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基于复杂网络理论的高速铁路网络鲁棒性研究
| 论文题名： | 基于复杂网络理论的高速铁路网络鲁棒性研究 |
| 关键词： | 高速铁路;复杂网络理论;鲁棒性;列车运行计划 |
| 摘要： | 高速铁路（以下简称“高铁”）作为城际间一种重要的运输方式，具有运量大、速度快、污染小等优点。但高铁列车在运输过程中较易受到各种攻击因素（例如：暴雨、地震、恶意袭击等）的影响，导致列车停运等问题，因此，准确评估高铁系统在攻击因素影响下鲁棒性重要性不言而喻，针对这一问题，本文从静态网络与动态网络两方面构建高铁网络鲁棒性评估模型。本文的具体工作内容如下： 1、高铁静态网络鲁棒性评估模型。首先，本文构建高铁静态网络模型，基于现有SpaceL网络模型与SpaceP网络模型的不足，构建双层相依静态网络模型；之后，通过对静态网络结构指标分析，采用最大联通子图与网络效率评估高铁静态网络鲁棒性；最后，通过对现有研究的分析，将攻击因素进行汇总，并按照列车可以通过站点且随机攻击、列车可以通过站点且蓄意攻击、列车不可以通过站点且随机攻击、列车不可以通过站点且蓄意攻击分为四个维度，将其按照连续攻击的方式评估高铁静态网络鲁棒性。 2、高铁动态网络鲁棒性评估模型。首先，将对瞬时性动态网络与连续性动态网络对比分析后，并结合前文攻击因素的分类，构建考虑超边的连续性动态网络；之后，将静态网络上最短路径扩展为动态网络上的平均时序路径，并进一步计算动态网络效率作为鲁棒性评价指标；最后，考虑到动态网络上存在时间窗口，从多时间窗口与单时间窗口两方面分析高铁系统鲁棒性，构建不同的动态网络攻击策略评估高铁动态网络鲁棒性。 3、我国高铁网络实证研究。首先，对本文采用数据进行说明，基于列车运行数据对我国高铁静、动态网络进行建模，并采用特征参数对高铁网络进行分析；之后，基于上文高铁网络结构数据以及灾害发生数据，对高铁网络受攻击数据进行可视化展示；最后，对我国高铁网络模型从静、动态网络两方面进行了鲁棒性评估。 本文从静态网络鲁棒性与动态网络鲁棒性两方面对我国高铁网络进行评估，一方面，静态网络鲁棒性研究可指导物理网络的构建；另一方面，动态网络鲁棒性研究可指导列车运行计划制定，并且本文高铁网络鲁棒性评估模型也丰富了复杂交通领域的理论成果。 |
| 作者： | 柯宇昊 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 王秋玲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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