2015年春运流动人口复杂网络分析.docx

2015年春运流动人口复杂网络分析xxx(中南大学交通运输工程学院，湖南长沙 410075)摘要：研究春运期间人口的流动规律，对于铁路相关部门合理配置运力有着重要的意义。本文以复杂网络理论为研究视角，介绍了复杂网络下研究人口流动时经典的重力模型和辐射模型，以及其缺点和一些修正模型。然后用采用社会网络UCINET软件，对春运期间人口最高峰的一天的人口流量进行复杂网络结构分析，总结了春运期间通过火车的人口流动的规律。关键词：复杂网络人口流动 UCINET1 前言春运是改革开放以后中国特有的运输现象，和中国人讲求春节家庭团圆的传统相联，更和工业化的社会变迁、农民向城市的流动相关。农民流入城市和沿海发达地区打工，但家庭没有随之迁移，仍在内地农村，家分两头，平时很少回家，多是春节回乡团聚，节后又匆忙返回就业地。新增农民工不断加入这种候鸟式的流动，致使由学生、旅游者、农民工等组成，而以增长最快的农民工为标志的春运人口大流动规模越来越大。由于我国铁路票价比公路、民航低很多，大多数跨地域流动人口（特别是低收入的外出务工人员）对火车情有独钟，尽管我们看到在各方努力下铁路运力年年都有所提高，但是流动人口增速快于铁路运力增速，春运客流屡创记录。因此，研究春运时期人口流动情况，可以为有关部门在春运期间合理配置运力提供有价值的参考资料，缓解春运一票难求的困境。2 人口流动研究现状国内外学者对于人口流动做了大量的研究，但是没有人针对中国特有的春运人口流动做过深入的研究。目前大部分人口流动研究主要集中于驱动因素[1]、效应分析[2]、分布特征[3]和政策措施[4]方面，而且多聚焦城乡流动人口分布[5]。已有的人口流动研究在内容上多把出发地和目的地孤立分析，缺少对不同地区间的人口流动联系及其空间特征研究；研究方法多采用人口统计指标回归分析、空间自相关等，利用复杂数学模型探讨不同地区之间人口流动联系的研究并不多见。现在新兴的复杂网络理论为人口流动提供了崭新的视角和方法[6]。已有的人口流动复杂网络研究多以实际的人口流动建立网络，聚焦人口流动网络的拓扑结构。如李树茁等[7]利用复杂网络理论，探讨中国城乡流动人口社会网络的复杂特征，包括小世界现象、无标度特征等。在缺乏完整“O-D”（Origin-Destination）人口流动统计数据的情况下，空间数理模拟方法得到了最为广泛的应用。将物理定律引入到人口流动研究中的重力模型是描述人口迁移的具有代表性的模型之一[8]，随机效用模型通过比较不同地区产生的综合效用大小决定目的地选择[9]。但是这些模型的一些假设条件缺少量化基础，参数设置需要大量的经验数据进行标定，计算过程也较为复杂，有待进一步改进[10]，而辐射模型能够更好的解决上述问题[11]。其中，对基于重力模型和辐射模型的人口流动研究进行了一定的深入了解。2.1 基于重力模型的流动人口研究重力模型，其出发点是假设迁移流取决于出发地与接收地的人口数及两地之间的地理距离，基于重力模型的人口流动测度如公式（1）所示：（1）其中，表示省i与省j之间的人口引力大小，k为重力系数，与分布表示省i与省j的人口总量，为省i与省j之间的交通距离，b是距离衰减系数，衰减系数一般在1到2之间。但是传统的重力模型自身也存在一定的局限性，比如模型只包括迁入地和迁出地的人口规模和距离变量，却不能很好地反映人口迁移随地区间、社会、经济差异要素的变动。这只是一个经验模型，没有任何确切理论支持其正确性。在应用重力模型进行的研究表明，该模型只能解释国际人口迁移中58%的差别[12]。因此之后学者们根据用途从不同角度对传统重力模型进行修正。Maniadakis[13]等将重力模型和Pareto模型结合在一起，为在没有详细数据的情况下，评估任意人口覆盖百分比下的成本水平提供了一种简单和快捷的途径。陈锐等[14]建立了基于交通、经济和人口的改进重力模型的流动人口测度模型，构建了预期省际人口流动有向网络。2.2 基于辐射模型的流动人口研究辐射模型(radiation model)是2012年美国学者Simini借鉴固体物理学中物质运动的发散和吸收过程提出的，弥补了重力模型应用于人口流动强度模拟存在的多项不足，并利用人口流物流信息流等进行了实例验证。与重力模型相比，辐射模型与实测数据的拟合程度较高，能够更趋近现实地模拟两地之间的流动强度，辐射模型将人口流动看做一个受联合概率支配的随机过程，取决于出发地目的地和影响范围的人口分布。经过严格的理论逻辑推导，得到辐射模型的方程表达式(式2、3) ，如下所示模型在应用过程中不需要进行复杂的参数设置，在缺少历史统计资料的情况能够对地区间的人口流动强度进行有效估算。（2）（3）其中，为i，j两地之间的预期人口流动强度，分别为出发地i和目的地j的总人口，为i到j之间人口流动