恐怖袭击下危险品运输网络修复研究

摘要

“北京金水桥”恐怖袭击案和“昆明3·01”火车站暴恐袭击案标志着恐怖势力已开始伸入我国内地地区，危险品运输车辆作为一个流动的危险源在城市内部穿梭，极易成为恐怖分子袭击的目标。本文研究恐怖袭击下的危险品运输网络的修复问题。
　　首先，通过文献整理和系统分析，构建了危险品运输网络模型，危险品运输网络包括拓扑网络和配送网络，其中拓扑网络是在城市道路网络去掉禁行路段后形成的城市道路网络的一个子集，配送网络是由危险品运输配送起讫点(OD)和配送路径形成的网络。
　　其次，通过分析恐怖袭击的特点，构建了针对危险品运输网络的恐怖袭击情景，其中袭击方式为蓄意袭击，袭击策略为基于边介数的袭击，袭击类型为路段袭击。通过情景假设，界定了本文的研究范围，将恐怖袭击下的危险品运输网络修复问题描述为:通过修复危险品运输拓扑网络以达到危险品运输配送网络性能的最优恢复。
　　再次，通过调研和系统分析，构建了恐怖袭击下危险品运输网络修复流程图，选用网络连通度和网络效率为修复目标的选取指标，还建立了网络遭受袭击后的路段级联失效模型，模型考虑了道路的方向性，详细地描述了级联失效过程。
　　然后，研究了确定修复顺序后如何尽快地把修复物资运送至事故点的问题，其本质是一个时间最短路问题。考虑了从修复物资存储中心到事故点的每条路径都存在被袭击和被修复的概率，构建了路径运行状态的马尔科夫模型，通过计算每条路径的稳态概率，估算了每条路径的期望运行时间，选择期望运行时间最短的一条路径作为最优路径。在修复物资车辆运行的过程中，可能会再次遭遇恐怖袭击，改变网络运行状态，因此给出了修复物资运输路径的动态调整模型。
　　最后，构建了一个由27个节点，50条边组成的虚拟危险品运输网络，编写MATLAB程序，实现了“网络数据初始化→恐怖袭击→网络修复目标排序→应急物资运输路径选择→应急物资运输路径调整”的全过程，验证了恐怖袭击下危险品运输网络修复的可行性及模型的正确性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容

1．3．1 研究目的

1．3．2 研究内容

1．4 技术路线

1．5 论文结构安排

第2章 危险品运输网络模型构建及问题界定

2．1 复杂网络理论基本概念

2．1．1 网络图表示

2．1．2 复杂网络的特征参数

2．1．3 常见的复杂网络模型

2．2 危险品运输网络模型构建

2．3 针对危险品运输的恐怖袭击特征分析

2．3．1 恐怖袭击方式

2．3．2 恐怖袭击类型

2．3．3 恐怖袭击策略

2．4 网络修复问题描述

2．5 本章小结

第3章 恐怖袭击下危险品运输网络修复目标排序

3．1 网络修复有效性的定义及指标

3．1．1 有效性定义

3．1．2 有效性指标

3．2 网络修复模型

3．2．1 网络修复流程

3．2．2 危险品配送最优路径选择

3．2．3 袭击与修复的一些说明

3．3 级联失效模型

3．4 本章小结

第4章 恐怖袭击下危险品运输网络修复物资配送路径选择

4．1 修复物资车辆路径的选择

4．1．1 路段运行状态的马尔科夫模型

4．1．2 修复资源运输路径的选择

4．2 修复物资车辆路径的调整

4．2．1 问题描述

4．2．2 构建动态决策模型

4．3 本章小结

第5章 恐怖袭击下危险品运输网络修复MATLAB仿真

5．1 构建危险品运输网络

5．2 初始化网络数据

5．3 危险品配送最优路径选择

5．4 危险品运输拓扑网络路段遭遇恐怖袭击

5．4．1 危险品运输拓扑网络路段介数排序

5．4．2 进行基于路段介数的恐怖袭击

5．5 修复被袭击的路段

5．5．1 修复目标排序

5．5．2 修复物资配送路径选择

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表论文及科研成果