基于脆弱性和彈復(fù)性的城市路網(wǎng)交通可靠性安全評(píng)估方法研究.pdf

1、人們的交通需求對(duì)交通網(wǎng)絡(luò)處理日常和偶發(fā)性交通問題的應(yīng)變能力及承受能力提出了較高的要求，不僅要求綜合運(yùn)用可靠性理論與網(wǎng)絡(luò)分析的基本方法來分析城市交通系統(tǒng)提供服務(wù)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(jù)，提高路網(wǎng)的服務(wù)水平。因此，作為路網(wǎng)暢通誘導(dǎo)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)—可靠性研究，對(duì)于交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的相關(guān)理論研究來說顯得尤為重要。而隨著后交通時(shí)代的來臨，路網(wǎng)可靠性研究將會(huì)面臨越來越多的問題及挑戰(zhàn)，需要在現(xiàn)有路網(wǎng)可靠性研究的基礎(chǔ)上不斷加以

2、改進(jìn)。因而，建立一個(gè)科學(xué)合理的安全評(píng)估模型對(duì)城市路網(wǎng)可靠性的綜合性能進(jìn)行分析與評(píng)估，具有很強(qiáng)的實(shí)際意義。
　　基于以上目的，本論文在充分吸收現(xiàn)有路網(wǎng)可靠性研究的基礎(chǔ)上，以復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論為指導(dǎo)，以計(jì)算機(jī)仿真為主要手段，在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)層面上對(duì)城市路網(wǎng)的脆弱性研究模型、彈復(fù)性研究模型、結(jié)合改進(jìn)的拓?fù)鋭萁⒌某鞘薪煌肪W(wǎng)可靠性安全評(píng)估模型進(jìn)行了系統(tǒng)的理論研究和仿真分析。論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論引入到城市交通路網(wǎng)脆

3、弱性研究中，在概述城市交通路網(wǎng)復(fù)雜特性的基礎(chǔ)上，結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)最常見的隨機(jī)性攻擊和選擇性攻擊行為，構(gòu)建具體的攻擊策略模式。
　　(2)采用對(duì)偶法對(duì)城市道路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抽象分析，結(jié)合軟件Pajek對(duì)道路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)溆成?。在?duì)映射后的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上構(gòu)建基于城市交通路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的鄰接矩陣，并采用Matlab7.0軟件對(duì)該鄰接矩陣進(jìn)行相關(guān)的模擬計(jì)算，得出城市道路網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)小世界網(wǎng)絡(luò)的結(jié)論。從而為更合理，有效，精確的評(píng)定城市交通道路

4、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的綜合可靠性性能，打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　(3)基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)性攻擊和選擇性攻擊策略模式，構(gòu)建城市路網(wǎng)脆弱性評(píng)估模型，并對(duì)城市路網(wǎng)兩種攻擊態(tài)勢下所能呈現(xiàn)的性能變化情況進(jìn)行分析，結(jié)果表明城市道路網(wǎng)絡(luò)對(duì)選擇性攻擊行為更具有敏感度。與此同時(shí)，對(duì)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的脆弱性數(shù)值進(jìn)行了量化分析。
　　(4)在對(duì)城市路網(wǎng)脆弱性評(píng)估模型和城市路網(wǎng)自身復(fù)雜特性研究基礎(chǔ)上，構(gòu)建基于隨機(jī)性修復(fù)和選擇性修復(fù)的城市路網(wǎng)彈復(fù)性評(píng)估模型，并利用軟

5、件Matlab7.0對(duì)其在兩種修復(fù)態(tài)勢下所呈現(xiàn)的性能變化情況進(jìn)行了仿真分析，結(jié)果顯示城市道路網(wǎng)絡(luò)在選擇性修復(fù)情況下性能變化更加穩(wěn)定，這為路網(wǎng)管理者在面對(duì)城市路網(wǎng)受到攻擊后采取必要補(bǔ)救措施從而更好地進(jìn)行路網(wǎng)優(yōu)化提供了新的思路和方向。
　　(5)引入了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中拓?fù)鋭莸母拍?，并結(jié)合城市交通路網(wǎng)自身的特點(diǎn)，對(duì)拓?fù)鋭葸M(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，通過實(shí)驗(yàn)的方法確定了拓?fù)鋭葜杏绊懸蜃拥木唧w數(shù)值。
　　(6)在提出的改進(jìn)拓?fù)鋭莸幕A(chǔ)上，結(jié)合節(jié)點(diǎn)的脆