基于复杂网络的城市地铁网脆弱性研究

发布时间：2017-06-27 06:03

  本文关键词：基于复杂网络的城市地铁网脆弱性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：地铁网络以其客流量大、运输效率高、运输准时等优势纷纷成为城市公共交通建设的重点,尤其是国际性大都市。作为城市基础设施系统的重要组成部分,对城市的发展和日常运行有着极其重要的意义。在其迅速发展的同时,安全运营面临新的挑战和要求。为了保证地铁交通网络的高效、安全运行,提高地铁网络的抗攻击能力,管理者必须知道整个网络面对突发事件或者蓄意攻击的脆弱性水平,找到哪些地方是最容易遭到影响,并且后果最严重的地方。然而,目前只有少数学者研究了地铁网络的脆弱性,在研究时也大多从拓扑结构或物理角度考虑其脆弱性,并未考虑乘客需求的变化和攻击前后乘客出行时间的延误。这样就不能真实地反映地铁网络的实际脆弱性大小及其关键站点和连边。本文以地铁网为研究对象,结合实际客流OD,考虑站点容量限制及路段通行能力约束。从乘客出行延误时间、未满足需求乘客数量及网络服务效率三方面综合分析确定了关键连边和脆弱站点。并以上海地铁网为实证对象,借助MATLAB对不同攻击方式下整个网络服务效率的变化进行了仿真。仿真结果表明:站点和连边的重要性随着网络中其他连边的失效而发生变化;站点的脆弱性大小与其度值不直接相关,而是受到其地理位置、运送旅客量及可换乘性的综合影响;上海地铁网对连续重要性攻击表现出最大的脆弱性。在地铁网络的设计、建设和运营中,既要加强保护初始状态下的关键站点和连边,也应该预测遭到攻击后变化了的网络中的关键站点和连边并重点保护,避免事故发生后网络服务效率快速恶化。
【关键词】：复杂网络 脆弱性分析 地铁网络 MATLAB仿真 网络服务效率
【学位授予单位】：烟台大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：F572.88
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-13
• 第一节 研究背景及意义8-10
• 一、研究背景8-9
• 二、研究意义9-10
• 第二节 研究内容及创新点10-11
• 一、研究内容10-11
• 二、创新点11
• 第三节 研究方法及技术线路图11-13
• 一、研究方法11-12
• 二、技术线路图12-13
• 第二章 文献综述13-22
• 第一节 复杂网络研究13-17
• 一、从规则网络到无标度网络13-16
• 二、从拓扑结构性质到网络功能性质研究16-17
• 第二节 城市轨道交通网络研究17-18
• 第三节 脆弱性研究18-22
• 一、研究方法和对象的拓展18-20
• 二、轨道交通网络脆弱性研究20-22
• 第三章 理论基础22-27
• 第一节 脆弱性含义与评估22-23
• 一、脆弱性含义22
• 二、脆弱性评估22-23
• 第二节 Wardrop平衡原理23-24
• 第三节 平衡配流规划模型24-25
• 第四节 变分不等式的引入25-27
• 第四章 地铁网络脆弱性评价模型27-38
• 第一节 建模思路27-30
• 一、路段的重要性27-29
• 二、站点的关键性29-30
• 三、整个地铁网络的脆弱性30
• 第二节 模型的描述30-32
• 一、容量约束和通行能力约束30
• 二、模型假设30-31
• 三、模型符号31-32
• 第三节 模型的建立32-34
• 第四节 求解算法及仿真步骤34-38
• 一、求解算法34-36
• 二、仿真步骤36-38
• 第五章 上海地铁网脆弱性实证研究38-48
• 第一节 上海市地铁网络结构描述38-40
• 第二节 连边的重要性分析40-42
• 一、无换乘选择的连边重要性41
• 二、有换乘选择的连边重要性41-42
• 第三节 站点的重要性分析42-43
• 第四节 不同攻击策略下上海地铁网络的脆弱性分析43-48
• 一、连边攻击43-45
• 二、站点攻击45-48
• 第六章 总结与展望48-51
• 第一节 总结及建议48-49
• 第二节 展望49-51
• 参考文献51-55
• 致谢55-56
• 攻读硕士期间发表的学术论文与研究成果56-57

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1 Martha G.Roberts,杨国安;可持续发展研究方法国际进展——脆弱性分析方法与可持续生计方法比较[J];地理科学进展;2003年01期

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3 宋志立;;贫困脆弱性研究文献综述[J];经济研究导刊;2013年25期

4 陈健生;;脆弱性、贫困动态与西部农村贫困研究转变[J];西部发展评论;2013年00期

5 黄承伟;王小林;徐丽萍;;贫困脆弱性:概念框架和测量方法[J];农业技术经济;2010年08期

6 储毓婷;苏飞;;国内外经济脆弱性研究述评[J];生态经济(学术版);2013年02期

7 韩峥;脆弱性与农村贫困[J];农业经济问题;2004年10期

8 孙梦洁;韩华为;;灾害、风险冲击对农户贫困脆弱性影响的研究综述[J];生产力研究;2013年04期

9 国情调查课题组;徐志明;;脆弱性与贫困:江苏李庄村实证分析[J];现代经济探讨;2009年07期

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1 黄匡时;;脆弱性分析与脆弱人口的社会保护[A];2009中国可持续发展论坛暨中国可持续发展研究会学术年会论文集(上册)[C];2009年

2 赵蕊;孙振华;李新明;;脆弱性描述语言浅析[A];第一届全国Web信息系统及其应用会议（WISA2004）论文集[C];2004年

3 于瑛英;胡敏;;城市脆弱性以及对策分析(英文)[A];Proceedings of the 4th International Conference on Engineering and Business Management[C];2013年

4 李波;伊瑞海;卢昱;;空间信息网络拓扑结构脆弱性分析系统设计与实现[A];2006通信理论与技术新进展——第十一届全国青年通信学术会议论文集[C];2006年

5 张国培;庄天慧;张海霞;;自然灾害对农户贫困脆弱性影响实证研究[A];2010中国可持续发展论坛2010年专刊（二）[C];2010年

6 海然;;云计算风险分析[A];第27次全国计算机安全学术交流会论文集[C];2012年

7 李求进;;化工园区区域脆弱性研究概述[A];中国职业安全健康协会2013年学术年会论文集[C];2013年

8 王智刚;刘越屿;;雷击时易燃易爆行业的脆弱性分析和风险分析[A];武汉区域气象中心城市群发展气象服务工作论坛优秀论文汇编[C];2008年

9 邢丹;李艺;;LKM机制脆弱性分析[A];全国第16届计算机科学与技术应用（CACIS）学术会议论文集[C];2004年

10 方妮;郭超;杨健;;PPS脆弱性分析及软件设计[A];中国工程物理研究院科技年报（2001）[C];2001年

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1 王娜娜 整理;脆弱性分析为灾害研究提供新范式[N];中国社会科学报;2012年

2 王新宇 中国政法大学法学院;关注人类共有的脆弱性[N];中国社会科学报;2012年

3 段德峰邋刘盛;从“脆弱性”入手进行灾害分析和管理[N];第一财经日报;2008年

4 李伟;计算机脆弱性不能不评估[N];中国计算机报;2006年

5 ;脆弱性扫描产品功能指标说明[N];网络世界;2001年

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1 张峰;协同生产网络组织的脆弱性研究与工程应用[D];重庆大学;2012年

2 张炜熙;区域发展脆弱性研究与评估[D];天津大学;2006年

3 李丽;中国城乡居民家庭贫困脆弱性研究[D];东北财经大学;2010年

4 王红毅;区域社会经济系统脆弱性综合评价及应用研究[D];燕山大学;2012年

5 李卓华;社会发展脆弱性的技术经济系统集成研究[D];天津大学;2006年

6 于江龙;我国国有林场发展脆弱性形成机理及影响因素研究[D];北京林业大学;2012年

7 刘晓明;复杂信息系统网络脆弱性分析与仿真验证技术研究[D];北京邮电大学;2013年

8 田艳芬;我国银行体系脆弱性测度及影响因素研究[D];吉林大学;2008年

9 冯克印;鲁西南煤炭化工经济区地质环境脆弱性研究[D];中国地质大学（北京）;2011年

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1 楚克鹏;基于电网络理论的电力系统过负荷脆弱性及其控制方法研究[D];西南交通大学;2015年

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