基于级联失效的道路网络脆弱性研究

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1、分类号学号M201273117学校代码10487密级硕硕士士学学位位论论文文基于于级联失效的的道路路网络络脆弱弱性研研究学位申请人：付跃龙学科专业：交通运输规划与管理指导教师：邹志云教授答辩日期：2015年5月255日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringVulnerabilityofUrbanRoadNetworkBasedonCascadeDefenseCandidat

2、e:FuYuelongMajor:TransportationPlanningandManagementSupervisor:Prof.ZouZhiyunHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均

3、已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于(请在以上方框内打“√”)不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年

4、月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要近年来，交通事故，自然灾害以及人为因素等造成城市交通大面积堵塞甚至瘫痪，特别是网络中少数某些关键单元失效会引发其他单元失效，最终导致道路网络崩溃从而造成重大的经济损失，这逐渐引起众多学者对城市道路网络脆弱性的研究。随着复杂网络的研究不断深化渗入各个学科，小世界网络特性和无标度特性作为复杂网络两大重要特性，极大的促进了复杂网络的推广及应用,也为道路网络复杂性的探讨提供了崭新的视角。目前，关于城市道路网络脆弱性研究重点分布于影响源的识别、评估指标选取和评估模型的构建

5、等，而本文在介绍道路网络脆弱性及其影响因素的基础上基于级联失效研究了不同影响源对城市道路网络脆弱性的影响，寻求最具鲁棒性的道路网络，具体内容如下：1、城市交通网络作为一个复杂巨系统，由居民出行网络和道路网络组成，论文根据交通网络特性并结合负载-容量模型构建了城市双层交通网络级联失效模型来仿真不同影响源对道路网络脆弱性的影响。2、分析道路网络动态脆弱性及其指标，通过数值仿真将是否考虑级联失效这一因素对城市道路网络脆弱性指标对比分析，结果表明考虑级联失效下路网脆弱性能体现道路网络的动态关联性。3、基于Pyth

6、on开发平台及其内置的Networkx复杂网络包采用数值分析方法从状态和结构两方面出发，根据构建的城市双层城市道路网络级联失效模型主要探讨居民出行网络拓扑结构、交通需求总量、道路网络容量、道路网络拓扑结构以及攻击方式五种因素对城市道路网络脆弱性的影响并提出相应控制措施。关键词：道路网络；复杂网络；脆弱性；级联失效I华中科技大学硕士学位论文AbstractInrecentyears,large-areatrafficjaminurbantransportationsystemcausedbytraffica

7、ccident,naturaldisasterandman-madefactorsandafewkeyunitfailuresparticularlythatmightbringupotherunitsinvalidcontributetonetworkcollapsedfinallyhavebroughtbigeconomiclosstous.Theabovedescribedphenomenonmakeresearchersfocusonthevulnerabilityofurbanroadnetwo

8、rk.Researchesonthecomplexnetworkextendedintoothersubjectsconstantlyinrecentyears.Small-worldnetworkandscale-freenetworkaretwoimportantcharactersincomplexnetwork,whileimprovedthecomplexnetworkextensionandapplication,