城市道路交通网络级联失效的灾害蔓延动力学模型研究

【摘要】：城市道路交通网络系统是城市运输系统的中的基础组成部分,作为基本的构件之一承载着人类的社会经济活动。但是随着社会经济的高速发展,城市道路上交通拥堵问题越来越严重,城市道路交通网络中个别结点的失效可能引起大规模的交通瘫痪,即城市道路交通网络上存在级联失效,拥堵可能会在整个交通网络上蔓延,城市道路交通网络呈现出脆弱性。因此,研究城市道路交通网络上的灾害蔓延的动力学模型具有重要的意义。本文首先对国内外的城市道路交通复杂网络理论、级联失效及其内涵研究现状进行了总结,分析了城市道路交通网络特性,并且考虑城市道路交通网络是一种混合网络构建了城市道路交通双层网络模型。其次,构建了动态最短路径模型,提出了基于遗传算法的最短路径搜索并设计了算法步骤。再次,考虑结点的自修复功能和灾害蔓延机制,构建城市道路交通网络上的灾害蔓延动力学模型,基于灾害蔓延动力学模型分析了城市道路交通网络中结点失效结点连接强度、结点度、及自修复因子的相关性。最后,设计了一个算例对模型进行模拟试验,模拟试验表明了结点自修复能力和延迟时间因子对灾害蔓延有重要影响,所建立的模型能够有效的模拟城市道路交通网络的灾害演化动力学行为。最后就论文的不足以及研究的展望进行了简要的讨论。
【关键词】：复杂网络 级联失效 城市道路交通网络 灾害蔓延
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U491