城市轨道交通系统多层灾害链网络构建及安全态势评价

摘要

随着城市规模的扩大，轨道交通系统也越发复杂，因此当系统发生灾害的时候，通常都会引发次生灾害甚至衍生灾害，使得整个灾害过程呈现出一种链式结构。城市轨道交通系统灾害链是指在城市轨道交通系统中灾害相继发生的现象。就城市轨道交通系统而言，由于系统所处空间相对封闭，系统构成相对复杂，灾害链往往不止一条。不同灾害链相互交织，便形成了灾害链网络。
　　本文基于灾害链及多层网络理论，以城市轨道交通系统内的灾害作为研究对象，构建了多层城市轨道交通系统灾害链网络模型，并量化了灾害事件之间的引发概率，随后以该模型为基础，对城市轨道交通系统的安全态势进行了评价。具体完成了以下工作:
　　首先，本文提出了一种基于条件概率的灾害事件之间关系的定量描述方法。基于该方法构建了单层的城市轨道交通系统灾害链网络。进而，依据城市轨道交通系统空间分区构建了城市轨道交通系统的多层灾害链网络。
　　然后，进行了灾害事件安全态势的多指标评价模型，利用利用层次分析法确定了评价指标体系及其权重;结合灾害链网络与灾害之间的传播概率，利用模糊评价法对灾害链网络安全状态的变化趋势进行了评价;并且，利用综合评价方法，结合网络抗毁性的部分指标，对每个灾害传播过程，即网络中的每条边进行了重要度的排序。
　　最后，以给定的一组轨道交通灾害统计数据为例，运用本文提出的多层网络建模方法进行建模。在假定灾害场景下，对网络的安全态势进行了评价。并展示了如何利用灾害链网络边的重要性排序结果，为管理人员提供安全救援方面的决策支持。

目录

声明

致谢

摘要

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 灾害链及灾害演变研究

1．2．2 复杂网络相关研究

1．2．3 安全态势评价相关研究

1．3 本论文主要研究内容

1．4 论文结构和技术路线

2 灾害链网络评价方法研究

2．1 基于AHP的模糊综合评价法

2．1．1 层次分析法

2．1．2 模糊评价法

2．2 综合评价方法

2．2．1 线性加权评价模型

2．2．2 乘法评价模型

2．2．3 加乘混合评价模型

2．3 网络抗毁性指标

2．4 本章小结

3 多层城轨灾害链网络模型构建

3．1 城市轨道交通系统灾害事件统计分析

3．1．1 灾害事件类型及等级划分

3．1．2 事故类型分布

3．2 基于条件概率的灾害事件关系分析

3．2．1 构造改进的共现矩阵

3．2．2 构造灾害事件条件概率矩阵

3．3 基于城市轨道交通系统空间分区的多层灾害链网络构建

3．4 本章小结

4 多层城轨灾害链网络安全态势评价

4．1 网络节点重要性评价

4．1．1 层次分析法评价过程

4．1．2 指标的量化处理

4．2 灾害链网络的安全变化趋势评价

4．3 灾害传播过程重要性评价

4．3．1 建立综合评价指标体系

4．3．2 评价模型的选择与计算

4．4 本章小结

5 算例分析

5．1 灾害链网络模型构建

5．1．1 构造共现矩阵

5．1．2 构造灾害事件引发概率矩阵

5．1．3 多层城市轨道交通灾害链网络构建

5．2 城市轨道交通系统安全态势评价

5．2．1 灾害节点安全状态评价

5．2．2 灾害链网络安全状态变化趋势评价

5．2．3 灾害传播过程重要性评价

5．3 本章小结

6 结论与展望

6．1 主要研究工作及创新点

6．2 展望

参考文献

附录

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

学位论文数据集