考虑站点相互影响的城市地铁网络脆弱性评价模型构建及应用研究

摘要

随着城市人口的急剧增加和社会经济的飞速发展，地铁已逐渐成为城市交通系统的生命线工程。然而，城市轨道交通系统很容易受地震、洪水、火灾等破坏性事故影响，且其恢复过程需要耗费大量的人力、物力资源。因此，分析突发事件对地铁网络造成的影响，研究不同地铁网络结构类型面对外部攻击时的脆弱性和鲁棒性显得十分重要。
　　本文从地铁网络脆弱性评价模型出发，运用图论和复杂网络理论的方法，通过引入“日可达性”的评价指标和考虑站点间相互影响的情况，在已有研究的基础之上，构建新的地铁网络脆弱性评价模型。运用Matlab模拟仿真突发事件的攻击过程，通过与已有研究进行对比分析，找出两种评价模型的差异。最后结合星型、放射型、网格型、放射+环型、网格+环型五种典型的地铁网络类型，进行脆弱性对比分析，找出面对随机攻击和蓄意攻击时更加鲁棒的地铁网络结构类型，为地铁网络的安全规划和管理提供参考。
　　研究表明:改进后的地铁网络脆弱性评价模型更加具有现实意义;地铁网络对于节点介数的蓄意攻击表现出较强的脆弱性;不同结构类型的地铁网络表现出不同的脆弱性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 交通网络拓扑结构复杂性研究现状

1．2．2 城市地铁网络脆弱性研究现状

1．3 研究方法和研究内容

1．3．1 研究方法

1．3．2 研究内容及框架

第2章 相关理论与方法概述

2．1 复杂网络理论

2．1．1 复杂网络的定义及分类

2．1．2 复杂网络理论常用拓扑特征量

2．1．3 复杂网络的抗攻击型和抗毁性

2．2 网络演化理论

2．2．1 BA模型

2．2．2 适应度模型

2．2．3 节点复制模型

2．2．4 地铁网络演化模型

第3章 考虑站点相互影响的地铁网络脆弱性评价模型构建及对比分析

3．1 城市地铁网络脆弱性及相关概念界定

3．1．1 城市地铁网络系统结构范围界定

3．1．2 城市地铁网络脆弱性定义

3．1．3 脆弱性相关概念辨析

3．2 考虑站点相互影响的地铁网络脆弱性评价模型构建

3．2．1 攻击策略

3．2．2 脆弱性评价指标

3．2．3 两种评价方法对比分析

3．3 考虑站点相互影响的地铁网络脆弱性评价模型对比分析

3．3．1 模型仿真操作

3．3．2 北京地铁网络示例

3．3．3 城市地铁网络脆弱性评价模型对比分析

第4章 地铁网络脆弱性评价模型在不同网络结构类型中的应用分析

4．1 地铁网络系统结构分类

4．1．1 线路类型

4．1．2 地铁网络结构类型

4．2 不同地铁网络结构类型脆弱性评价

4．2．1 地铁网络范例说明

4．2．2 基于纯拓扑结构的不同地铁网络结构类型脆弱性分析

4．2．3 考虑站点相互影响的不同地铁网络结构类型脆弱性分析

4．2．4 两种评价方法下不同地铁网络类型脆弱性对比分析

4．3 相关策略和建议

第5章 研究结论和展望

5．1 研究结论

5．2 研究展望

致谢

参考文献

附录