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原文传递基于脆弱性和弹复性的城市路网交通可靠性安全评估方法研究

论文题名：	基于脆弱性和弹复性的城市路网交通可靠性安全评估方法研究
关键词：	城市交通路网;脆弱性;弹复性;安全评估;可靠性理论
摘要：	人们的交通需求对交通网络处理日常和偶发性交通问题的应变能力及承受能力提出了较高的要求，不仅要求综合运用可靠性理论与网络分析的基本方法来分析城市交通系统提供服务水平的稳定程度，而且还需要以此作为交通规划和管理的决策依据，提高路网的服务水平。因此，作为路网畅通诱导的基础环节—可靠性研究，对于交通网络系统的相关理论研究来说显得尤为重要。而随着后交通时代的来临，路网可靠性研究将会面临越来越多的问题及挑战，需要在现有路网可靠性研究的基础上不断加以改进。因而，建立一个科学合理的安全评估模型对城市路网可靠性的综合性能进行分析与评估，具有很强的实际意义。　　基于以上目的，本论文在充分吸收现有路网可靠性研究的基础上，以复杂网络理论为指导，以计算机仿真为主要手段，在拓扑结构层面上对城市路网的脆弱性研究模型、弹复性研究模型、结合改进的拓扑势建立的城市交通路网可靠性安全评估模型进行了系统的理论研究和仿真分析。论文的主要研究内容如下: 　　(1)将复杂网络理论引入到城市交通路网脆弱性研究中，在概述城市交通路网复杂特性的基础上，结合复杂网络最常见的随机性攻击和选择性攻击行为，构建具体的攻击策略模式。　　(2)采用对偶法对城市道路网络进行抽象分析，结合软件Pajek对道路网络进行拓扑映射。在对映射后的拓扑网络进行详细分析的基础上构建基于城市交通路网拓扑结构的邻接矩阵，并采用Matlab7.0软件对该邻接矩阵进行相关的模拟计算，得出城市道路网络是一个小世界网络的结论。从而为更合理，有效，精确的评定城市交通道路网络系统的综合可靠性性能，打下了坚实的基础。　　(3)基于复杂网络随机性攻击和选择性攻击策略模式，构建城市路网脆弱性评估模型，并对城市路网两种攻击态势下所能呈现的性能变化情况进行分析，结果表明城市道路网络对选择性攻击行为更具有敏感度。与此同时，对计算网络中各节点的脆弱性数值进行了量化分析。　　(4)在对城市路网脆弱性评估模型和城市路网自身复杂特性研究基础上，构建基于随机性修复和选择性修复的城市路网弹复性评估模型，并利用软件Matlab7.0对其在两种修复态势下所呈现的性能变化情况进行了仿真分析，结果显示城市道路网络在选择性修复情况下性能变化更加稳定，这为路网管理者在面对城市路网受到攻击后采取必要补救措施从而更好地进行路网优化提供了新的思路和方向。　　(5)引入了计算机网络中拓扑势的概念，并结合城市交通路网自身的特点，对拓扑势进行了优化改进，通过实验的方法确定了拓扑势中影响因子的具体数值。　　(6)在提出的改进拓扑势的基础上，结合节点的脆弱性评估模型和弹复性评估模型，构建了城市路网的可靠性安全评估模型，并对其进行了相关的模拟仿真分析，得出网络中各节点可靠性的具体数值，为路网规划、管理、维护提供理论上的借鉴。　　最后对本文的研究工作进行了总结，并指出了工作中的不足及城市道路网络可靠性未来的发展方向。
作者：	沈利兵
专业：	计算机科学与技术;计算机应用技术
导师：	黄大荣;赵玲
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文