基于区域划分的地铁网络脆弱性评价方法

沈吟东,宫 剑

(华中科技大学自动化学院,图像信急处理与智能控制教育部重点实验室,湖北武汉430074)

1 引 言

城市地铁网络系统(本文简称地铁网络)在缓解城市交通压力、拓展城市空间等方面具有突出作用,日益成为城市交通系统的关键环节.但是由于存在许多潜在的危险因素,可能引发各种突发事件,致使运营中断或系统损毁难以完全避免,进而导致交通堵塞,运输效率降低甚至交通瘫痪等严重后果[1].因此,如何全面有效评估地铁网络脆弱性,为预防、应急和救援提供依据,保障地铁网络在遭受重大打击之后还能恢复或者维持在一定的服务能力内,成为重要的研究课题[2,3].

脆弱性的概念,是由Timmermann于1981年首先提出的,用来分析系统由于存在固有的缺陷弱点和薄弱环节,对灾害事件的承受能力并从中恢复的能力,是系统的一种隐性属性[4].自本世纪起,特别是在日本阪神大地震和美国“9·11”恐怖袭击之后,交通系统脆弱性吸引了广泛研究兴趣[5−7].Murray[8]把交通系统脆弱性的评价方法大致归纳为如下四类:情景分析法、假定攻击策略法、模拟仿真法和计算模型评估法.除此之外,地铁系统脆弱性研究还主要包括研究其脆弱性的内涵和外延[9]、网络脆弱性指标[10]、运营脆弱性分析[1],以及网络拓扑脆弱性分析和评价[11,12].由于对于地铁网络脆弱性指标研究许多是反映地铁拓扑结构的脆弱性,包括度、路径长度、网络效率和介数值等[11,12].因此,地铁网络脆弱性研……