城市轨道交通运输网络级联失效抗毁性研究

交通运输系统工程与信息 ›› 2018, Vol. 18 ›› Issue (5): 82-87.

城市轨道交通运输网络级联失效抗毁性研究

刘朝阳¹，吕永波^*1，刘步实¹，李倩²，吕万钧¹

1. 北京交通大学交通运输学院，北京 100044；2. 北京城建设计发展集团股份有限公司，重庆 401147

收稿日期:2018-04-28 修回日期:2018-07-09 出版日期:2018-10-25 发布日期:2018-10-26
作者简介:刘朝阳(1973-)，男，山东临沂人，博士生.
基金资助:
国家重点研发计划/National Key Technologies Research & Development Program(2017YFC0804900)；国家自然科学基金/National Natural Science Foundation of China(61872036).

Cascading Failure Resistance of Urban Rail Transit Network

LIU Zhao-yang¹, LV Yong-bo¹, LIU Bu-shi¹, LI Qian², LV Wan-jun¹

1. School of Traffic and Transportation, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China; 2. Beijing Urban Construction Design & Development Group CO. Limited, Chongqing 401147, China

Received:2018-04-28 Revised:2018-07-09 Online:2018-10-25 Published:2018-10-26

摘要/Abstract

摘要：

城市轨道交通各条线路和车站相互连接，联系紧密，其中的节点故障会在网络迅速传播，造成较大范围的拥堵，影响整个网络的正常运营.本文首先结合轨道交通特性，对城市轨道交通网络的级联失效现象进行分析.采用改进的边权函数来分析节点状态变化，进而产生流量的重分配.接着，建立了城市轨道交通网络级联失效模型，并以网络失效规模和破坏程度两个指标对其进行评估，仿真了级联失效过程并分析了不同失效策略下城市轨道交通网络的级联失效抗毁性.最后，以北京市轨道交通网络为例进行了实证研究.研究结果对轨道交通网络的合理规划、结构优化及运营安全具有重要的参考意义.

关键词: 城市交通, 轨道交通, 复杂网络, 级联失效, 抗毁性

Abstract:

Urban rail transit lines and stations are interconnected and closely linked. The node failure spreads rapidly in the network, causing a wide range of congestion and affecting the normal operation of the entire network. Firstly, combined with the characteristics of rail transit, the cascading failure phenomenon of urban rail transit network is analyzed. The improved edge weight function is applied to analyze the change of node state, and then the reassignment of traffic is generated. Then, the cascaded failure model of urban rail transit network is established, and the network failure scale and damage degree are used to evaluate it. The cascaded failure process is simulated and the cascading failure resistance of urban rail traffic network under different failure strategies is analyzed. Finally, the Beijing rail transit network is taken as an example to carry out an empirical study. The results of this paper have important reference significance for the rational planning, structural optimization and operation safety of the rail transit network.

Key words: urban traffic, rail transit, complex network, cascading failure, destruction resistance

中图分类号:

U415.2

刘朝阳，吕永波，刘步实，李倩，吕万钧. 城市轨道交通运输网络级联失效抗毁性研究[J]. 交通运输系统工程与信息, 2018, 18(5): 82-87.

LIU Zhao-yang, LV Yong-bo, LIU Bu-shi, LI Qian, LV Wan-jun. Cascading Failure Resistance of Urban Rail Transit Network[J]. Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology, 2018, 18(5): 82-87.

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