[發(fā)明專利]一種多層城市群綜合客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性評價(jià)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111059673.0
• 申請日: 2021-09-10
• 公開（公告）號: CN113723859B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李成兵;吳鵬;李云飛
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/26;G06F30/20;G06F111/02
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

本發(fā)明公開了一種多層城市群綜合客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性評價(jià)方法，包括以下步驟：步驟1：交通小區(qū)—交通子網(wǎng)多層城市群綜合客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建；步驟2：多層城市群綜合客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性級聯(lián)失效仿真；步驟3：關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)客流激增情況下網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性仿真與分析。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：考慮城市內(nèi)部交通，構(gòu)建更加貼近實(shí)際的城市群綜合客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)模型，充分考慮不同層次網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)實(shí)際影響因素進(jìn)行加權(quán)，強(qiáng)化客運(yùn)交通網(wǎng)絡(luò)應(yīng)對突發(fā)情況的能力，充分考慮站點(diǎn)的容量限制、節(jié)點(diǎn)的不同超載程度，使節(jié)點(diǎn)狀態(tài)更貼近實(shí)際站點(diǎn)的擁擠程度，考慮節(jié)點(diǎn)客流激增與級聯(lián)失效的情況，提出網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性測度指標(biāo)，強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)應(yīng)對站點(diǎn)失效、客流激增等突發(fā)情況的能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性評價(jià)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多層城市群綜合客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性評價(jià)方法。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，城市群交通網(wǎng)絡(luò)日益復(fù)雜，并在社會(huì)生活中擔(dān)任著越來越重要的角色。然而，城市群客運(yùn)交通網(wǎng)絡(luò)對于自然災(zāi)害、運(yùn)輸設(shè)備故障、客流激增等異常因素的反應(yīng)能力有限，某一節(jié)點(diǎn)的失效可能會(huì)產(chǎn)生級聯(lián)失效，進(jìn)而使得節(jié)點(diǎn)超載并導(dǎo)致運(yùn)輸效率下降，節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)處于失穩(wěn)狀態(tài)。失穩(wěn)狀態(tài)就是超載狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)失穩(wěn)是指網(wǎng)絡(luò)中存在一定程度的超載節(jié)點(diǎn)。基于此，研究城市群客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性評價(jià)方法，識(shí)別關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，并分析關(guān)鍵站點(diǎn)客流激增與級聯(lián)失效情況下的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，對于增強(qiáng)客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)抵抗異常事件的能力、保障城市群客運(yùn)交通系統(tǒng)安全順暢運(yùn)營具有重要意義。不僅如此，本方法具有較強(qiáng)的實(shí)際創(chuàng)新意義，首次考慮城市內(nèi)部交通對城市群客運(yùn)交通網(wǎng)絡(luò)的影響，還考慮了站點(diǎn)客流激增這一常見突發(fā)情況對網(wǎng)絡(luò)的影響。

作為網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性評價(jià)方法的基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建十分重要。目前，相當(dāng)一部分學(xué)者意識(shí)到單一網(wǎng)絡(luò)很難準(zhǔn)確地描述現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況。李雪[1]提到，大量的現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)是多個(gè)單層網(wǎng)絡(luò)在層與層之間進(jìn)行耦合形成的多層網(wǎng)絡(luò)。李成兵[2]、衛(wèi)振林[3]利用復(fù)合方式構(gòu)建多運(yùn)輸方式客運(yùn)交通網(wǎng)絡(luò)，雖然考慮了不同的交通方式，但并未考慮城市內(nèi)部交通，本質(zhì)還是單一網(wǎng)絡(luò)。陳碧玉[4]等人研究城市道路網(wǎng)絡(luò)中的級聯(lián)失效現(xiàn)象，提出了一種“影響區(qū)域”脆弱性分析方法，以評估影響區(qū)域內(nèi)鏈接閉合的后果。因此，如何將多層復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論運(yùn)用到城市群客運(yùn)交通網(wǎng)絡(luò)使網(wǎng)絡(luò)更加貼近現(xiàn)實(shí)，成為了亟待解決的問題。不僅如此，目前關(guān)于城市群客運(yùn)交通網(wǎng)絡(luò)的研究并未考慮城市內(nèi)部交通對城市群客運(yùn)交通網(wǎng)絡(luò)的影響。

近年來，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的研究大多針對電力網(wǎng)絡(luò)、物流網(wǎng)絡(luò)等復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)以及航空網(wǎng)絡(luò)等單運(yùn)輸方式網(wǎng)絡(luò)，在城市群綜合客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)中研究較少。在網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性方面，杜婧[5]從航線網(wǎng)絡(luò)的角度對網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、失穩(wěn)、彈性失穩(wěn)與脆性失穩(wěn)作出了定義，分析客流延誤下的全國航空運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。郭本華[6]從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣y(tǒng)計(jì)特性和動(dòng)力學(xué)機(jī)制出發(fā)，研究了故障對小世界網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的影響。崔凱提出了一種電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的概率方法。王澤坤[7]考慮電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過控制電網(wǎng)負(fù)載整流器拓?fù)涫噶烤馀渲茫拐髌魍負(fù)浣Y(jié)構(gòu)矢量均衡化。吳六三[8]分別針對有向網(wǎng)絡(luò)圖和無向網(wǎng)絡(luò)圖提出了網(wǎng)絡(luò)最大流熵和網(wǎng)絡(luò)最短路熵的概念，依據(jù)熵的大小衡量應(yīng)急物流網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。因此，如何衡量城市群客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性并識(shí)別對網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性影響較大的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，目前仍然處于空白階段。不僅如此，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的客流激增會(huì)對網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性造成影響，但目前缺乏針對站點(diǎn)客流激增的研究。

與本發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)一

目前，交通網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建主要通過“站點(diǎn)映射法”，“站點(diǎn)映射法”分別以不同運(yùn)輸方式的所有站點(diǎn)為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，連接站點(diǎn)的各條線路為網(wǎng)絡(luò)的邊，構(gòu)建城市群不同運(yùn)輸方式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型。在城市群綜合客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方面，主要通過復(fù)合與耦合的方式構(gòu)建城市群綜合客運(yùn)復(fù)合網(wǎng)絡(luò)(簡稱復(fù)合網(wǎng)絡(luò))與城市群綜合客運(yùn)耦合網(wǎng)絡(luò)(簡稱耦合網(wǎng)絡(luò))。

城市群復(fù)合交通網(wǎng)絡(luò)是在構(gòu)建交通子網(wǎng)的基礎(chǔ)上通過疊加復(fù)合的方式將距離較近的站點(diǎn)進(jìn)行合并，從而完成復(fù)合網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。與其區(qū)別的是耦合網(wǎng)絡(luò)并不通過站點(diǎn)的合并來完成不同交通子網(wǎng)之間的銜接，而是通過在相距較近站點(diǎn)之間生成耦合邊的方式來完成交通子網(wǎng)的銜接，模型的構(gòu)建更加接近現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)。