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随机中断事件下轨道交通网络抗毁性研究
| 论文题名： | 随机中断事件下轨道交通网络抗毁性研究 |
| 关键词： | 城市轨道交通;复杂网络;突发中断;抗毁性能 |
| 摘要： | 随着城市轨道交通建设的逐步完善，我国城市轨道交通已步入网络化运营时代。在城市轨道交通运营中，存在许多难以预料的突发事件，这些事件会造成站点停摆、运营中断的情况，甚至导致城市轨道交通大范围瘫痪。因此，研究随机中断事件下的轨道交通网络抗毁性，可为未来城市轨道交通运输组织理论的发展提供参考，为城市轨道交通安全高效运营奠定基础，具有非常重要的理论研究价值和现实意义。 本文运用复杂网络理论研究城市轨道交通网络的抗毁性，结合网络静态结构与动态客流构建网络模型，准确识别网络中的关键站点，分析网络的抗毁性能，优化网络的协调与管理，有效预防突发随机中断事件的危害，从而提高城市轨道交通网络的抗毁性。 首先，对突发事件进行界定与分类，并系统地阐述了复杂网络的基础理论与统计特征。在此理论基础上，以成都市轨道交通网络作为研究对象，运用Space-L方法构建无向加权的城市轨道交通网络模型，并运用Pajek与Matlab软件分别对基于拓扑结构与基于客流的网络特性进行计算分析，得出成都轨道交通网络的基础网络特性数据。 其次，基于节点重要度评估理论提出了节点重要度综合评估体系。在过去研究只限于网络静态特征识别关键节点的基础上，加入了动态识别方法，共同识别城市轨道交通网络中的关键节点。以成都市轨道交通为例，在计算不同重要度评估指标下各节点的测度数据的基础上，运用变异系数法确定各指标的权重系数，通过TOPSIS方法获取网络中各节点的综合重要度数值与排序，并运用K-means聚类方法对各节点进行等级划分。 最后，从网络的连通水平与运输效能两方面出发，选取了最大连通子图、失效规模、加权网络效率与客流损失率作为抗毁性测度指标，根据突发事件的类别，将攻击策略分为蓄意攻击与随机攻击两种加以分析。以成都市轨道交通为例，运用Matlab软件分别仿真分析了网络中单一节点、连续节点以及分层级节点失效三种情况下网络抗毁性的变化情况，并根据研究结果提出了针对性的优化措施。 经过研究与分析，在网络特性方面：考虑客流可以反映更真实的城市轨道交通网络特性；成都市轨道交通仍处于规模较小的发展阶段，网络特征基本符合小世界网络特性。在关键节点识别方面：换乘站与位于城市中心的站点通常具有较高的重要度数值，是网络中的关键节点，需要重点防护。在抗毁性方面：任一节点失效都会导致网络抗毁性能的下降；网络在随机攻击下表现出较强的抗毁性，在蓄意攻击下抗毁性较弱并且危害更加恶劣。一级节点失效对网络抗毁性能的危害最大。 |
| 作者： | 魏琪 |
| 专业： | 交通运输规划与管理 |
| 导师： | 贺国先 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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