A study of the U.S. domestic air transportation network: Temporal evolution of network topology and robustness from 2001 to 2016
美国航空运输网络（ATN）对美国的流动性和运作至关重要。因此，有必要确保其连接良好、高效和稳健。尽管对其拓扑结构进行了广泛的研究，但网络的鲁棒性和耐受性的时间演变在很大程度上仍未被探索。本文基于1996年至2016年的年度航班数据对美国国内ATN进行了时间研究，并使用网络分析来检查9/11事件后重组的影响以及系统的当前状态。通过计算中心性测度来评估系统的拓扑结构及其全局鲁棒性。通过模拟目标攻击场景，采用节点删除方法评估网络的容忍度。研究表明，9/11恐怖袭击引发了网络在效率和安全方面的大规模重组。随着新机场和航线的引入，空中交通得到了扩展。航空公司重新考虑其战略并优化其运营，从而使网络快速恢复并变得更加高效。安全问题导致网络的鲁棒性显著提高。自2001年以来，由于网络的扩张，美国ATN的全球流量和拓扑特性都呈现出持续增长的趋势。另一方面，系统的鲁棒性并没有表现出提高的趋势。调查结果表明，尽管该系统在极端情况下维持其业务水平的能力最近有所提高，但其对有针对性的攻击的容忍度却有所下降。所提出的方法可以应用于不同的网络级别或不同的运输网络，提供一个系统的脆弱性的一般观点。
2020-05-03 cs.SI physics.soc-ph
Universal bursty behavior in the air transportation system
社会活动表现出突发性行为，其特征在于重尾事件间的时间分布。我们研究了飞机到达枢纽机场的突发行为。分析表明，航空运输系统普遍遵循幂律到达间隔时间分布的指数$α=2.5$和指数截止。此外，我们通过引入一个简单的模型来描述这种突发行为的机制进行了研究，此外，我们还比较了系统中不同航空公司网络的轴辐结构和突发性的程度。值得注意的是，研究结果表明，该系统的轴辐式网络和运营商促进运输的战略是这种普遍性的起源。
2015-08-31 physics.soc-ph
Jamming transition in air transportation networks
在这项工作中，我们提出了一个模型的空中运输交通系统的复杂网络建模的观点。在网络中，每个节点对应一个给定的机场，两个节点通过航线连接。每个节点根据其负载能力进行加权，链路根据分隔每对节点的欧氏距离进行加权。描述单个节点的行为在周围的流量方面的本地规则也已建模，并在基线方法中选择了一个随机的网络拓扑。数值模拟描述了一个给定数量的代理（飞机）在这个网络中的扩散显示了一个干扰的转变，区分一个有效的制度与空量的机场队列和高扩散率（自由相）和制度的瓶颈突然发生，导致一个穷人的飞机扩散（拥挤的阶段）的发病。在拥塞阈值附近波动最大，表明过渡是关键的。然后，我们继续探索我们的结果在中性随机拓扑结构的鲁棒性嵌入模型在异构网络。具体来说，我们利用欧洲航空运输网络形成的858个机场和11170条航线连接他们，我们证明是无标度的。在这种情况下也观察到干扰过渡。这些结果和方法可以引入相关的决策程序，以优化航空运输流量。
2009-07-06 physics.soc-ph
Effect of Burstiness on the Air Transportation System
复杂网络中的突发性效应受到了广泛的关注。特别是，由于其对我们社会的巨大影响，它对空中运输系统的时间距离和延误的影响是显著的。因此，本文提出了两个基于乘客行为的时间距离指标，并分析了其效果。其结果是，我们发现，突发缩短的时间距离，而延迟增加。此外，我们发现，当航班时刻表变得过于拥挤时，突发性的积极影响就消失了。
2016-08-05 physics.soc-ph
Identifying vital edges in Chinese air route network via memetic algorithm
由于其在过去十年中的快速发展，航空运输系统吸引了来自不同社区的相当大的研究关注。以往的研究大多集中在航线网络上，本文系统地探讨了中国航线网络的鲁棒性，并确定了构成中国航空运输系统骨干的重要边缘。具体来说，我们采用了一种模因算法，以最大限度地减少网络的鲁棒性后，删除某些边缘，因此该模型的解决方案是一组重要的边缘。反直觉地，我们的研究结果表明，最重要的边缘不一定是最高的拓扑重要性的边缘，我们提供了一个广泛的解释，从显微镜的看法。我们的发现也为理解和优化其他现实世界的网络系统提供了新的见解。
2016-07-30 cs.SI physics.soc-ph
A multi-layer model for long-term KPI alignment forecasts for the air transportation system
本文提出了一个新的，整体的空中交通管理系统模型，在Vista项目期间建立。该模型是一个代理驱动的模拟器，具有不同的利益相关者，如网络管理员和航空公司。这是一个微观模型，基于欧洲一天运营期间的个人乘客行程。本文重点介绍了该模型的技术描述，包括数据和校准问题，并介绍了2035年和2050年的选定关键结果。特别是，我们在排放、减少延误、不确定性和增加航空公司航班缓冲方面显示出明显的趋势。
2020-09-15 physics.soc-ph
Complexity in human transportation networks: A comparative analysis of worldwide air transportation and global cargo ship movements
我们提出了一个比较网络理论分析的两个最大的全球运输网络：全球航空运输网络（WAN）和全球货运网络（GCSN）。我们发现，这两个网络表现出惊人的统计相似性，尽管在拓扑结构和连通性显着差异。这两个网络都表现出节点和链路介数分布的不连续性，这意味着这些网络自然地分为两类不同的节点和链路。我们介绍了一种技术的基础上有效的距离，最短路径和最短路径树强加权对称网络，并表明，在最短路径树表示的最重要的功能，这两个网络可以很容易地看到。我们表明，有效的最短路径距离，不同于传统的地理距离措施，强烈相关的节点中心性措施。使用新技术，我们表明，网络弹性可以更精确地调查比当代技术的基础上渗透理论。我们提取节点特性和网络中断的弹性之间的函数关系。最后，我们讨论的结果，他们的影响，并得出结论，这两个网络上发展的动态过程预计将共享普遍的动态特性。
2011-03-28 cond-mat.stat-mech cs.SI physics.soc-ph
Modeling resource consumption in the US air transportation system via minimum-cost percolation
提出动态渗流模型描述交通网络资源消耗，应用于美国航空系统发现航空公司间不受限制的合作可使效率提高30%并增强系统鲁棒性。
2025-04-05 physics.soc-ph
Machine Learning for Air Transport Planning and Management
University of New South Wales（新南威尔士大学）；Suan Dusit University（萱素南他大学）；Edith Cowan University（伊迪斯科文大学）
在这项工作中，我们比较了几个机器学习算法的性能适用于建模航空运输需求的问题。由于航空运输业的经济和金融方面，预测是规划和管理的重要组成部分。按照国际民用航空组织的规定，航空公司运营中使用的传统方法是使用多元线性回归模型，利用成本变量和经济因素。在这里，利用人工神经网络（ANN），自适应神经模糊推理系统（ANFIS），遗传算法，支持向量机，和回归树的模型的性能进行比较MLR。ANN和ANFIS在最低均方误差方面具有最好的性能。
2021-11-30 cs.LG physics.soc-ph
Beyond Classical Models: Statistical Physics Tools for the Analysis of Time Series in Modern Air Transport
本文综述统计物理学基本概念及其在航空运输多类时间序列分析中的应用，辅以直观解释，并指出推广障碍与未来研究方向。
2025-07-28 physics.data-an physics.soc-ph
Complex Network view of performance and risks on Airport Networks
航空运输已成为全球交通基础设施的重要组成部分。因此，作为航空运输骨干的机场网络的研究显得越来越重要。在复杂系统领域中，机场网络被建模为由机场（顶点或节点）组成的图（网络），这些机场通过航班连通性连接在一起。对这种模型的复杂网络分析提供了对这种网络中的性能和风险的整体见解。我们审查网络的性能和风险的帮助下，已经完成了一些机场网络的研究。我们提出了各种网络参数，这些参数可能被用作衡量机场网络的性能和风险。我们还将看到如何根据网络参数评估各种风险，例如机场故障，疾病在机场网络中的传播。此外，我们回顾这些见解如何可能被用来塑造更高效，更安全的机场网络。
2008-05-07 physics.soc-ph
Dynamics of Air Transport Networks: A Review from a Complex Systems Perspective
航空运输系统在从几分钟到几年的时间尺度上是高度动态的。这种动态行为不仅表征了系统的演化，而且影响了系统的功能。因此，了解演变机制对于更好地设计有利于公司、乘客和环境的最佳航空运输网络至关重要。在这篇综述中，我们简要地介绍和讨论了国家的最先进的时间演变的航空运输网络。我们区分网络快照序列的结构分析，理想的长期网络演化（如年度演化），和时间路径，首选短期动态（如小时演化）。我们强调，大多数以前的研究集中在第一种建模方法（即长期），而只有少数研究着眼于高分辨率的时间路径。我们总结的审查强调，仍有许多研究工作要做，既适用于已经可用的方法，并制定新的措施，时间路径上的航空运输网络。特别是，我们确定的延迟，网络弹性和优化资源（飞机和机组人员）的研究是至关重要的主题，可以受益于时间网络分析。
2016-05-16 physics.data-an physics.pop-ph physics.soc-ph
The Multiplex Efficiency Index: unveiling the Brazilian Air Transportation Multiplex Network -- BATMN
现代社会的联系越来越紧密，反映了在复杂网络中组织社会、经济和技术结构的无所不在的趋势。最近，随着所谓的多路复用网络的出现，需要新的概念和工具来更好地理解这种类型的系统的特性，以及分析和量化其性能和效率。多路复用网络中的多样性概念是这种本质上跨学科的努力的一个突出例子，以更好地理解复杂网络的性质。在这项工作中，我们引入了复用效率指数，它允许量化的连接多样性的时间演变，特别是当复用网络的层数随时间变化。使用与巴西航空客运相关的数据，我们调查，通过新的指数，巴西航空运输网络多年来一直在变化，由于机场的私有化进程和巴西航空公司的合并。除此之外，我们还展示了多路复用效率指数如何能够以无偏见的方式量化网络效率的波动，将其值限制在0和1之间，同时考虑到多路复用结构中的层数。我们认为，建议的指数是非常有价值的任何复用网络的性能的评估，并分析，在定量的方式，其时间演变独立的层数的变化。
2020-08-14 physics.soc-ph
Transport Network, Graph, and Air Pollution
Department of Infrastructure Engineering, University of Melbourne（墨尔本大学基础设施工程系）
本研究通过分析全球城市30万张图像，提取交通网络的12项图指标，揭示网络几何模式与空气污染的相关性，并提出改善连通性、均衡道路类型和避免极端聚类系数等减污规划策略。
2025-06-01 cs.CV physics.soc-ph
Delay propagation patterns in Japan's domestic air transport network
本研究通过整合延误因果网络与时间网络分析，揭示了2019年日本国内航空运输网络中延误传播模式的群组结构、季节性特征及特定网络模体，为预测航班延误提供了方向性依据。
2024-09-26 physics.soc-ph
Balancing Capacity and Epidemic Spread in the Global Airline Network
长期以来，人们一直认为复杂网络的结构在图上的传输和传播现象中发挥着作用。这种行为很难用分析方法建模，通常用数值方法建模。这些网络构成社会结构的重要组成部分，包括运输网络。随着社会努力控制COVID-19大流行，一个重要的问题是在全面开放交通网络和控制疫情传播之间选择最佳平衡。在本文中，我们研究如何利用信息理论分析网络结构的最新进展，可以告知有关此类网络的开放决策。凭借丰富的数据，我们专注于全球航空公司网络，但这些方法原则上适用于任何运输网络。我们能够证明，有可能大幅开放航空网络，并在一定程度上控制病毒的传播。
2020-11-30 physics.soc-ph
Analysing air transport connectivity in Africa through airline decisions: a choice modelling approach
University of Cape Town（开普敦大学）；TransSol GmbH（TransSol有限公司）；University of Leeds（利兹大学）
本文通过选择建模方法分析非洲航空公司座位容量分配，揭示了非洲航空公司在内部旅行中的连通性优势及结构性障碍对航空连通性的影响。
2025-11-30 physics.soc-ph
The Feasibility of Electric Air Taxis: Balancing Time Savings and CO$_2$ Emissions -- A joint case study of respective plans in Paris
本研究以巴黎为案例，评估电动垂直起降空中出租车的时间效益与碳排放，对比多种交通方式后指出其生态友好性依场景而异，提出需结合实际运营整合进交通系统以提升可持续性。
2023-09-11 physics.soc-ph
Potential global jamming transition in aviation networks
在本文中，我们提出了一个非线性运输模型的航空网络。从机场起飞的速度以地面拥挤程度为特征。由于“地面拥挤”的影响，机场的性能恶化，因为在地面上等待的飞机的低效配置。使用一个简单的传输模型，我们进行了模拟的U。S.机场网络，并发现了一个全球性的干扰过渡引起的局部表面拥挤。从物理的角度来看，过渡的机制进行了分析研究，并考虑系统动力学的飞机分布进行了讨论。这项研究表明，起飞率和地面拥挤程度之间的关系的知识是至关重要的有效的空中交通业务。
2015-02-17 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph
Inferring country-specific import risk of diseases from the world air transportation network
本研究针对疫情早期缺乏精确疾病输入风险估算模型的问题，提出基于有效距离框架结合随机游走的输入风险模型，性能优于辐射、重力等流动性模型，连通性越高的国家预测精度越佳。
2023-05-03 physics.soc-ph q-bio.PE q-bio.QM
Comparative analysis of transport communication networks and q-type statistics
我们已经获得了Tsallis分布的最大熵的方法，使用约束的第一和第二时刻，以及归一化条件。我们为莫斯科地区建造了铁路和公路通信网络，为俄罗斯联邦建造了航空网络。拟合表明，这些网络的度分布是用q指数函数描述的。在铁路和公路网络的情况下，节点度分布与偏态正态分布拟合良好，而在航空网络的情况下，我们使用幂律分布进行拟合。对这些网络中流行病传播过程的研究表明，随着网络度约束的减小，流行病传播的阈值减小。
2008-05-23 physics.soc-ph
Model for the growth of the World Airline Network
我们提出了一个概率增长模型的运输网络，它采用了流行的节点和节点之间的物理距离之间的平衡。通过比较模型网络和WAN中每个节点的度，我们观察到对于$α\approx 2$，两者之间的差异最小化。有趣的是，这是为WAN中的节点-节点关联函数获得的值。这表明我们的模型很好地解释了航空公司网络的增长。
2016-01-30 physics.soc-ph
Low-Cost Carriers in Aviation: Significance and Developments
本文通过分析2015年以来的相关文献，探讨了低成本航空公司对航空运输市场的影响，并将研究主题归纳为对竞争航空公司、机场、航空需求、乘客选择及地理区域五个方面的影响。
2025-11-02 cs.SY econ.GN eess.SY
