基于复杂网络理论煤炭运输网络抗毁性研究

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1、学位论文版权使用授权书{HY2IIl4Ikllll2ttlll8kllll4lltll9lll1311111本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)⋯一虢批％签字日期：幽f：}年石月／I同导师签名：签字日期：幽f弓年舌月ffR中图分类号：U113UDC：学

2、校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文基于复杂网络理论的煤炭运输网络抗毁性研究ResearchonInvulnerabilityofCoalTransportationNetworkBasedonComplexNetworkTheory作者姓名：赵亚龙导师姓名：王喜富学位类别：工学学科专业：系统工程学号：11120913职称：教授学位级别：硕士研究方向：交通运输系统工程北京交通大学2013年6月致谢时光荏苒，两年的硕士学习生活即将画上句号，谨此向所有在我学习及论文写作期间给予我关心、支持和帮助的老

3、师、同学和亲人们致以衷心的感谢。在论文完成之际，首先要感谢王喜富教授，本论文是在我的导师王喜富教授的悉心指导及严格要求下完成的，在论文的选题、写作和修改过程中，王老师付出了大量的心血，提出了许多宝贵的意见。王喜富教授严谨的治学态度、高尚的人品、敏捷的思维、深邃的洞察力和诲人不倦的精神给我留下的深刻的影响。王老师对我们的关怀无微不至，不仅指导我们完成科研工作，在学习上和生活上也给予了我们很大的关心和帮助。在王老师悉心指导下，我的学习能力和科研能力得到了提升，更重要的是学会了许多做人的道理，这将使我受益终生。在此向

4、王喜富老师表示衷心的谢意。衷心感谢秦予阳师兄和李宏峰老师，在学习及论文写作期间，他们给予了我热情的帮助和指导。感谢实验室的兄弟姐妹们，他们乐观的生活态度、勤奋好学的求学精神对我产生了很大的影响，感谢他们这两年来对我的鼓励和帮助，我将永远怀念和他们一起的学习的美好时光。特别感谢我的父母、亲人对我的鼓励、理解和支持，在我的求学生涯中，他们给了我无私的关怀，能够使我顺利完成学业。此外，感谢论文评阅老师在百忙之中抽出时问对我的论文进行审阅。中文摘要摘要：煤炭运输网络是在煤炭的供需格局、运输格局、地理环境等共同作用下长期

5、形成的综合性网络。到目前为止，我国已经形成了初具规模，布局相对完善、功能强大的煤炭运输网络。随着煤炭运输网络规模的不断发展，网络结构日益复杂，网络面临越来越多的内部和外部的挑战，如多发性的自然灾害、网络自身的故障等。通过对煤炭运输网络的结构及抗毁性进行研究，可以发现网络中的薄弱环节，从而采取有效的措施提高网络的抗毁能力。本文首先系统的阐述了图论及复杂网络的基本理论，包括复杂网络的主要特征参量，经典的网络模型及其生成机制、统计特征，并对部分真实网络的无标度特性和小世界特性进行了对比分析。根据我国煤炭资源的供需格局

6、及运输格局，研究了煤炭运输网络的结构特点和功能性质，构建了铁水联运煤炭运输网络模型，对其拓扑特性进行了统计分析。研究发现铁水联运煤炭运输网络具有一定的小世界特性，但不具有无标度特性。根据煤炭运输网络抗毁性需求及研究内容设计了不同的抗毁性测度，并对其进行了量化研究，在此基础上构建了煤炭运输网络抗毁性评估模型。通过仿真实验对铁水联运煤炭运输网络节点失效和边失效的攻击过程进行了模拟，分析比较了各个抗毁性测度在不同攻击模式下变化情况，得出了相应的动态演化曲线。研究结果表明，煤炭运输网络抗毁性的变化存在阈值，有少部分节点

7、和边对网络很重要，这些节点或边受到攻击失效后网络的性能会很快下降到较低的水平；网络对于随机攻击表现出较好的抗毁性，而对于选择性攻击表现出脆弱性。最后，本文研究了单个节点与单条边失效对煤炭运输网络性能的影响，并提出了煤炭运输网络抗毁性优化的相关措施。关键词：煤炭运输网络；抗毁性；抗毁性测度；攻击策略；拓扑性质分类号：ull3j￡立交适太堂亟±堂僮途塞△旦S至＆△￡IABSTRACTABSTRACT：CoaltransportationnetworkiSacomprehensivenetworkwhichhasde

8、velopedwiththeinteractionofcoalsupplyanddemandpattern，coaltransportationpattern，economiclayout，etc．Sofar,Chinahasformedacoaltransportationnetworkwhichhascertainscale，relativelyperfectlayoutandpo