基于脆弱性和彈復性的城市路網交通可靠性安全評估方法研究.pdf

1、人們的交通需求對交通網絡處理日常和偶發(fā)性交通問題的應變能力及承受能力提出了較高的要求，不僅要求綜合運用可靠性理論與網絡分析的基本方法來分析城市交通系統(tǒng)提供服務水平的穩(wěn)定程度，而且還需要以此作為交通規(guī)劃和管理的決策依據，提高路網的服務水平。因此，作為路網暢通誘導的基礎環(huán)節(jié)—可靠性研究，對于交通網絡系統(tǒng)的相關理論研究來說顯得尤為重要。而隨著后交通時代的來臨，路網可靠性研究將會面臨越來越多的問題及挑戰(zhàn)，需要在現有路網可靠性研究的基礎上不斷加以

2、改進。因而，建立一個科學合理的安全評估模型對城市路網可靠性的綜合性能進行分析與評估，具有很強的實際意義。
　　基于以上目的，本論文在充分吸收現有路網可靠性研究的基礎上，以復雜網絡理論為指導，以計算機仿真為主要手段，在拓撲結構層面上對城市路網的脆弱性研究模型、彈復性研究模型、結合改進的拓撲勢建立的城市交通路網可靠性安全評估模型進行了系統(tǒng)的理論研究和仿真分析。論文的主要研究內容如下:
　　(1)將復雜網絡理論引入到城市交通路網脆

3、弱性研究中，在概述城市交通路網復雜特性的基礎上，結合復雜網絡最常見的隨機性攻擊和選擇性攻擊行為，構建具體的攻擊策略模式。
　　(2)采用對偶法對城市道路網絡進行抽象分析，結合軟件Pajek對道路網絡進行拓撲映射。在對映射后的拓撲網絡進行詳細分析的基礎上構建基于城市交通路網拓撲結構的鄰接矩陣，并采用Matlab7.0軟件對該鄰接矩陣進行相關的模擬計算，得出城市道路網絡是一個小世界網絡的結論。從而為更合理，有效，精確的評定城市交通道路

4、網絡系統(tǒng)的綜合可靠性性能，打下了堅實的基礎。
　　(3)基于復雜網絡隨機性攻擊和選擇性攻擊策略模式，構建城市路網脆弱性評估模型，并對城市路網兩種攻擊態(tài)勢下所能呈現的性能變化情況進行分析，結果表明城市道路網絡對選擇性攻擊行為更具有敏感度。與此同時，對計算網絡中各節(jié)點的脆弱性數值進行了量化分析。
　　(4)在對城市路網脆弱性評估模型和城市路網自身復雜特性研究基礎上，構建基于隨機性修復和選擇性修復的城市路網彈復性評估模型，并利用軟

5、件Matlab7.0對其在兩種修復態(tài)勢下所呈現的性能變化情況進行了仿真分析，結果顯示城市道路網絡在選擇性修復情況下性能變化更加穩(wěn)定，這為路網管理者在面對城市路網受到攻擊后采取必要補救措施從而更好地進行路網優(yōu)化提供了新的思路和方向。
　　(5)引入了計算機網絡中拓撲勢的概念，并結合城市交通路網自身的特點，對拓撲勢進行了優(yōu)化改進，通過實驗的方法確定了拓撲勢中影響因子的具體數值。
　　(6)在提出的改進拓撲勢的基礎上，結合節(jié)點的脆