交通网络脆弱性评估方法研究

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1、AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchontheAssessmentMethodfortheVulnerabilityofTransportationNetworksCandidate:LeiLiMajor:TransportationPlanningandManagementSupervisor:Prof.ZouZhiyunHuazhongUniversityofScience

2、andTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2012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

3、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。本论文属于不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要对交通网络脆弱性进行定量评估是了解交通系统是否稳定以及安全的重要途径。本文梳理国内外交通学者提出的交通网络脆弱性概念，确立一种被广泛接受的脆弱性概念，将脆弱性看作是一个与失效概率和失效后果密切相关的网

4、络特性，从交通网络的节点、边、子网络以及网络四个层面，提出系统的交通网络脆弱性评估方法。本文提出节点和边的重要度指标，以此作为脆弱源识别的依据。将交通需求与交通供应看作两个相互独立、且符合正态分布的随机变量，基于可靠度理论和概率论推导出道路单元的失效概率计算模型。基于用户平衡配流模型，通过引入一个分段阻抗函数，将拥堵在网络中的传播效应纳入考虑，提出一种新的道路失效影响评估方法，以有效评估网络的结构脆弱性。借鉴传统的风险评估模型，将失效概率与失效后果的乘积作为脆弱性评估的计算模型。实例结果表明，脆弱强度的排序与重要度、单项指标的

5、排序并不一致，是失效概率与失效后果的综合反映；脆弱强度很大的节点和边一般具有较大的失效概率和较大的失效后果；节点的脆弱强度整体上比边的脆弱强度大。本文提出的评估方法有效克服了以往从单一角度评估交通网络脆弱性的弊端，提高了辨识精度与分析的细致程度，能够对交通网络中失效概率大、一旦失效后将造成严重影响的脆弱环节进行准确定位。因此，该方法能够对交通规划与管理提供一定的指导作用。关键词：交通网络脆弱性评估可靠度理论拥堵传播脆弱强度I华中科技大学硕士学位论文AbstractTheassessmentoftransportationnet

6、works’vulnerabilityisanimportantwaytoapproachwhetheritrunssteadilyandsafely.Theconceptoftransportationnetworks’vulnerabilityproposedbyscholarsathomeandabroadiscollected.Basedonthem,thevulnerabilityconceptoftransportationnetworksispresented,whichisacceptedbymostschol

7、arsandregardedasacharacteristicrelatedtofailureprobabilityandfailureconsequence.Finallythispaperproposesasystematicassessmentmethodofthevulnerabilityofnodes,edges,sub-networksandthewholetransportationnetwork.Thispaperproposestheconceptofimportancedegree,intermsofwhi

8、ch,theheadstreamofvulnerabilityisdistinguishedfromantransportationnetwork.Thetrafficdemandandthetrafficsupplyisregardedastwostochasticvari