• ISSN 0258-2724
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城市地铁-公交复合网络抗毁性与级联失效仿真

沈犁 张殿业 向阳 王周全 张桐

沈犁, 张殿业, 向阳, 王周全, 张桐. 城市地铁-公交复合网络抗毁性与级联失效仿真[J]. 西南交通大学学报, 2018, 53(1): 156-163, 196. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.01.019
引用本文: 沈犁, 张殿业, 向阳, 王周全, 张桐. 城市地铁-公交复合网络抗毁性与级联失效仿真[J]. 西南交通大学学报, 2018, 53(1): 156-163, 196. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.01.019
SHEN Li, ZHANG Dianye, XIANG Yang, WANG Zhouquan, ZHANG Tong. Simulation on Survivability and Cascading Failure Propagation of Urban Subway-Bus Compound Network[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2018, 53(1): 156-163, 196. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.01.019
Citation: SHEN Li, ZHANG Dianye, XIANG Yang, WANG Zhouquan, ZHANG Tong. Simulation on Survivability and Cascading Failure Propagation of Urban Subway-Bus Compound Network[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2018, 53(1): 156-163, 196. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.01.019

城市地铁-公交复合网络抗毁性与级联失效仿真

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.01.019
基金项目: 

国家自然科学基金资助项目 70422201

国家自然科学基金资助项目 51108390

详细信息
    作者简介:

    沈犁(1986-), 男, 博士研究生, 研究方向为交通运输规划与管理, E-mail:shenli0927@163.com

    通讯作者:

    张殿业(1958-), 男, 教授, 博导, 研究方向为交通运输规划与管理, E-mail:dyzhang@home.swjtu.edu.cn

  • 中图分类号: U113;N94

Simulation on Survivability and Cascading Failure Propagation of Urban Subway-Bus Compound Network

  • 摘要: 为研究城市公共交通复合网络的拓扑结构特性,在构建多方式、多层次拓扑网络的基础上,对以成都市为例的地铁-公交复合网络在袭击与拥堵下的有效性进行了分析.运用复杂网络理论,首先测度地铁-公交复合网络在不同袭击模式下的静态抗毁性,以评判复合网络中节点与连边的重要度;其后对突发性事故下地铁客流拥堵的传播扩散现象与级联失效过程进行仿真分析,通过对受阻客流在复合网络中传播性的分析,评判复合网络中地铁线路与沿线公交线路应急协调能力的匹配度.研究结果表明:在随机、蓄意两种袭击下,地铁-公交复合网络的最大连通度与网络效率的降幅与降速均低于地铁子网络与地面公交子网络,复合网络整体效能优于单一网络;基于有无容量限制下成都市8条地铁线路的拥堵失效仿真结果,能够评估其沿线既有公交线路的应急疏运能力,从而制定具有针对性的策略措施,以应对突发性事故下复合网络的过载情况.

     

  • 图 1  成都市地铁网络拓扑结构示意图

    Figure 1.  Topological diagram of Chengdu subway networks

    图 2  成都市地铁-公交复合网络拓扑结构示意图

    Figure 2.  Topological diagram of Chengdu subway-bus compound networks

    图 3  抗毁性仿真实验流程图

    Figure 3.  Flow chart of simulation

    图 4  复合网络与子网络最大连通度对比

    Figure 4.  Comparison of maximal connected degree of compound network and its two sub-networks under random attack

    图 5  复合网络与子网络全局效率对比

    Figure 5.  Comparison of global efficiency of compound network and its two sub-networks under random attack

    图 6  复合网络与子网络最大连通度对比

    Figure 6.  Comparison of maximal connected degree of compound network and its two sub-networks under intentional attack

    图 7  复合网络与子网络全局效率对比

    Figure 7.  Comparison of global efficiency of compound network and its two sub-networks under intentional attack

    图 8  有无容量限制下的网络失效度对比

    Figure 8.  Network failure degree comparison with&without restrictive capacity

    图 9  有无容量限制下的平均超负荷系数对比

    Figure 9.  Average overload factor comparison with&without restrictive capacity

    表  1  非容量限制下与容量限制下的仿真实验结果

    Table  1.   Simulation results without&with restrictive capacity

    线路序号 失效线路 非容量限制下仿真 容量限制下仿真
    节点失效度 平均超负荷系数 连边失效数/条 节点失效度 平均超负荷系数 连边失效数/条 总流量
    /(人·次)
    未分配流量/(人·次)
    1 1号线 0.003 9 0.591 7 51 0.003 2 0.558 1 41 120 573 5 413
    2 2号线 0.005 1 0.636 9 66 0.005 5 0.596 6 72 137 501 14 845
    3 3号线 0.008 9 0.643 9 115 0.007 7 0.610 3 100 136 672 7 737
    4 4号线 0.005 6 0.670 4 73 0.005 0 0.597 6 65 101 145 16 269
    5 5号线 0.003 5 0.560 6 46 0.002 5 0.547 3 33 112 916 22 482
    6 6号线 0.001 8 0.529 2 24 0.001 5 0.524 1 20 103 494 6 588
    7 7号线 0.003 8 0.567 1 49 0.003 0 0.566 0 39 146 372 214
    8 10号线 0.000 0 0.449 0 0 0.000 0 0.442 4 0 1 593 0
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  • 收稿日期:  2016-04-12
  • 刊出日期:  2018-02-25

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