基于复杂网络理论的城市轨道交通网络可靠性研究
发布时间：2021-10-12 15:55
摘要：随着社会经济的飞速发展,城市规模不断扩大,城市人口急剧增加,城市轨道交通作为城市公共交通优先发展的对象,在超大城市中已经形成网络化运营模式,逐步成为保障城市可持续发展的核心要素。城市轨道交通网络规模不断发展,网络结构日益复杂,面临越来越多的内部与外部挑战,如线路或车站出现故障或遭到攻击等突发情况,急需通过研究城市轨道交通网络的结构特性及可靠性,有针对性地优化网络结构及可靠性,保障城市轨道交通网络的正常运行。本文首先系统地阐述了复杂网络的基本理论及其模型,综述了加权网络典型模型的演化过程以及加权网络的静态特征参数。结合中国超大城市的轨道交通网络发展现状,以北京市为例应用Space L方法构建城市轨道交通无权网络模型,在此基础上用车流量为各线路赋权,构建了城市轨道交通加权网络模型,并对网络拓扑复杂特征进行分析,证明轨道交通网络具有无标度特性,不具备小世界特性。根据城市轨道交通网络可靠性定义及其影响因素,设计了城市轨道交通网络可靠性测度并对其量化处理。由于城市轨道交通网络的特征参量较多,综合考虑节点或边的局部重要性与全局重要性,构建了基于重要度贡献的节点重要度评估模型和基于端点重要度贡...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SpaceL方式下北京市轨道交通无权网络拓扑结构
城市轨道交通网络足多层次的复杂网络，越于车流量的城市轨道交通加权网络的构成如图3-5所示。城lU轨道交迎M络/II.a "''Jir,j. II), 11), ,,.9 II5 ,,. ZIt ■n.j .H i, U i, ‘ ,,. II y" ‘ /"V , fj> ‘ Ify II.J ir.j I'y /If- "V 丨丨 V ,,: "? yIh ， .、 ? II y // ll.g II-,/ ‘ in, Z- If,J .Z 车流网络, 网络1^点,, o ；I t '■ / 轨道线路、? // , ? 0 . . 0 .. 0 , ^ “列午.午.流-“ 0' > ^ 姑丁?列午..午.流的- - 轨道线路‘ 地理M络// ‘ ■ ‘； Z/ 广 Z、‘./ 、‘ //图3-5基于高峰期车流的城市轨道交通网络模型Figure 3-5 Urban rail transit network model based on traffic flow in peak hour与无权网络相比，基于列车流量的城市轨道交通加权网络的结构更真实地描述了实际运行中的城市轨道交通线网特性，不仅明确了网络中节点与边的空间地理位置，而且考虑了每条线路的列车幵行方案。城市轨道交通加权网络中，边权反映了每条线路的列车发车密度，而列车发车密度又是线路承载和运输能力的具体体现，整个网络屮所有边权均反映了实际网络屮的车流分布情况。由于列车开行方案的制定建立在客流预测基础之上，车流分布从一定程度上反映了客流的分布
基于地理的北京城市轨道交通无权网络中，节点V,的度k丨为与该节点相连接的边数，网络中各节点度yt的大小如图3-6所示，平均度</^>为2.24,表明网络的每个节点平均有2-3条边与其相连，大多数节点的度为2符合北京市轨道交通网络的特性。5| -pp ‘ ■ 45. i ；. -：：：丨丨丨丨丨■3 C i 丨丨"i ；；1：；11：： I ：3 5-： ：；： 1 ； ：；1 I 11：； ！; -乂 ： ；：： ！ ； ：：!;：! 11：； ！:侧 iiliii iiiiiiliiiEiiiiii :i ii n i?i 2:242.5 - ；;；；;; ；； ;;：； :l;:i；：；；;；：！|{i；; I；;;：'；：丨-■ 'I ?_ 'I 'j 11 ?1 :? II■1 c : '： " '： I： :: n i ::15 “ ； r i1 . ?‘ i i i—# i—^ 0 50 100 150 200 250节点编号n图3-6北京市轨道交通网络各节点的度Figure 3-6 Each node degree of Beijing rail transit network北京市轨道交通网络中节点度的分布如图3-7所示，度值为2的节点约占总节点数的78%，度值为4的约占13%,度值为1的节点约占总节点数的6%，度值为3的约占3%，度值为5的约占1%。度值为2的节点在整个网络节点中占绝大部分，度位为4的节点所占的比重也较大。大多数网络节点的度为2、4
【参考文献】：
期刊论文
[1]两种网络的可靠性模拟及比较分析[J]. 彭俊好. 广州大学学报(自然科学版). 2014(05)
[2]复杂网络抗毁性研究进展[J]. 谭跃进,吴俊,邓宏钟. 上海理工大学学报. 2011(06)
[3]复杂网络可靠性评价指标[J]. 杨孝平,尹春华. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2010(03)
[4]中国铁路网的拓扑特性[J]. 王伟,刘军,蒋熙,王莹. 北京交通大学学报. 2010(03)
[5]城市公交网络的鲁棒性分析模型[J]. 段后利,李志恒,张毅. 华南理工大学学报(自然科学版). 2010(03)
[6]城市公共交通网络的复杂性分析[J]. 刘锐,严宝杰,黄志鹏. 交通运输系统工程与信息. 2009(03)
[7]城市地铁网络的复杂性分析[J]. 汪涛,方志耕,吴卉,吴琳丽. 军事交通学院学报. 2008 (02)
[8]中国城市航空网络的实证研究与分析[J]. 刘宏鲲,周涛. 物理学报. 2007(01)
[9]复杂网络抗毁性研究综述[J]. 谭跃进,吴俊,邓宏钟,朱大智. 系统工程. 2006(10)
[10]中国铁路客运网网络性质的研究[J]. 赵伟,何红生,林中材,杨孔庆. 物理学报. 2006(08)
博士论文
[1]公交客流加权复杂网络结构及动力学行为研究[D]. 黄爱玲.北京交通大学 2014
[2]铁路路网能力可靠性、能力适应性及抗毁性研究[D]. 郑亚晶.北京交通大学 2013
[3]复杂网络结构下供应链企业间合作关系研究[D]. 丁青艳.北京交通大学 2012
[4]加权复杂网络抗毁性及其故障恢复技术研究[D]. 潘淑文.北京邮电大学 2011
[5]交通网络复杂性及其优化研究[D]. 李进.天津大学 2009
[6]复杂网络理论在电力网中的若干应用研究[D]. 孙可.浙江大学 2008
硕士论文
[1]恐怖袭击下城市轨道交通网络抗毁性分析[D]. 欧雯.西南交通大学 2014
[2]基于复杂网络理论的城市轨道交通网络抗毁性优化研究[D]. 刘新.西南交通大学 2014
[3]城市轨道交通网络可靠性研究[D]. 陈卓林.北京交通大学 2014
[4]基于复杂网络理论的城市轨道线网可靠性研究[D]. 郭兰兰.大连理工大学 2013
[5]加权复杂网络节点重要度分析及其在城市交通网络中的应用[D]. 马囡囡.长沙理工大学 2013
[6]轨道交通线网的复杂性建模与稳定性分析[D]. 谭月.华中科技大学 2013
[7]基于复杂网络理论的城市道路网络综合脆弱性评估模型[D]. 肖瑶.华中科技大学 2013
[8]基于复杂网络的城市路网抗毁性研究[D]. 曹立志.长沙理工大学 2011
[9]加权复杂网络的病毒传播和免疫策略研究[D]. 李天华.广西师范大学 2010
[10]复杂网络可靠性研究[D]. 刘全龙.北京邮电大学 2007
本文编号：3432871
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SpaceL方式下北京市轨道交通无权网络拓扑结构
城市轨道交通网络足多层次的复杂网络，越于车流量的城市轨道交通加权网络的构成如图3-5所示。城lU轨道交迎M络/II.a "''Jir,j. II), 11), ,,.9 II5 ,,. ZIt ■n.j .H i, U i, ‘ ,,. II y" ‘ /"V , fj> ‘ Ify II.J ir.j I'y /If- "V 丨丨 V ,,: "? yIh ， .、 ? II y // ll.g II-,/ ‘ in, Z- If,J .Z 车流网络, 网络1^点,, o ；I t '■ / 轨道线路、? // , ? 0 . . 0 .. 0 , ^ “列午.午.流-“ 0' > ^ 姑丁?列午..午.流的- - 轨道线路‘ 地理M络// ‘ ■ ‘； Z/ 广 Z、‘./ 、‘ //图3-5基于高峰期车流的城市轨道交通网络模型Figure 3-5 Urban rail transit network model based on traffic flow in peak hour与无权网络相比，基于列车流量的城市轨道交通加权网络的结构更真实地描述了实际运行中的城市轨道交通线网特性，不仅明确了网络中节点与边的空间地理位置，而且考虑了每条线路的列车幵行方案。城市轨道交通加权网络中，边权反映了每条线路的列车发车密度，而列车发车密度又是线路承载和运输能力的具体体现，整个网络屮所有边权均反映了实际网络屮的车流分布情况。由于列车开行方案的制定建立在客流预测基础之上，车流分布从一定程度上反映了客流的分布
基于地理的北京城市轨道交通无权网络中，节点V,的度k丨为与该节点相连接的边数，网络中各节点度yt的大小如图3-6所示，平均度</^>为2.24,表明网络的每个节点平均有2-3条边与其相连，大多数节点的度为2符合北京市轨道交通网络的特性。5| -pp ‘ ■ 45. i ；. -：：：丨丨丨丨丨■3 C i 丨丨"i ；；1：；11：： I ：3 5-： ：；： 1 ； ：；1 I 11：； ！; -乂 ： ；：： ！ ； ：：!;：! 11：； ！:侧 iiliii iiiiiiliiiEiiiiii :i ii n i?i 2:242.5 - ；;；；;; ；； ;;：； :l;:i；：；；;；：！|{i；; I；;;：'；：丨-■ 'I ?_ 'I 'j 11 ?1 :? II■1 c : '： " '： I： :: n i ::15 “ ； r i1 . ?‘ i i i—# i—^ 0 50 100 150 200 250节点编号n图3-6北京市轨道交通网络各节点的度Figure 3-6 Each node degree of Beijing rail transit network北京市轨道交通网络中节点度的分布如图3-7所示，度值为2的节点约占总节点数的78%，度值为4的约占13%,度值为1的节点约占总节点数的6%，度值为3的约占3%，度值为5的约占1%。度值为2的节点在整个网络节点中占绝大部分，度位为4的节点所占的比重也较大。大多数网络节点的度为2、4
【参考文献】：
期刊论文
[1]两种网络的可靠性模拟及比较分析[J]. 彭俊好. 广州大学学报(自然科学版). 2014(05)
[2]复杂网络抗毁性研究进展[J]. 谭跃进,吴俊,邓宏钟. 上海理工大学学报. 2011(06)
[3]复杂网络可靠性评价指标[J]. 杨孝平,尹春华. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2010(03)
[4]中国铁路网的拓扑特性[J]. 王伟,刘军,蒋熙,王莹. 北京交通大学学报. 2010(03)
[5]城市公交网络的鲁棒性分析模型[J]. 段后利,李志恒,张毅. 华南理工大学学报(自然科学版). 2010(03)
[6]城市公共交通网络的复杂性分析[J]. 刘锐,严宝杰,黄志鹏. 交通运输系统工程与信息. 2009(03)
[7]城市地铁网络的复杂性分析[J]. 汪涛,方志耕,吴卉,吴琳丽. 军事交通学院学报. 2008 (02)
[8]中国城市航空网络的实证研究与分析[J]. 刘宏鲲,周涛. 物理学报. 2007(01)
[9]复杂网络抗毁性研究综述[J]. 谭跃进,吴俊,邓宏钟,朱大智. 系统工程. 2006(10)
[10]中国铁路客运网网络性质的研究[J]. 赵伟,何红生,林中材,杨孔庆. 物理学报. 2006(08)
博士论文
[1]公交客流加权复杂网络结构及动力学行为研究[D]. 黄爱玲.北京交通大学 2014
[2]铁路路网能力可靠性、能力适应性及抗毁性研究[D]. 郑亚晶.北京交通大学 2013
[3]复杂网络结构下供应链企业间合作关系研究[D]. 丁青艳.北京交通大学 2012
[4]加权复杂网络抗毁性及其故障恢复技术研究[D]. 潘淑文.北京邮电大学 2011
[5]交通网络复杂性及其优化研究[D]. 李进.天津大学 2009
[6]复杂网络理论在电力网中的若干应用研究[D]. 孙可.浙江大学 2008
硕士论文
[1]恐怖袭击下城市轨道交通网络抗毁性分析[D]. 欧雯.西南交通大学 2014
[2]基于复杂网络理论的城市轨道交通网络抗毁性优化研究[D]. 刘新.西南交通大学 2014
[3]城市轨道交通网络可靠性研究[D]. 陈卓林.北京交通大学 2014
[4]基于复杂网络理论的城市轨道线网可靠性研究[D]. 郭兰兰.大连理工大学 2013
[5]加权复杂网络节点重要度分析及其在城市交通网络中的应用[D]. 马囡囡.长沙理工大学 2013
[6]轨道交通线网的复杂性建模与稳定性分析[D]. 谭月.华中科技大学 2013
[7]基于复杂网络理论的城市道路网络综合脆弱性评估模型[D]. 肖瑶.华中科技大学 2013
[8]基于复杂网络的城市路网抗毁性研究[D]. 曹立志.长沙理工大学 2011
[9]加权复杂网络的病毒传播和免疫策略研究[D]. 李天华.广西师范大学 2010
[10]复杂网络可靠性研究[D]. 刘全龙.北京邮电大学 2007
本文编号：3432871
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