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基于多服务类型的铁路系统时变脆弱性分析
| 论文题名： | 基于多服务类型的铁路系统时变脆弱性分析 |
| 关键词： | 铁路系统;时变脆弱性;计算方法;多类型服务 |
| 摘要： | 随着国家和地区的经济发展以及城市间交流的日益密切，铁路已成为人们日常生活中最重要的交通出行方式之一。然而，铁路系统时常受到各种破坏事件的影响，造成列车大面积停运或晚点。因此，近年来铁路系统的脆弱性引起政府、学术界以及业界的广泛关注。以往对包括铁路系统在内的各类交通系统的脆弱性研究中，少有考虑时间因素对脆弱性的影响，包括灾害发生时刻和持续时长等。另外，对同一个铁路系统中的不同种类列车系统的脆弱性也少有涉及。本文根据列车运行速度将铁路系统划分为两个子系统，即高速铁路系统和普通铁路系统，考虑破坏发生的时刻以及持续时长，分别对各子系统的时变脆弱性进行了分析。 本文提出的铁路系统时变脆弱性分析方法主要包括两部分，即建立基于时间和空间的铁路系统网络化模型以及铁路系统的时变脆弱性计算方法。首先根据分析铁路系统时变脆弱性的需要，提出了考虑时间属性的铁路系统双层网络模型，其中物理层用来定位灾害发生的时刻、地点以及系统组件的受损程度，服务层用来评估灾害发生后系统的损失。在此基础上，提出了铁路系统时变脆弱性计算方法，主要包括定义基于时间的组件受损情形、基于受损情形的灾害建模、系统性能评估指标的确定以及灾害模式的分析，其中系统性能评估指标是乘客总的因灾延误时间。利用上述铁路系统网络化模型以及系统时变脆弱性计算方法对中国铁路系统、高速铁路系统以及普通铁路系统，在单个铁路站点攻击以及区域攻击模式下的脆弱性分别进行了分析。实验结果显示，对于不同的铁路子系统，它们具有不同的关键节点以及关键区域，而且与已有的工作相比，当考虑不同的破坏发生时刻以及不同的破坏持续时长时，系统脆弱性不同。本文提出的铁路系统时变脆弱性分析框架有助于系统的设计规划以及更好的应对各类破坏事件，同时该方法也可以经过简单修改运用到其他类型的交通系统中去，特别是按照明确时刻表运行的系统，如航空系统、公交系统以及航运系统等。 |
| 作者： | 严寒 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 洪流 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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