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原文传递基于复杂网络理论的交通运输网络及其结构的可靠性评价

论文题名：	基于复杂网络理论的交通运输网络及其结构的可靠性评价
关键词：	网络理论;交通运输网络;网络可靠性;运输能力;网络结构;网络运输;抗毁性;连通可靠性;结构可靠性;交通运输系统;模型;适应性;生存性;结构的可靠性;可靠性评价;布局;有效性;运输需求;评价指标;计算方法
摘要：	交通运输网络可靠性是交通运输系统评价的一项重要指标。在交通运输系统规划和管理中,交通运输网络可靠性以及交通运输网络结构可靠性评估应该是一个极其重要的内容,尤其在我国,多发性自然灾害已经成为交通运输系统正常运作的最大挑战之一。然而如何正确评估交通运输网络可靠性是一个复杂而困难的问题,它不仅与交通运输网络结构有关,而且还与运输能力、车流运动、运输需求及环境等众多因素有关,有必要在理论上做系统深入的研究。　　近年来,复杂网络的理论研究和实践应用取得了不少的成果,其研究思想和方法被广泛应用到各个学科领域。交通运输网络是复杂加权网络,往往具有小世界特性和无标度特性。本文以复杂网络理论为指导,对交通运输网络及其结构的可靠性问题进行深入研究,主要内容包括交通运输网络可靠性的评价和交通运输网络结构可靠性评价两部分。　　目前,在交通运输网络可靠性的研究中,学者们只是从某一角度对交通运输网络可靠性的某个方面进行研究,缺乏对交通运输网络可靠性问题的全面分析。为此,本文在对交通运输网络可靠性问题的全面认识基础上,详细分析交通运输网络可靠性的内涵和特性,给出了交通运输网络可靠性的定义。在分析影响交通运输网络可靠性的不确定性及其作用机制的基础上,提出了交通运输网络可靠性的研究层次和衡量准则,从生存性、抗毁性、布局适应性和有效性四个方面评价交通运输网络可靠性。　　连通可靠性是网络生存性分析的基本内容。本文给出了生存性定义,确定了生存性的测度。测度的主要内容包括:子系统连通可靠度的确定方法；二终端可靠性的定义、模型、准确及近似算法；网络连通可靠性的定义、本质、模型及计算方法；层次网络连通可靠性的计算方法。　　抗毁性是对网络在受到外界破坏作用后可靠性的刻画,狭义的抗毁性只是从网络结构的角度评价网络的抗攻击能力,本文根据交通运输网络的特性对抗毁性的概念进行拓展,不仅把抗毁性的研究从拓扑结构扩展到整个网络结构,还把网络的抗毁性分析与运输需求分布相结合,提出了抗毁可靠性的概念。并且采用各种评价方法,包括直接法和删除法。建立了一系列评价指标,从不同的角度评价交通运输网络的抗毁性和抗毁可靠性。　　将布局适应性的研究转化为一种特殊的网络运输能力问题,定义了交通运输网络的布局适应性,建立了反映布局适应性的网络运输能力模型,使其不仅可以作为网络运输能力的计量模型,而且可以作为布局适应性的评价指标。　　网络运输能力可靠性是有效性评价的重要内容之一。提出了网络运输能力可靠性的定义,建立了网络运输能力可靠性模型。　　交通运输网络结构可靠性是用于比较两个或多个规模相同、投资相同、运输组织方式相同,但结构不同的交通运输网络的可靠性。提出了交通运输网络结构可靠性的概念,建立了交通运输网络结构的可靠性评价模型。用能处理各类约束条件的多目标优化遗传算法--IFDNAG算法,求解结构可靠度模型中的车流径路问题,利用C语言编程,采用gcc4.2.1编译器对算例进行了运算。　　本文用算例和上海城市轨道交通网络实例验证了所提出的连通可靠性、抗毁可靠性、网络运输能力可靠性等数学模型的正确性和有效性。
作者：	高洁
专业：	交通运输规划与管理
导师：	施其洲
授予学位：	博士
授予学位单位：	同济大学交通运输工程学院
学位年度：	2008
正文语种：	中文