[發明專利]一種城市功能系統的魯棒性評估方法

有效

• 申請號: 202010097423.5
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111210166B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 鄭澤忠;牟范;侯安鍇;劉澤宇;陳宇帆;李慕杰;李江
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06Q10/0637
• 分類號: G06Q10/0637;G06Q50/26;G06F30/20
• 代理公司: 成都時譽知識產權代理事務所(普通合伙) 51250
• 代理人: 王杰

1.一種城市功能系統的魯棒性評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲取目標區域的城市功能系統組成地圖，其中城市功能系統包括多種功能區域；

S2、在步驟S1的基礎上，提取所述城市功能系統中各個功能區域的中心點來代表相應的功能區域，對各個功能區域建立相應的網絡模型，并確定各個功能區域的網絡模型之間的耦合關系；

S3、在步驟S2的基礎上，分析各個功能區域的網絡模型的魯棒性指標；

S4、在步驟S3的基礎上，提供攻擊破壞試驗對各個功能區域網絡模型的魯棒性進行仿真驗證，觀察記錄仿真過程中各個功能區域網絡模型的魯棒性指標變化趨勢；

S5、在步驟S4的基礎上，建立相應的仿真評估指標，對上述魯棒性指標變化趨勢進行分析，從而得出魯棒性評估；

所述步驟S1中多種功能區域包括綜合居住，工業科技，生態旅游，金融商業，文化教育；

所述步驟S1中城市功能系統包括城市經濟功能，城市就業功能，城市教育功能，城市生態功能；

當城市功能系統為城市經濟功能時，對應的功能區域為綜合居住功能區與金融商業功能區的耦合關聯系統，其魯棒性指標包括：平均節點度，1.5km網絡效率，全局網絡效率，非孤立點占比，平均最短距離；

其中，平均節點度：平均一個綜合居住功能點對應1.5km范圍內的金融商業功能點的數量；

1.5km網絡效率：綜合居住與金融商業功能點距離在1.5km內的距離的倒數的平均值；即：n₁代表第一類功能點的個數，n₂代表第二類功能點的個數，d_ij代表第i個一類功能點與第j類二類功能點的距離；

全局網絡效率：全部的綜合居住與金融商業功能點的距離的倒數的平均值；n₁代表第一類功能點的個數，n₂代表第二類功能點的個數，d_ij代表第i個一類功能點與第j類二類功能點的距離；

非孤立點占比：在1.5km范圍內存在金融商業功能點的綜合居住功能點所占比重；

平均最短距離：每一個綜合居住功能點到金融商業功能點的最短距離的平均值，即n₁代表第一類功能點的個數，n₂代表第二類功能點的個數，d_ij代表第i個一類功能點與第j類二類功能點的距離。

2.根據權利要求1所述的一種城市功能系統的魯棒性評估方法，其特征在于，步驟S3中提供的攻擊破壞實驗包括：隨機去點破壞實驗，針對性去點破壞實驗，分批次局部去點破壞實驗；

隨機去點破壞實驗：隨機選擇金融商業功能點從網絡中移除，直到全部去除；

針對性去點破壞實驗：按重要性遞減的順序依次去除商業功能點，直到全部去除；

分批次局部去點破壞實驗：選擇最重要的金融商業功能點，并依次去除距離為5km內的其他金融商業功能點，在該范圍內金融商業功能點全部去除后，選擇剩余的最重要功能點繼續上述步驟，直到全部去除。

3.根據權利要求2所述的一種城市功能系統的魯棒性評估方法，其特征在于，步驟S5中的仿真評估指標包括：擬合函數變化速率，網絡崩潰節點數；

擬合函數變化速率：將魯棒性指標隨去點破壞實驗的去點數的增加而變化的趨勢進行擬合，將其轉化為擬合函數，橫坐標為去點數，縱坐標為以初始值為1的魯棒性指標，其中平均節點度，1.5km網絡效率，全局網絡效率，非孤立點占比擬合為線性函數y＝kx+1，平均最短距離擬合為指數函數y＝e^kx,以k的絕對值代表擬合函數變化速率，k的絕對值越大代表城市功能系統受到的破壞越嚴重；

網絡崩潰節點數：以魯棒性指標變為初始值的50％或2倍作為網絡崩潰的標志，其中平均節點度，1.5km網絡效率，全局網絡效率，非孤立點占比以50％為標志，平均最短距離以2倍為標志，到達網絡崩潰時的節點數越小代表城市功能系統受到的破壞越嚴重。