城市軌道交通網絡拓撲建模及其動力學分析.pdf

1、在現代城市發(fā)展的過程中，城市交通能力成為制約經濟活力的重要因素之一。因此，許多大城市都在建設自己的軌道交通交通網。本文第一部分構建了全球10個城市軌道交通網絡的演化模型，分析了不同網絡的主要特性（如:節(jié)點度、中介數、聚類特性、平均路徑長度等）及其演化過程。研究表明，隨著中心城區(qū)核心網絡的形成和郊區(qū)地鐵的完善，軌道交通網絡的平均路徑長度和網絡直徑在演化過程中，呈現先急劇增大后趨向平穩(wěn)的特點。通過節(jié)點度和中介數的分布及相關性分析，表明雖然二

2、者呈正相關關系，但是一些較小度值的站點具有較高的中介數，這些站點通常位于網絡中環(huán)型結構附近并且承擔了較大客流。此外，本文的研究還發(fā)現，隨著軌道交通網絡發(fā)展過程中局部小回路的形成，某些站點的流量會降低，這意味著地鐵系統的局部拓撲特性隨著網絡的演化得到了改善。本文還對軌道交通網絡中回路長度的分布進行了研究，發(fā)現網絡中沒有形成回路的邊占55％左右。
　　第二部分重點研究城市軌道交通系統的級聯失效及其抑制策略，發(fā)掘軌道交通網絡級聯失效的特

3、點，為城市軌道交通網建設和保護提供有價值的參考。首先采用復雜網絡理論，分別采用中介數和度確定了軌道交通網絡中的節(jié)點的重要性，之后分析了各大城市的軌道交通系統在隨機攻擊和惡意攻擊情況下的網絡性能，發(fā)現軌道交通系統同Scale-free網絡具有類似的特點，在隨機攻擊的情形下的魯棒性優(yōu)于惡意攻擊的情形。另外，隨著網絡負載容差參數α的變化，我們的研究發(fā)現有時隨著α的增加，網絡在遭受攻擊時的魯棒性反而降低。之后我們對軌道交通網絡在遭受攻擊時的級聯