区域轨道交通系统节点重要度及故障恢复研究

doi:10.16265/j.cnki.issn 1003-3033.2021.02.016

中国安全科学学报 ›› 2021, Vol. 31 ›› Issue (2): 112-119.doi: 10.16265/j.cnki.issn 1003-3033.2021.02.016

区域轨道交通系统节点重要度及故障恢复研究

鞠艳妮^1,2,3, 李宗平^1,2,3 教授, 陈宇帆^1,2,3, 闫华伟⁴, 曹力文^1,2,3, 刘灿^1,2,3

1 西南交通大学交通运输与物流学院,四川成都 611756;
2 综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室,四川成都 611756;
3 综合运输四川省重点实验室,四川成都 611756;
4 中铁二院工程集团有限责任公司交通与城市规划设计研究院,四川成都 610031

收稿日期:2020-11-10 修回日期:2021-01-15 出版日期:2021-02-28 发布日期:2021-08-18
作者简介:鞠艳妮 (1994—),女,山东威海人,博士研究生,研究方向为交通运输规划与管理。E-mail:yanniJu@my.swjtu.edu.cn。
基金资助:
国家重点研发计划重点专项(2017YFB1200702)。

Study on node importance and failure recovery of regional rail transit system

JU Yanni^1,2,3, LI Zongping^1,2,3, CHEN Yufan^1,2,3, YAN Huawei⁴, CAO Liwen^1,2,3, LIU Can^1,2,3

1 School of Transportation and Logistics, Southwest Jiaotong University, Chengdu Sichuan 611756, China;
2 Nation United Engineering Laboratory of Integrated and Intelligent Transportation, Chengdu Sichuan 611756, China;
3 Comprehensive Transportation Key Laboratory of Sichuan Province, Chengdu Sichuan 611756, China;
4 Transport and Urban Planning and Design Research Institute, China Railway Eryuan Engineering Group Co., Ltd, Chengdu Sichuan 610031, China

Received:2020-11-10 Revised:2021-01-15 Online:2021-02-28 Published:2021-08-18

摘要/Abstract

摘要： 为提高区域轨道交通系统(RRTS)正常运营下的可靠性和故障情况下的弹性,分析区域轨道交通网络(RRTN)的拓扑特性,构建拓扑结构弹性评价模型,实现突发条件下系统弹性的定量评价;提出一种基于系统弹性的结构评价方法,根据节点重要度评价,识别出系统关键节点;应用弹性损失三角形,进行多种故障情况下系统最优恢复策略研究。结果表明:RRTN在Space L 模型下具有无标度网络特性;系统弹性分析结合科普兰评分法,可以提高RRTS节点重要度评价的准确性;最优故障恢复策略从全局角度寻求不同恢复策略下系统弹性的最大值,优化了RRTS结构弹性和系统恢复能力。

关键词: 区域轨道交通系统(RRTS), 系统弹性, 节点连通性, 节点重要度评价, 最优恢复策略

Abstract: In order to improve reliability under normal operation and resilience under failures of RRTS, topological characteristics of regional rail transit network(RRTN) were analyzed and a quantitative evaluation model for resilience of topological structure was proposed to achieve system resilience evaluation under failures. A structure evaluation method based on system resilience was proposed, and key nodes were identified based on the node importance evaluation. The resilience loss triangle was applied to find system's optimal recovery strategy under various failures. The results show that RRTN has characteristics of typical scale-free networks under Space L model. The system resilience analysis combined with Copeland scoring method improves accuracy of node importance evaluation. Optimal fault recovery strategy seeks the maximum value of system resilience under different recovery strategies from global perspective and optimizes structural resilience and recovery capabilities of RRTS.

Key words: regional rail transit system(RRTS), system resilience, node connectivity, evaluation of node importance, optimal recovery strategy

中图分类号:

X951

鞠艳妮, 李宗平, 陈宇帆, 闫华伟, 曹力文, 刘灿. 区域轨道交通系统节点重要度及故障恢复研究[J]. 中国安全科学学报, 2021, 31(2): 112-119.

JU Yanni, LI Zongping, CHEN Yufan, YAN Huawei, CAO Liwen, LIU Can. Study on node importance and failure recovery of regional rail transit system[J]. China Safety Science Journal, 2021, 31(2): 112-119.

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