1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
1.本课题的意义随着世界经济的快速发展,私家车的迅速普及,交通堵塞和环境污染等城市病已上升为一个世界性难题。
我国城市和交通规划专家,对国内外大城市解决交通问题的办法进行了系统的研究,认识到解决这些问题的根本出路在于建立以常规公交为主体,以轨道交通为骨干,多种交通方式协调发展的公共客运交通体系。
自20世纪60年代末在北京建成第一条地铁,在经历了开始建设、调整整顿阶段后,我国的城市轨道交通进入了蓬勃发展阶段。
2. 研究的基本内容和问题
本研究的目标是基于复杂网络理论和图论以上海市地铁为研究对象构建城市轨道交通网络脆弱性评估模型,使用c语言以及数据结构进行实现,对城市轨道交通网络物理拓扑进行抽象,并建立脆弱性评估模型,输入网络邻接矩阵后由软件自动构建图,并根据脆弱性评估模型,选出城市轨道交通网络中的关键节点。
研究的主要内容有:(1) 复杂城市轨道交通网络的特征的研究jianhua zhang等人的研究《networked characteristics of the urban rail transit networks》,通过六个方面研究了城市轨道交通网络的网络特性:节点的度数分布;节点的介数分布;节点对之间的最短路径长度的分布;边的介数分布;平均单位度介数的分布;网络故障。
研究发现平均节点位于区间[2,2.45],大多数平均最短路径长度属于区间[10,16],节点和边的介数随着车站数量线性增加而增长。
3. 研究的方法与方案
本研究首先对城市轨道交通网络的拓扑特征进行分析,然后用C语言及数据结构对其抽象建立图结构,然后再对城市轨道交通网络的脆弱性进行分析,脆弱性分析包括三个方面:拓扑脆弱性、功能脆弱性和站点脆弱性,每个方面均包含多项指标,基于图先进行单一指标的计算,然后综合各项指标分析城市轨道交通网络的脆弱性,并以上海市地铁网络为例做脆弱性评估。
4. 研究创新点
脆弱性分析包含了多项评定指标,拓扑脆弱性方面包括各站点的拓扑效率,功能脆弱性方面包括各站点对网络规模的影响程度,站点脆弱性方面包括最大度数节点的攻击、最高介数节点的攻击和随机攻击对站点的影响程度。
本研究所提出的脆弱性评估模型综合了以上几个方面,对所有站点的各项指标进行加权计算,最后根据得分选出最关键的站点。
5. 研究计划与进展
计划:开题后到第二学期开学前,完成基础框架搭建,建立图结构;第一周到第六周,完成各项单独指标计算算法部分;第七周到第十周,完成算法融合,建立完整脆弱性评估体系;第一次答辩前,完成毕业论文书写。
