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基于复杂网络的轨道交通网络级联失效机理研究
| 论文题名： | 基于复杂网络的轨道交通网络级联失效机理研究 |
| 关键词： | 复杂网络;轨道交通网络;关键站点;级联失效 |
| 摘要： | 随着城市轨道交通快速发展，轨道交通逐渐趋向于网络化、规模化和复杂化，使得网络中站点与站点、站点与线路、线路与线路之间的相互依赖性更加紧密，当网络中部分节点遭到蓄意攻击时，网络可能因为级联失效导致整个系统崩溃。因此，研究轨道交通网络的节点重要度评价算法以及级联失效行为的传播机理，对提高网络的运营效率和安全性具有重要意义。 本文首先验证了轨道交通网络具有复杂网络的小世界效应和无标度特性，并提出了基于综合指标的节点重要度评价算法。该方法新引入了拟介数指标，并重新定义了m阶邻接节点重要度贡献权重。通过对比分析度数法、传统介数法、m阶邻接节点重要度贡献算法、综合指标评价算法，结果表明综合指标评价算法不仅能够体现网络运营特性（交通流量）对节点的重要度影响，还反映了一个节点的m阶邻接节点对该节点的重要度贡献，与其它三种方法比较有一定的改进。 其次，在考虑自修复时间因子的前提下，我们提出了研究轨道交通网络级联失效机理的DST负荷-容量模型。该模型从三个方面进行了改进:①基于已有的度攻击策略、介数攻击策略和新的节点重要度评价方法，我们提出了MNI和SNI两种新的攻击策略。②重新定义了负载重分配规则，认为节点的邻接节点剩余可容纳能力越大，对交通流量的吸引能力越强。③将节点分为正常状态(NN态)，蓄意攻击失效状态（IAN态），级联失效状态（CFN态）三种情况，并根据新提出的受级联影响站点的负载消化时间函数，给出了节点状态函数。通过仿真分析节点容量可调参数、攻击策略、自修复时间因子对轨道交通网络级联失效规模的影响，我们发现DST负荷-容量模型比不考虑自修复时间因子的级联失效模型更加符合实际情况。 最后，综合考虑轨道交通网络关键站点评价算法及级联失效机理，我们可以判断出网络的薄弱环节，并采取相应的措施，以提高轨道交通网络的运营效率和安全性。 |
| 作者： | 马丹 |
| 专业： | 交通运输规划与管理 |
| 导师： | 李洪涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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