公路交通网络是服务经济、社会及公众的重要基础设施,是综合交通运输体系的骨干,公路交通工作在国家经济社会发展全局中具有重要地位。我国是公路交通大国,各级公路总里程达477.35万公里,构成了一个复杂网络体系,评价交通网络结构规划是否合理、公路网络结构设计是否合理、交通网络维护和养护情况等都是亟待解决的理论和现实问题。挖掘网络结构的功能区块,识别地理空间角度网络的分布特征为分析公路交通网络奠定基础。本文基于复杂网络理论,对公路交通网络的结构和功能进行深入分析研究,获取有效的公路交通网络结构特性,提出公路交通网络区块划分方法,跨越现有行政区划界限对交通网络展开交通共享特性区块识别,是交通网络结构分析问题的新视角。首先,为探索复杂公路网络结构,从不同层次分析公路网络结构,采用节点映射法构建公路交通网络模型,分析和识别公路网络的脆弱性(Vulnerability)、鲁棒性(Robustness)以及关键性节点分布;然后采用聚类(FWLPA-K-Means)方法对公路交通网络进行区块划分,划分出公路交通网络区块共享特性位置;最后以辽宁省为研究对象,划分三个层次(省、市、县)分析复杂公路交通网络的结构功能特性。取得不同层次下公路交通网络跨越行政区划的区块聚集特性结果,为交通规划、设计工作以及养护、维护工作等提供了新的科学决策参考。主要研究内容以及创新包括:(1)构建融入多重复杂性的公路交通网络图论模型。运用复杂网络理论结合图论从公路交通网络的结构和特性方面进行深入研究,将复杂网络连接多样性、动力学复杂性、节点多样性以及多重复杂性融合等特征应用到公路交通网络中。明确公路交通网络的道路节点,道路边和权重,对公路交通网络添加权重影响因子,包括位置(Location)、距离(Distance)和公路网等级(Road-level)计算网络的拓扑关系。采用节点映射法构建公路交通网络模型,分析公路交通网络的无标度特性、小世界特性以及集团化特性等。(2)构建结构分析模型,对公路交通网络结构进行拓扑分析。从省、市和县三个层次进行定性定量分析,分析平均路径长度(Average path length)、聚类系数(Clustering coefficient)以及度分布(Degree distribution)特性指标。添加多种影响公路交通网络特性的影响因子,构建公路交通网络脆弱性分析模型和鲁棒性分析模型,采取随机攻击策略和蓄意攻击策略,模拟分析公路交通网络的脆弱程度和强健程度。(3)提出公路交通网络区块关键性节点排序方法。考虑到公路交通网络中道路节点之间的相互作用,公共基础设施属性相关,以及其与公路网等级和公路网络距离等关联,提出公路交通网络区块关键性节点的方法。分析现有经典的关键性节点分析方法,对比总结优缺点,采用谷歌页面排序(Page Rank Algorithm,PA)方法的思想对交通网络关键性节点进行排序,添加位置、距离以及公路网等级影响因子,改进Page Rank Algorithm方法为公路交通网络区块关键性节点排序方法。(4)提出基于复杂网络理论的公路交通网络区块划分方法。定义公路交通网络区块划分概念,利用公路交通网络关键性节点排序结果和公路交通网络区块划分的概念对公路交通网络的共享特性聚集情况进行区块划分。运用FWLPA-K-Means方法,通过关键性节点排序和最短路径距离两个指标,跨越行政区划界限的限制,获得公路交通网络特殊共性区块的划分结果。利用辽宁省公路交通网络系统,分析网络的结构特性与区块结构分布结果,从地理空间角度分析公路交通网络的共性聚集情况。通过上述研究,从全新的地理空间角度分析公路交通网络的特殊共性聚集情况,跨越现有行政区划界限的限制,深入分析公路交通网络的空间结构特性以及交通运营方面所产生的区域性聚集范围。研究成果可为交通规划合理性提供全新的数据支撑,并由此为交通管理者提供决策性参考。该论文有图68幅、表22个、参考文献129篇。