突發(fā)中斷下城市地鐵網(wǎng)絡(luò)脆弱性研究.pdf

1、地鐵已日益成為城市交通系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，中國(guó)許多城市也陸續(xù)迎來(lái)了地鐵的網(wǎng)絡(luò)化。然而，城市地鐵系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)封閉的系統(tǒng)，由于修建成本高、改造難度大，線(xiàn)網(wǎng)修建完成后很難做大規(guī)模的變動(dòng)。中國(guó)城市人口眾多，乘坐地鐵客流日趨增大，隨著設(shè)備的使用、老化、故障，自然災(zāi)害，人為失誤，社會(huì)不安定因素等在網(wǎng)絡(luò)中交叉、聚集和擴(kuò)散，這些不安定因素對(duì)地鐵系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)帶來(lái)干擾，重大事故頻發(fā)，社會(huì)影響巨大。因此，研究突發(fā)中斷下城市地鐵網(wǎng)絡(luò)的脆弱性，找出其薄弱環(huán)

2、節(jié)并加以保護(hù)，對(duì)于保障地鐵運(yùn)營(yíng)的穩(wěn)定性和出行者的安全至關(guān)重要，并將促進(jìn)整個(gè)地鐵網(wǎng)絡(luò)的安全、穩(wěn)定和快速發(fā)展。
　　首先，總結(jié)相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)突發(fā)中斷情況進(jìn)行了介紹，分析它對(duì)地鐵產(chǎn)生的影響;結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)中脆弱性的定義，給出本文的脆弱性定義，并對(duì)脆弱性研究方法進(jìn)行了介紹。
　　介紹了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論及其特征參數(shù)，采用Space L法構(gòu)建地鐵網(wǎng)絡(luò)模型，提出了6種中斷策略:①單個(gè)節(jié)點(diǎn)分別中斷，②最大度數(shù)節(jié)點(diǎn)中斷，③最大介數(shù)節(jié)點(diǎn)中斷，④節(jié)點(diǎn)隨機(jī)

3、中斷，⑤單個(gè)區(qū)間分別中斷，⑥區(qū)間隨機(jī)中斷。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平均連通效率和最大連通子圖的相對(duì)大小兩個(gè)指標(biāo)來(lái)分析網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)脆弱性，比較每個(gè)站點(diǎn)和區(qū)間的結(jié)構(gòu)脆弱性，識(shí)別出關(guān)鍵站點(diǎn)和區(qū)間。并以2013年北京地鐵線(xiàn)網(wǎng)為例進(jìn)行了實(shí)例分析。
　　再次，本文對(duì)地鐵的社會(huì)功能脆弱性進(jìn)行了分析，以廣義出行總成本的增加來(lái)描述車(chē)站或區(qū)間中斷后網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力的降低，建立了社會(huì)功能脆弱性評(píng)估模型。然后基于考慮擁擠的軌道交通客流分配模型，建立了時(shí)間成本運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，乘客的路

4、徑選擇模型、廣義出行費(fèi)用模型以及SUE客流分配模型，并選擇了合適的算法來(lái)求解乘客的廣義出行總成本，用算例驗(yàn)證了模型的可行性。
　　最后，針對(duì)地鐵網(wǎng)絡(luò)的脆弱性，從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和社會(huì)功能兩個(gè)方面來(lái)探討脆弱性的優(yōu)化策略，提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面，分析了三種典型網(wǎng)絡(luò)的基本特征和脆弱性和無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建模型中參數(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)魯棒性的影響，提出了規(guī)劃階段地鐵網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)構(gòu)建方法;對(duì)于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)建，提出了一種方法來(lái)降低網(wǎng)絡(luò)的脆弱性，并用算例對(duì)方