危险品运输关联网络级联失效建模及耦合特性

为研究危险品运输关联网络级联失效机理及耦合特性,在提出一个包含物理网络、服务网络和关联边的危险品运输关联网络模型的基础上,通过构建危险品运输关联网络级联失效模型,利用基于节点度的级联失效平均规模作为网络抗毁性评估测度,基于此对比研究了危险品运输网络关联网络级联失效机理及耦合特性.仿真结果表明：危险品运输物理网络和服务网络间关联边的“传导”特性并不相同,相同失效节点数目下,物理网络的级联失效节点数总大于服务网络,通过改变网络模型参数可提升关联网络抗毁性,且提升服务网络的参数比提升物理网络见效更快.上述结论对危险品运输关联网络的风险识别和应急管理具有一定的理论指导意义.     

城市轨道交通运输网络级联失效抗毁性研究

城市轨道交通各条线路和车站相互连接,联系紧密,其中的节点故障会在网络迅速传播,造成较大范围的拥堵,影响整个网络的正常运营.本文首先结合轨道交通特性,对城市轨道交通网络的级联失效现象进行分析.采用改进的边权函数来分析节点状态变化,进而产生流量的重分配.接着,建立了城市轨道交通网络级联失效模型,并以网络失效规模和破坏程度两个指标对其进行评估,仿真了级联失效过程并分析了不同失效策略下城市轨道交通网络的级联失效抗毁性.最后,以北京市轨道交通网络为例进行了实证研究.研究结果对轨道交通网络的合理规划、结构优化及运营安全具有重要的参考意义.     

中国进口铁矿石海运网络抗毁性仿真

为研究中国进口铁矿石海运网络应对重大事件攻击下的抗毁性和不同保障措施的有效性,解决传统抗毁性评估测度未能考虑网络整体流量和节点负荷状态的问题,针对现实情景下大型船舶挂靠枢纽进口港后进行沿海中转的枢纽-转运网络特殊性,搭建了中国进口铁矿石海运网络抗毁性模型和评估指标。采用中国进口铁矿石相关港口和航运数据搭建初始网络,并针对不同枢纽进口港数量的网络进行各种攻击策略下的仿真分析。仿真结果表明,由于船舶航线可以进行调整后重新分配货载运输,网络具备一定自我修复能力,但在关键节点受冲击后网络抗毁性将发生突变。此外,提高过载能力可以有效增强网络抗毁性,但其边际增强效益在过载能力达到临界点后变化明显,且提升抗毁性的同时可能会加剧网络拥堵。因此需要加强对黑德兰港、日照 港等网络重要节点的保护,适时增加枢纽进口港和提升港口过载能力,保障新冠肺炎疫情等重大事件冲击下中国进口铁矿石海运网络的抗毁性,同时合理调配码头堆场、设备等资源防范和应对网络拥堵等情况。     

区域综合运输通道抗毁性分析

区域运输通道是区域运输线路的骨干.通道抗毁性分析对发现通道网络薄弱环节、优化通道网络规划、保障运输安全等具有重要意义.以成渝经济区为例,抽取其运输通道网络,构建L空间下的复杂网络模型,构建基于节点度、节点运输重要度和节点介数的攻击策略,以网络全局效率和最大连通子图节点比为测度,借助Matlab和Pajek软件进行抗毁性分析仿真.结果表明：成渝经济区运输通道平均路径长度较大,连通性有待提高,在进行通道中公路、铁路网络规划时应注意联络线的布设,重庆、成都等应作为关键节点重点建设和保护.     

城市地铁-公交复合网络抗毁性与级联失效仿真

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.      

�ҹ����������翹����ʵ֤����

从复杂网络角度对2001—2010年我国航班流网络结构进行实证分析.通过计算网络结构的统计指标,验证了该网络具有小世界特性和无标度特性,并构建了最大连通子图尺寸下降率和整体效能下降率指标,对其进行抗毁性分析.根据不同年度对比分析,发现我国航班流网络抗毁性有逐年提高的趋势,但却更依赖于几个关键机场.通过各种攻击方式的对比分析,得出我国航班流网络对随机攻击表现出较强的鲁棒性,而对恶意攻击却非常脆弱.整个网络的可靠性主要由少数重要机场决定,需要重点确保这类机场安全高效运行,并向多枢纽系统发展.     

中国煤炭运输网络空间演化

为了研究中国煤炭运输网络的演变规律和内在作用机制, 借鉴复杂网络的建模思想, 提出了综合煤炭价格成本和运输成本选择机制的煤炭运输网络演化模型, 并通过调节模型参数, 分析了其对网络特性的影响; 为反映煤炭价格动态波动对节点选择的影响, 构建了服务于演化模型的煤炭价格波动函数; 采用1998年中国煤炭运输数据进行仿真计算, 并将仿真结果与2016年中国煤炭运输网络特性进行对比, 以验证提出的煤炭运输网络演化模型的合理性。研究结果表明: 节点强度比节点度更适合用于分析中国煤炭运输网络特性; 中国煤炭运输网络为异配网络, 移走少数高强度节点会严重影响网络的连通性, 增加煤炭运输进口节点会减小移走少数高强度节点对网络的影响; 增加煤炭运输出口节点能提高中国煤炭运输网络的可靠性, 能大大提高山东、辽宁等地区的港口潜力, 带动地区经济发展; 增加煤炭运输进口节点会使中国东南部沿海地区和中部地区成为关键节点, 也能提高中国煤炭运输网络的可靠性, 但网络抗毁性会减弱, 网络中关键节点与非关键节点连接的倾向性会逐渐减弱, 网络的传递性和紧密程度表现为先升高后降低的趋势。可见, 在增加煤炭运输进出口节点的同时, 应加强对煤炭运输网络的整体规划和对枢纽地区的建设和管理, 合理引导煤炭运输资源配置, 以提高中国煤炭运输网络的整体性能。      

基于复杂网络的航空货运枢纽城市研究

采用复杂网络分析方法,通过对2004—2009年航空货运枢纽网络结构的实证研究,呈现我国航空货运的整体发展趋势,建立了核心-边缘模型,筛选出核心货运枢纽城市并论证了航空货运网络的无标度特性。进而采取蓄意攻击方式对网络抗毁性进行分析,分别移除航空货运系统中1个、3个枢纽城市,对货运系统的网络平均路径长度、凝聚力指数、节点度等统计指标进行对比,结果表明对枢纽城市的攻击,将严重影响整个航空货运网的连通性和集聚性。     

战略投送视角下铁路网抗毁性研究

在战略投送视角下,分析了铁路运输在战略投送中的主导地位,明确了铁路网抗毁性的定义。基于复杂网络理论,运用介数和度识别铁路网中节点的重要度,利用matlab模拟铁路网遭受随机、介数优先和度优先三种攻击模式下的抗毁性。结果表明:在介数优先和度优先攻击下,东部战区铁路网表现出较差的抗毁性;在随机攻击下,表现出较强的鲁棒性。因此提高铁路网络抗毁性要进行合理的规划布局,避免产生介数和度值大的节点;对已存在的重要节点,要建设环线、迂回线等分流及备用线路,做好战备预案。     

危险品运输网络节点失效渗流鲁棒性建模仿真

为了科学地进行危险品运输网络设计和节点选取,减缓突发状况造成的危害, 对突发情况下危险品运输网络节点失效渗流鲁棒性进行了仿真研究.结合液体透过缝隙 自然渗流和复杂网络渗流理论,建立仿真模型.根据设定的仿真场景和流程图,使用 MATLAB进行仿真实验,定量分析网络连通率、渗流节点数、渗流失效率和节点承载力; 定性分析不同节点度节点突发状况和不同节点承载系数对危险品运输网络节点失效渗 流鲁棒性的影响.结果显示,增加节点度过大或过小的节点数量会降低危险品运输网络的 鲁棒性,增加节点承载力则可加强鲁棒性和容错性.     

关键物资的弹性分销网络优化设计

任何物流网络都无法完全避免因自然灾害、运营意外等因素引发的物流网络节点失效事件,而一旦发生失效事件,相关企业极有可能会因关键物资供应中断而遭受巨大损失。在设计关键物资分销网络阶段即事先考虑物流节点失效事件并对运营策略进行安排,建立一个有恢复时限限制的弹性物流分销网络模型,以此确定关键物资分销网络中各种设施的数量和位置,并合理分配物流量,以使分销网络在突发失效事件的情况下能够及时恢复正常供应,并使各种设施的投资和运营成本之和最小。     

�ҹ���������������ͨ��ˮƽ���жϵ���ʧ����

机场作为重要的基础交通设施,对于地方商业发展和居民生活质量意义重大,航线网络的连通性水平决定了航空运输的服务水平.本文通过运用社会网络分析方法对中国国内航线网络进行分析,通过计算其密度、中心度（程度中心度;接近中心度;中介中心度）、切断点,分析国内机场国内航线的连通性水平;并对切断点进行扩展研究,计算节点删除对连通性水平的损失,并将损失分为直接损失和间接损失.研究结果表明,中国国内航线网络整体连通性水平较低,东西部连通性水平差异较大,同时西部地区也存在特色网络结构,整体网络对首都机场依赖性很强,抗毁能力弱.     

基于加权耦合映像格子的地铁网络稳定性演化研究

为研究地铁网络的韧性演化规律，本文从网络连通性、自适应性、有效性角度构建评估地铁网络稳定性的测度指标，考虑交通网络中OD流量分布的影响，提出基于加权耦合映像格子模型的地铁网络级联失效分析方法。以北京地铁2014年和2018年两个网络为例，构建基于P空间客流加权复杂网络的动态稳定性分析模型，选取网络中重要程度不同的3个节点，对这两个地铁网络开展干扰强度不同的模拟蓄意攻击，对比分析北京地铁网络稳定性的演化规律。数值分析结果表明，随着北京地铁网络拓扑结构由小世界网络向无标度网络演化，2018年北京地铁网络的稳定性和抗毁性要显著高于2014年；对客流量大的站点攻击强度越大时，网络节点相继故障传播越显著，网络瘫痪概率也越高，瘫痪速度也越快。本文研究结果可为优化地铁线网结构和站点设置、加强安全运营管理提供科学的理论依据。     

蓄意攻击下城市群客运交通网络级联抗毁性仿真

为研究城市群客运交通系统对蓄意破坏的抵抗能力,本文以复合交通网络模型研究城市群客运交通网络级联抗毁性.首先,构建城市群客运复合交通网络模型,并用实际客流加权.其次,采用改进的剩余容量分配策略,构建复合交通网络级联失效模型.再次,提出了网络效率和加权最大连通子图相对规模两个指标的网络抗毁性评估标准.最后,采用蓄意攻击策略,以呼包鄂城市群为实例进行仿真.结果表明：在蓄意攻击下,两次攻击即可使城市群客运交通网络抗毁性下降 90%左右;一定客运需求下,过载能力调节参数存在阈值,若站点建设力度超越该值则会造成不必要的浪费.     

无线多媒体传感器网络QoS路由博弈算法

由于传感器网络节点采用电池供电,单个节点能量的过度消耗会导致网络的失效,因此传感器节点可能因为能量限制而拒绝转发数据.正是因为传感器节点存在这种潜在的自私行为,传感器网络路由问题可以描述为一个减少节点能量消耗而获得最大网络效益的博弈问题.文中提出了一种无线多媒体传感器网络QoS路由博弈模型,并证明了纳什均衡的存在性.同时,给出了一种基于混合纳什均衡的无线多媒体传感器网络QoS路由算法.     

基于马尔可夫决策的P2P激励机制研究

对网络节点状态进行分类,找寻网络节点状态的转换趋势,针对节点自私化的这一趋势,在网络中设置一种基于马尔可夫链的预测机制,根据节点合作率地高低,进行相应的约束措施.并针对网络节点博弈现状对节点未来状态进行预测,以此来做出更为及时地决策,利用Matlab软件对预测机制对网络的影响进行了仿真与对比,证实了该机制在宏观上对于网络的稳定性与节点的合作度具有有效地激励作用.     

基于CANoe纯电动汽车CAN网络模拟系统研究与半实物反向测试验证

设计了某纯电动汽车的整车CAN网络模拟系统,利用CANoe软件建立仿真模型,进行完全模拟节点网络仿真、半模拟半实物节点网络仿真,通过完全实物节点实车测试验证了整车CAN网络模拟系统的性能,并提出了针对CAN总线和整车控制器产品开发测试的半实物反向验证法。结果表明:CAN网络模拟系统满足设计要求,网络模拟技术和半实物反向测试法能够有效降低CAN总线产品开发成本,缩短相关产品研发周期。     

突发状况下危险品运输网络鲁棒性建模和仿真

由于突发状况,危险品运输受到影响或威胁,其后果是致命的.因此针对危险品运输网络进行鲁棒性分析,以利于网络的设计和选择.本文基于自然渗流现象与复杂网络的渗流理论相结合,对危险品运输网络的鲁棒性进行定义,并从整体性角度,基于图论提出网络连通率;从微观细节的角度,提出渗流节点数、渗流失效率、节点承载力、渗流阻尼参数.从定义和实际出发,提出假设条件,建立模型,设定仿真场景.最后,根据仿真流程图,使用Matlab 仿真.根据仿真结果,定性定量分析不同节点度节点突发状况和不同节点承载系数对危险品运输网络节点失效渗流鲁棒性的影响.     

基于复杂网络的机场群航线网络动态特征分析

随着航空运输和区域经济一体化的快速发展,我国已形成京津冀、长三角和珠三角三大典型机场群。文章以三大典型机场群为研究对象,构建基于滑动时间窗的航线网络拓扑结构,运用复杂网络理论分析机场群航线网络动态特征和同构性。研究结果表明,机场群航线网络具有无标度和小世界网络特征,并表现出显著的波峰和波谷动态性,并且长三角机场群的航班集中度分布明显高于其他两大机场群。文章首次从航线网络视角,运用Dice相似系数衡量了机场群内部各机场之间航线网络同构性程度。     

认知传感器网络中的鲁棒性协作频谱检测研究

针对传感器节点易失效和恶意节点易伪装成合法节点的特点,提出了一种鲁棒性协作频谱检测方法.实验仿真结果表明,该方法在对抗节点失效和恶意节点导致的错误检测结果时具有很高的鲁棒性,同时在失效或恶意节点达到20%时仍具有很好的检测性能.