具 有 无 标 度
目前 ， 针对 海 运 网络 的 复 杂性 研 究 尚处 于 起 步 阶段． Ｆ ｒ ｅ ｍｏ ｎ ｔ ［ １ 以 马 士 基 班 轮 公 司 的数 据 为 例， 构 建 了全 球海 运 网络 ， 对 其 航 线结 构 、 港 口情 况 及 发展 演变 趋 势 进 行 了详 细 分 析 ； 熊 文 海＿ ２ 从 复杂 网络 理论 出发 ， 对 世 界 海 运 网 络 的结 构 特 性
Ｖｏ１ ． ３８ Ｎｏ ．１ Ｆｅ ｂ ．２ Ｏ１ ４
基于 ｋ 一 壳 分 解 的集 装 箱 海 运 网络 度分 布研 究 ＊
王 杰 王 晓斌
（ 大 连 海 事 大 学 交 通 运 输 管 理 学 院 大 连 １ １ ６ ０ ２ ６ ）
摘要： 运 用 复 杂 网 络理 论 ， 研 究 集 装 箱 海 运 网络 度 分 布情 况 ． 以往 研 究 中 多认 为 海 运 网 络 节 点 度 分 布具 有 无标 度 特 性 ， 文 中基 于 ｋ 一 壳分解法获得不 同层 次的东亚 区域集 装箱 海运拓 扑网络 ， 并 计 算 出不同层次网络的节点度分布 ； 通 过 分 析 不 同层 次 网 络 的 节 点 度 分 布 情 况 ， 发 现 东 亚 区 域 集 装 箱 海 运 网 络 存 在 明 显 的度 值 分 层 ， 并在双对 数坐标 下不存 在显著 负相关 性． 鉴 于 幂 律 分 布 是 惟 一 满 足 无标 度 特 性 的 分 布 形 式 ， 且 实 证 网 络 中 不 同 层 次 节 点 度 分 布 图 均 明 显 存 在 不 符 合 幂 律 分 布 的 迹 象， 可 见 东 亚 区域 集 装 箱海 运 网 络 分 布 不 具 备 无 标 度 特 性 ， 并 提 出 造 成 这 种 状 况 的原 因． 关键词 ： 水路运输 ； ｋ壳 分 解 ； 海运 网络 ； 度分布 ； 集 装箱运输 ； 东 亚
第 ３ ８卷 第 １期 ２ ０ １ ４年 Ｏ ２月
武 汉理 工大 学学 报 （ 交通科 学 与工 程版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
（ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ＆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ）
海运 网络 是 一 个 综 合 、 开放、 动 态 的 复 杂 系 统， 以往相 关研 究 主要集 中在 图论 、 分 形理 论 等方 法上 ， 主要 围绕 海 运 网络 的空 间组 织 与优 化 、 经济 效 率 等进 行分 析 ， 缺乏其 整 体性 和规模 性 的研 究． 复杂 网络 理论 对此 提供 了新 的重 要思 路．
形耦合 网络 ， 见图 ２ ．
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２ ６ ・
武汉理工大学学报 （ 交 通科 学 与 工 程 版 ）