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.     

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.     

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.     

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。      

时变条件下基于收费策略的危险品运输网络优化

危险品运输网络优化能够降低网络风险,收费策略可有效降低危险品运输网络风险并保障运输企业利益。为使收费策略灵活性更强并准确反映出道路交通状况、人流状况的时变特性,将时变、费率构成、风险均衡及通过成本均衡同时考虑在内,基于时变收费策略建立了TV-HTTS双层规划模型,用于优化危险品运输网络;通过启发式算法及遗传算法求解模型,最后给出算例,并对结果进行比较分析。结果表明:时变收费策略将会影响危险品运输企业的运输决策,能进一步降低危险品运输网络总风险,同时降低危险品运输企业的总运输成本。     

基于双层规划的危险品道路运输网络设计

分析了危险品道路运输网络设计问题的双层特性,建立了以政府期望的风险最小化为上层目标、运输者期望的成本最小化为下层目标的危险品运输网络双层规划模型。采用遗传算法,以Pydev为平台,运用Python编程以及TransCAD生成网络,实现了运算和结果可视化。实例验证结果表明,遗传算法能给出稳定的最优解,而且所得风险符合预期并接近于最低网络风险。     

危险品运输路径多准则优化模型及求解算法

针对多种类型的危险品在有风险控制的路网内运输问题,考虑不同运输决策 者的路径选择需求,建立风险约束下的多准则路径优化模型.根据路段/路径的风险阈值, 以及各类危险品产生的风险测度,设计了一种双向拓扑搜索算法,通过删除原路网中非 可行路段和非可用节点,生成不同类别危险品的剩余运输网络.利用改进的标号算法,在 剩余网络中搜索不同准则下的最优路径,生成非支配路径集合.给出了不同路径之间关键 路段的调整策略,并分析了获取非支配路径集合的计算时间复杂度.最后,通过算例验证 了模型和算法的有效性.     

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随着经济的发展,危险品的运输量在大幅的增长,危险品对环境和人类的潜在风险在扩大。危险品运输事故一旦发生事故,可能会造成惨重的人员伤亡、长久的环境污染及巨大的经济损失。选择一条最佳的危险品运输路径,确保运输安全具有重要的意义。在相对发达的运输网络环境下通过最小化运输风险、最小化运营时间及最小化敏感目标人数,建立了危险品公路运输路径多目标决策模型,并利用基于决策者偏好信息的权重信息和开方乘方集成算子对3个目标函数进行集成,然后用扩展标号法计算最优折衷解,最后用一个例子验证了模型及算法的正确性和有效性。该方法有助于决策者在发达运输网络环境下选择合理的运输路径。     

生鲜农产品供应链物流风险传递机理及控制

为更好反映物流作业时间偏差产生的损耗风险传递情况,基于物流服务时间约束条件下,对物流延误造成的超期风险在生鲜农产品供应链中的传递问题进行了分析.首先,借鉴传染病学的疾病传播原理,将传染源、传播载体、受染者3个传染要素引入到物流风险传递识别中,获取物流超期风险五个要素,物流作业标准、管理能力、环境保障、物流延期和空间风险传递;其次,构建了生鲜农产品供应链物流风险的传递模型,采用数值分析迭代法,得到风险传递下供应链整体超期风险值;最后,研究了控制自身风险、空间传递和物流延迟等参数对供应链超期风险值的影响并通过算例进行分析.研究结果表明:在链式供应链沿单一物流方向传递情况下,风险值测算能够有利于发现控制风险传递的关键节点,对关键节点的风险要素优化后能有效减少供应链风险值;节点2和节点4被识别为供应链超期风险产生的关键节点,风险值为0.45和0.39.对占比较高的环境保障、空间传递因素进行优化后,使得供应链超期风险值从原有的0.39减少为0.29.      

基于大型自然灾害下生命线运输网络的可靠性研究

在大型自然灾害中,提高生命线运输网络的可靠性对应急救援、减少灾害损失和人员伤亡具有重要意义。本文研究生命线运输网络的可靠性,采用拓扑学的局部分散度、聚散度、节点孤立指数、路网可靠性因子等参数建立运输网络的可靠性评估模型,并通过成都到汶川生命线运输路网算例验证模型的有效性。     

有流量需求和分品种容量限制的运输网络最大流算法

基于Ford-Fulkerson算法求最大流的思路,对有流量需求的分品种容量限制的运输网络构造最大流算法,将有流量需求的转运节点分为转运节点和汇节点,同时构建单源单汇,寻找增流链进行流量调整。最后,通过示例对算法进行验证,计算出了满足流量需求和分品种容量限制的运输网络的最大流。     

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煤炭运输网络是包括铁路、公路、水路运输等多种方式的复杂网络,处于动态、开放的环境中并受各种不确定因素影响.为了更好地测度煤炭运输网络抵御破坏的能力,提高煤炭运输网络的结构鲁棒性,本文基于煤炭运输网络特性,在分析影响结构鲁棒性的内部和外部因素的基础上,定义了煤炭运输网络的结构鲁棒性,建立了煤炭运输网络结构鲁棒性评价指标体系,并以山西煤炭运输网络为算例进行仿真分析.结果表明,煤炭运输网络对于边随机破坏和按照度攻击,表现出较好的里程可达鲁棒性和效能鲁棒性;随机攻击节点和按照度攻击节点时,网络的结构熵鲁棒性变化不明显;对网络进行攻击的同时以一定的概率修复网络,网络呈现出较好的恢复鲁棒性.     

危险品运输的集中管理模型

在定义危险品运输风险的基础上,建立了由政府集中管理的危险品运输网络优化模型,模型以政府最小化网络总风险为目标函数,同时政府从运输者角度出发,约束网络中的总出行时间不超过一定的范围,并针对建立的模型采用了相应的粒子群算法进行求解.最后应用算例分析了模型和算法的有效性.     

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。     

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.     

基于复杂网络的地铁恐怖袭击灾害链风险分析

城市轨道交通灾害呈现网络化传递特征,探明灾害间的传递模式和关键节点对地铁系统风险防控十分重要。利用归纳分析法和灾变链式传递理论,构建地铁恐怖袭击灾害的链式传递图和系统灾害链演化模型。以复杂网络理论为基础,研究城市轨道交通恐怖袭击事件灾情链式传递规律,对网络节点重要度和边的脆弱性进行综合分析,得到地铁恐怖袭击灾害链风险值。定量分析地铁恐怖袭击灾害演变的风险,为地铁运营安全保障及灾害防控提供依据。     

基于多层复杂网络的中欧班列运输网络关键节点识别研究

若运输网络中的重要节点发生故障,中欧班列的运输效率和货物流动会受到严重制约。 本文提出一种基于改进TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution) 法及灰色关联分析的多层网络节点重要性评价方法。首先,以中欧班列运输网络结构特征为基础,构建中欧班列多层网络;其次,选取度中心性、介数中心性及接近中心性等多个评价指标,运用改进TOPSIS法计算节点单层网络重要度评价值,采取灰色关联分析融合得到节点综合重要度评价值;最后,利用多层网络SIR(Susceptible Infected Recovered Model)模型验证方法的有效性。 结果表明：本文识别出的关键节点包含中欧班列主要线路的起讫城市、境内外重要口岸和中欧班列集结中心,结果与实际情况较为契合;采用排序前10%重要节点作为初始感染节点,SIR网络感染率在 20 次迭代后达到 97.8%,本文提出方法的网络节点感染率及传播速率均高于 BC (Betweenness Centrality)算法、DC(Degree Centrality)算法和PageRank算法等传统单一网络排序方法,即识别的关键节点对全局网络的影响更为普遍和高效。此外,根据排序结果从国家层面提出相应的政策建议,有助于提高中欧班列运输网络的鲁棒性。     

融合网络拓扑结构特征与客流量的城市轨道交通 关键节点识别研究

科学合理地识别轨道交通网络的关键节点，并制定针对性的维护管理措施，有助于保障轨道交通的稳定运行。网络中的节点在局部发挥着对外传输与连接的作用，在全局中影响着网络的传输效率，同时，也必然受到其他节点的影响，本文提出一个考虑邻居节点影响的改进节点度模型评价节点的局部重要性，以及一个考虑其他节点影响的改进节点效率模型评价节点的全局重要性，基于改进的节点度模型和节点效率模型构建节点网络拓扑结构重要度评价模型，综合反映节点的局部重要性和全局重要性，也能反映其他节点对目标节点的影响；以进出站客流和换乘客流为基础建立节点客流量重要度评价模型；进一步构建综合考虑节点网络拓扑结构重要度和客流量重要度的关键节点识别模型，更加全面地评价节点的重要性，并以西安市数据为基础进行实例验证。结果表明：本文模型所识别出的关键节点，能很好地体现节点在网络中的功能特性；排名前5的关键节点失效，会导致客流损失34.41%，网络效率降低57%，相对最大连通子图比例下降91.82%，证明了模型的有效性。     

基于级联失效的交通拥堵仿真研究

路运输网络的路段封锁失效时,往往造成交通拥堵。本文基于仿真方法研究公路运输网络的级联失效,依据交通工程学合理确定负载、容量,考虑相邻路段的负载和长度合理分配负载,将运输路段定义为正常和非正常两种状态,从道路和网络两个层次确定网络交通拥堵指数,对网络的交通拥堵进行宏观测度。最后通过仿真的方法分析公路运输网络在不同攻击情况下的级联失效,仿真结果对减弱公路运输网络的级联失效的危害和构建级联失效应急预案具有重要意义。     

危险品运输事故下路网级联失效后果研究

在危险品运输事故事件下,驾驶者在路径选择是便捷性不再是最重要的考虑因素。而安全性成为驾驶者首要的考虑因素。本文引入了路段的感知危险参数。不改变出行目的的驾驶者倾向于选择感知危险小的路径到达目的地。本文利用以上思想,构建级联失效模型,评价危险品运输事故事件引起的路段失效造成的的级联失效后果,并设计迭代算法对模型进行求解。