互補(bǔ)公共交通系統(tǒng)的脆弱性分析.pdf

1、公共交通系統(tǒng)對于國家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人民生活水平的提高具有至關(guān)重要的作用。近些年，自然災(zāi)害、需求激增、設(shè)備故障、恐怖襲擊等因素使得公共交通系統(tǒng)的故障概率逐年增加，給國家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)造成不同程度的損失。因此，公共交通系統(tǒng)的脆弱性研究得到了政府、學(xué)術(shù)界高度的關(guān)注。目前，關(guān)于公共交通系統(tǒng)脆弱性的研究主要針對單個(gè)交通系統(tǒng)展開，忽略了不同類型交通系統(tǒng)之間的互補(bǔ)關(guān)系，而這種關(guān)系對系統(tǒng)脆弱性的分析有著重要影響。國家層面的鐵路系統(tǒng)、航空系統(tǒng)和城市層

2、面的公交系統(tǒng)、地鐵系統(tǒng)都是典型的互補(bǔ)公共交通系統(tǒng)。
　　本文首先提出了互補(bǔ)公共交通系統(tǒng)的脆弱性分析框架，主要包括互補(bǔ)公共交通系統(tǒng)的多層網(wǎng)絡(luò)模型、系統(tǒng)性能指標(biāo)的選擇、災(zāi)害情形的模擬和脆弱性評估，然后利用該框架分析了由武漢市公交系統(tǒng)和地鐵系統(tǒng)組成的互補(bǔ)系統(tǒng)的脆弱性。在系統(tǒng)建模部分，采用三層網(wǎng)絡(luò)對互補(bǔ)的公共交通系統(tǒng)建模，每一層表示一個(gè)系統(tǒng)，不同層之間的邊描述不同系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；在系統(tǒng)性能指標(biāo)部分，分別采用基于拓?fù)涞男阅苤笜?biāo)和基于服務(wù)

3、性能指標(biāo)來評估互補(bǔ)交通系統(tǒng)的性能，并給出計(jì)算方法；在災(zāi)害情形模擬部分，考慮了三種類型的災(zāi)害事件，隨機(jī)故障、基于度的攻擊和基于介數(shù)的攻擊。
　　基于以上脆弱性分析框架，本文從三方面分析互補(bǔ)公共交通系統(tǒng)的脆弱性：（a）基于乘客聯(lián)運(yùn)換乘距離偏好（PITDP）的脆弱性分析，采用互補(bǔ)強(qiáng)度來量化公交系統(tǒng)和地鐵系統(tǒng)之間互補(bǔ)關(guān)系的強(qiáng)弱，并分析了PITDP對脆弱性和互補(bǔ)強(qiáng)度的影響，研究結(jié)果有助于設(shè)計(jì)改變PITDP的政策來降低系統(tǒng)的脆弱性；（b）基于

4、地鐵系統(tǒng)演化的脆弱性分析，本文提出動(dòng)態(tài)累積脆弱性（DAV）來量化系統(tǒng)演化過程中脆弱性的動(dòng)態(tài)變化，并提出一種貪婪算法通過最小化地鐵系統(tǒng)演化過程中公交系統(tǒng)的DAV來優(yōu)化地鐵系統(tǒng)的擴(kuò)建方案，研究結(jié)果可以為公共交通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改善提供決策；（c）互補(bǔ)的公共交通系統(tǒng)的多維度脆弱性分析，本文以社區(qū)通過互補(bǔ)公共交通系統(tǒng)獲取不同類型公共服務(wù)基于時(shí)間的可達(dá)性為性能指標(biāo)，對互補(bǔ)的公共交通系統(tǒng)進(jìn)行脆弱性評估，這幾類服務(wù)包括通勤服務(wù)、醫(yī)療服務(wù)、教育服務(wù)、商業(yè)服