原文传递
城市轨道交通网络脆弱性评价研究
| 论文题名： | 城市轨道交通网络脆弱性评价研究 |
| 关键词： | 城市轨道交通;脆弱性;级联失效;安全管理矩阵 |
| 摘要： | 随着现代化城市建设步伐的加快，城市轨道交通线路规模的不断扩大，从早期建设的简单线网发展为多层次复杂路网，其安全性、可靠性受到广泛关注。本文以复杂网络理论为基础，以脆弱性理论为核心，结合级联失效理论，对城市轨道交通网络脆弱性的合理评价进行研究，为城市轨道交通安全管理提供参考依据。 首先，运用Space L法构建城市轨道交通网络的拓扑结构，将轨道站点、站间区间、区域线网抽象成拓扑结构中“点、线、面”，即脆弱性分析的三个对象。通过对轨道交通事件的统计分析，把脆弱性的影响因素分为结构因素和运营因素。其中，刻画结构因素的无权拓扑结构特征参数作为静态指标，表征负荷程度的有权特征参数作为动态指标，描述损失规模的级联效应作为破坏状态指标。 其次，选用负荷-容量级联失效模型分析城市轨道网络的级联效应。在模型中，乘客容忍系数的运用提高了城轨网络抵御级联失效的能力；通过改进的网络基本要素故障失效后的移除方法，使得级联失效过程中交通流量重分配更加符合城市轨道交通的运营情况。使用传统、改进的四种攻击方式：RD、RB、RDB、RBD，模拟蓄意破坏事件的攻击，应用由客运周转量变化率等三个破坏状态指标形成的破坏指数，描述网络基本要素蓄意破坏后级联失效所带来的损失程度。 再次，研究城市轨道交通网络脆弱性评价模型。先构建网络基本要素的评价指标体系，将“静、动、破”作为二级指标，下设共9个三级指标，使用基于博弈集结模型的网络层次分析-相关系数矩阵法-TOPSIS法评价其脆弱度。基于此，应用改进的引力模型，计算两个轨道站点之间的区域脆弱度，在使用Louvain算法划分脆弱域。将网络基本要素脆弱度和脆弱域分别使用函数单调区间法、马尔科夫链进行等级划分，用其结果构建城市轨道交通的网络化安全管理矩阵。 最后，对重庆城市轨道交通网络进行实证分析。在静态拓扑结构中为无标度网络，在动态拓扑结构中为小世界网络；该城市轨道交通网络具有较好抗攻击性、安全性，RBD为最佳的脆弱性级联失效攻击策略；最为关键的轨道站点为脆弱性最高的冉家坝站，同样站间区间为民安大道站-重庆北站北广场站；依据脆弱度结果将191个轨道站点划分为6个脆弱性等级，206条站间区间划分为3个脆弱性等级，城市轨道交通网络划分为14个脆弱域14个脆弱性等级，分别建立6×14、3×14的轨道站点、站间区间安全管理矩阵，连接脆弱域的站间区间划分为同一类共用同一套安全管理方案，达到网络化协同管理降低重庆城市轨道交通网络的脆弱性。 |
| 作者： | 李奔 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 向红艳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
