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动态负载下海上丝绸之路集装箱航运网络级联失效抗毁性分析
| 论文题名： | 动态负载下海上丝绸之路集装箱航运网络级联失效抗毁性分析 |
| 关键词： | 集装箱航运网络;主成分分析法;海上丝绸之路 |
| 摘要： | “21世纪海上丝绸之路”是我国在区域化、全球化趋势下提出的重要发展战略。海上丝绸之路战略的推进离不开集装箱班轮运输，而集装箱航运网络作为集装箱班轮运输的依托载体十分重要。集装箱航运网络作为暴露在自然环境下的复杂系统，可能会由于自然或人为的破坏，如恶劣自然环境、大规模战争、恐怖袭击等的影响，导致网络发生级联效应，继而扩大灾害范围，对整个集装箱航运网络造成无法估量的损失。因此研究海上丝绸之路集装箱航运网络遭受灾害下的抗毁能力以及如何提高级联失效抗毁性具有重要意义。 本文首先对国内集装箱班轮公司经营的航线进行筛选统计，并针对集装箱班轮运输的特点，以港口为节点、航线为边构建了有向加权网络模型。然后对网络拓扑特性进行分析，通过平均路径长度和聚类系数验证了海上丝绸之路集装箱航运网络的无标度特性以及小世界特性，并采用主成分分析法对集装箱航运网络的关键节点进行识别，得到了港口综合重要度排序。紧接着对网络级联失效传播机理进行阐述，并基于负载容量非线性模型构建了非动态级联失效模型和动态负载级联失效模型。最后以最大连通子图和网络效率为测度，从节点失效方式、负载重分配策略、网络增边策略以及可调系数等方面对海上丝绸之路集装箱航运网络的动态及非动态负载模型进行抗毁性实验仿真，并根据仿真结果提出增强网络抗毁性的措施。研究结果表明：1）考虑级联失效时，网络动态抗毁性弱于静态抗毁性。2）海上丝绸之路集装箱航运网络在随机攻击下抗毁性强于蓄意攻击，不易发生级联失效。3）海上丝绸之路集装箱航运网络在综合重要度攻击方式下抗毁能力最差。4）通过适当增加港口容量可以提高网络的抗毁性。5）考虑负载变化下的动态负载模型网络抗毁性优于非动态负载模型。6）当网络发生级联失效时，采用剩余容量差值分配策略可有效提高网络的抗毁性。7）按剩余容量增边策略可有效抑制网络级联失效，且该策略的增边成本最低。 |
| 作者： | 王亚琨 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 王军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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