地鐵復雜網(wǎng)絡的連通脆弱性研究.pdf

1、伴隨著科學技術的發(fā)展和進步,城市軌道交通系統(tǒng)(地鐵系統(tǒng))正在受到全世界國家的關注。城市軌道交通系統(tǒng)為城市的發(fā)展提供動力,也為現(xiàn)代化大都會的發(fā)展提供了支撐。因此城市軌道交通系統(tǒng)的可靠性和魯棒性就顯得越來越重要。然而迄今為止,只有少數(shù)學者研究過城市軌道交通系統(tǒng)的安全性和可靠性。本文將城市軌道交通系統(tǒng)轉換成網(wǎng)絡化系統(tǒng),并對城市軌道交通系統(tǒng)的安全性和可靠性進行初步的研究,如下:
　　首先,研究了城市軌道交通復雜網(wǎng)絡(地鐵復雜網(wǎng)絡)的個性和

2、共性。通過介紹全世界的城市軌道交通復雜網(wǎng)絡,對其本身特征和普遍特征進行了研究。發(fā)現(xiàn)城市軌道交通復雜網(wǎng)絡節(jié)點的平均度分布在區(qū)間[2,2.45]上,任意兩節(jié)點之間的平均最短路徑長度大部分集中在區(qū)間[10,16]之內,并且節(jié)點和邊的平均介數(shù)與節(jié)點總數(shù)之間是線性增長關系。同時還發(fā)現(xiàn)城市軌道交通復雜網(wǎng)絡的樞紐網(wǎng)絡具有小世界特性和無標度特性。
　　其次,本文給出了三種外部攻擊規(guī)則,并且從兩個方面研究了城市軌道交通復雜網(wǎng)絡對于攻擊的脆弱性,同時

3、從拓撲脆弱性和功能脆弱性這兩個方面來評估了系統(tǒng)的脆弱性。通過研究發(fā)現(xiàn),城市軌道交通復雜網(wǎng)絡對于最高介數(shù)節(jié)點攻擊具有很大的脆弱性。另外本文還比較分析了不同城市軌道交通復雜網(wǎng)絡的脆弱性。
　　再次,研究了相互依賴的城市軌道交通復雜網(wǎng)絡對于外部攻擊的脆弱性。通過分析系統(tǒng)本身的特征,構造了結合電力網(wǎng)絡和通信網(wǎng)絡的電氣化城市軌道交通復雜網(wǎng)絡的模型,分析了軌道網(wǎng)絡對于電力網(wǎng)絡故障和通信網(wǎng)絡故障所表現(xiàn)出來的脆弱性。通過對網(wǎng)絡之間依賴強度的分析,