电力信息物理融合系统结构脆弱性分析

为了识别电力信息物理融合系统(Cyber Physical Power System,CPPS)脆弱性并制定相应脆弱性防控策略,从结构的角度,建立电力网为IEEE118节点系统、双星型信息网和网型信息网2种具有不同子网络结构的CPPS相依网络模型.提出一种相依节点对重要度综合指标,该指标可以辨识对CPPS结构脆弱性产生重大影响的相依节点对,克服单层网络指标的局限性.基于相依网络连锁故障模型,分别采用随机攻击策略和蓄意攻击策略,分析2种CPPS的结构脆弱性,并研究关键节点保护策略对2种CPPS结构脆弱性的影响.仿真结果表明,随机攻击策略下,网型信息网CPPS的结构比双星型信息网CPPS更加脆弱.蓄意攻击策略下,优先攻击相依节点对对网络连通性的破坏程度更大.合理选取关键节点保护策略的保护节点可以改善系统的结构脆弱性.     

原图边与线图边扰动的相继故障仿真研究

本文将ER随机网络与BA无标度网络转化为线图结构,并将线图与原图的故障规模做归一化计算,提出基于BA无标度网络和ER随机网络拓扑结构的线图结构,继而进行线图边扰动的仿真实验,进行蓄意和随机两种方式的攻击,模拟相继故障的发生,并将其与原图边扰动的相继故障进行比较.通过对仿真结果中线图与原图间的阈值关系进行比较,实验结果表明:不论蓄意攻击还是随机攻击,在相同的扰动值下,原图引起的故障规模总是比线图大.     

一种对蓄意攻击具有鲁棒性的无标度网络

无标度网络具有对蓄意攻击脆弱性的特性,分析发现hub节点的存在是这一问题产生的根源.文章给出了通过对网络增长过程中加入随机边,促使hub节点作用退化的PBA模型.实验和分析表明该模型有效提高了对蓄意攻击的鲁棒性.     

相互依存网络耦合映像格子的相继故障

本文基于耦合映像格子的相继故障模型,利用仿真和统计分析的方法,研究了BA同构依存网络(BA-BA)和异构依存网络(BA-ER)在随机攻击和蓄意攻击两种攻击方式下的相继故障行为.本文选择了偏好依存和随机依存两种方式分别构建了依存网络.研究结果表明∶(1)同构的偏好依存网络和随机依存网络表现出了类似的相继故障特性,即这两种依存方式下的网络都对随机攻击鲁棒,对蓄意攻击脆弱.同时,随机依存方式能增强BA同构依存网络的鲁棒性.(2)异构的偏好依存网络和随机依存网络表现出了和BA同构依存网络相反的特性,即异构的依存网络对随机攻击脆弱,对蓄意攻击鲁棒,且随机依存方式也增强了异构依存网络的鲁棒性.本文的研究结果对进一步理解相互依存网络的拓扑结构及依存方式对依存网络鲁棒性的影响有重要的参考价值.     

城际列车开行方案的客运量预测及评价

从铁路运输企业的角度,由分析影响旅客列车客运量因素入手,利用灰色理论建立铁路旅客列车开行方案的客运量GM(1,h)预测模型,构建评价其经营效果(经济效益和经营风险)的计算方法.以沪宁线为背景,预测城际列车开行方案的客运量,并对其经济效益和盈亏平衡点分析计算,为铁路运输企业设计旅客列车开行方案提供科学依据.     

不同攻击模式下中国航路网络抗毁性研究

运用复杂网络理论,分别对随机攻击模式和蓄意攻击模式下中国航路网络的抗毁性进行分析.分析两种攻击模式下最大连通子图的大小、聚集系数、平均度以及最大度的变化.结果表明:在随机攻击模式下,最大连通子图的大小更适合用来衡量一个网络的抗毁性;而当采用蓄意攻击时,度值攻击可以有效反映网络的抗毁性;中国航路网络具有随机攻击下抗毁性较强,而面对蓄意攻击抗毁性偏弱的特性.     

兰州市公交网络的社团结构与脆弱性分析

基于复杂网络理论,研究兰州市公交网络的社团结构及其脆弱性.根据实证数据建立了兰州市公交网络的结构模型,并应用Fast Newman算法分析公交网络的社团结构,给出了最优的社团划分;从获得的社团结构出发,分析了兰州市公交网络社团结构的脆弱性,给出了各个社团的脆弱集及脆弱性指标.研究结果表明,兰州市公交网络具有明显的社团结构特性,社团划分受到城市独特地形特性的影响;许多社团在网络中表现异常脆弱,社团之间联系稀疏,极易因为随机故障或蓄意攻击而形成多个独立的连通分支.     

西安公共交通系统的网络特性和鲁棒性分析

基于复杂网络理论,构建西安市公交、地铁及两者综合构成的复合网络的Space L模型,对比分析3类网络的统计特性,并从蓄意攻击和随机攻击两方面对3类网络的鲁棒性进行对比评价.结果表明:3类网络均不属于小世界网络,网络效率较低;地铁网的度近似服从泊松分布,公交网和复合网络的度服从幂律分布;地铁网的度和介数具有较强的正相关性,公交网则基本没有相关性,复合网络具有较弱的相关性;3类网络对随机攻击具有较好的鲁棒性,对蓄意攻击表现出较大的脆弱性.     

铁路旅客列车开行方案决策模型

在分析传统运输模型不足的基础上 ,综合考虑旅行时间、旅行费用、旅行方便与舒适多因素对市场细分的影响 ,以及运输能力使用与需求转移的影响 ,构造了一个旅客列车开行方案决策模型 .其应用分两步进行 :通过预测客运需求和各类客流特征 (如平均收入水平 ) ,确定不同旅客列车需求量的概率分布 ;用 NLP模型求解各类旅客列车开行方案 (列数 ) .模型中参数定性分析表明 ,不同种类旅客列车间速度、票价以及旅客特征之间比值变化对铁路客运量增减及分布有着较大影响     

铁路公交化旅客列车开行方案优化

列车开行方案直接影响旅客运输的需求和铁路企业的成本支出.在充分考虑影响城市间开行列车的各种主要因素的基础上,建立了确定在两主要城市间开行合理列车对数、列车载客人数、旅客列车在沿线车站停车次数及停车机会的数学模型,使旅客延误的总时间最少,并使铁路企业获得最大的经济和社会效益.利用该方法对广深线列车运行方案进行计算,得出了合理的列车运行方案.     

客运专线本线运输产品设计与列车开行方案研究

结合我国引进高速动车组情况,提出基于输送能力的列车产品设计与开行方案结合的分析方法,从客流需求角度,对客运专线本线运输产品进行设计,提出典型车的概念,确定了不同档次、不同编组列车的开行数量,以输送能力为主线,对本线列车开行方案进行分析与探讨,最后,以某客运专线为例,结合典型车和引进车模型,在确定各种档次本线列车开行比例后,从输送能力角度对本线高速动车组的全日运营方案进行分析,得到了推荐方案.     

动态随机客流下城轨列车运行调整策略

针对城市轨道交通中随机到达客流对列车运行造成的延误问题,将动态变化且服从泊松分布的客流到达率拟合为随机分布变量.结合随机规划理论,构建了以列车发车时间偏差及到站列车间隔偏差为最小化目标的期望模型.应用最优化方法中的K-T条件对所建模型进行求解,得出调整相关偏差的控制策略.通过实例仿真模拟列车运行在受到随机客流及外界干扰的影响下产生的延误,比较采取调整策略前后列车在各站的离站时间偏差及其优化水平,结果表明:所设计的列车运行调整策略能够有效减小列车延误约25%,使得在动态客流下的城市轨道交通列车运行更能"按图行车".     

城市轨道交通换乘站点失效下网络脆弱性分析

城市轨道交通换乘站点失效会导致网络性能下降,使得系统表现出较高的脆弱性,换乘站点失效下网络脆弱性分析对于保障系统运营安全具有重要意义.考虑城市轨道交通网络和外部公共交通网络的耦合关系,分析换乘站点失效后的乘客广义出行费用,对乘客出行选择行为进行建模;从运营服务网络性能下降的视角,提出了网络脆弱性定量评估指标;对路网拓扑...     

面向OD客流的高速列车开行方案的优化

满足旅客出行需求的列车开行方案能够更好地吸引客流，提高高速铁路的核心竞争力.以最大化经济收益和最小化出行费用为目标函数，以高速铁路开行方案为研究对象，以旅客出行需求等作为约束条件，将列车开行方案与OD客流量结合起来，同时考虑旅客的购票心理和列车购票的时效性，建立了一种基于动态客流的列车开行方案的多目标优化模型，并设计一种基于个体信息和改进变异算子的多目标差分(SG-MOSaDE)算法进行求解.以广州市某线路为例进行实验，结果表明，优化后的开行方案不仅最大化满足了旅客出行需求，而且在提高铁路部门经济收益的同时降低了旅客的出行花费，并且优化后的列车总停站次数较原来有所下降，停站方案更加均衡.     

客运专线枢纽旅客衔接方案模型与计算方法的研究

在分析客运专线开行和衔接方案关系的基础上,综合考虑铁路经济效益和旅客服务质量,建立了客运专线枢纽旅客衔接方案的数学模型,提出了基于分块编码的改进型遗传算法的优化方法.算例试验表明,该算法能够有效地求解衔接方案的编制问题,并能达到快速准确的良好效果,为客流组织人员提供可行的优选方案.     

城市轨道交通客流加权复杂网络分析

本文以上海轨道交通网络为例,使用复杂网络理论构建拓扑网络并以断面客流为权重分析了节点强度、加权最短路径等指标及其分布规律,定量计算各个站点对于蓄意攻击的脆弱性,以鉴定对网络连通度影响最大的关键站点.仿真结果表明,上海轨道交通网络节点强度服从幂律分布,网络加权平均最短路径长度较大,连通性有待提高.面对蓄意攻击时,上海火车站、曹杨路和镇坪路作为关键节点对网络效率和网络最大连通子图的影响都较大,应在运营中加强保护.     

基于欧洲列车时刻表的高速列车行车组织方案

通过对欧洲列车时刻表等相关数据的统计和分析,总结欧洲主要类型高速列车基于路网节点系统的行车组织特点及规律,包括列车开行方案中的列车起迄点选择、停站方案设计、列车之间的接续和换乘、直达与中转换乘方案结合方式、时刻表结构和高速列车下线运行方式等,并结合我国实际路情提出建议方案,欧洲的一些先进的设计理念对我国未来快速客运网中高速列车的行车组织方案的研究具有借鉴意义.     

基于充分可观控实验方法的城市轨道交通客流随机分配模型优化

城市轨道交通起讫点间路径客流分配直接影响各条线路断面客流量的大小,进行科学精准的网络客流分配是实施客流统计分析、客流预测、运输计划编制、客运组织等工作的重要基础。基于城市轨道交通客流在轨道交通线网内的时空分布是充分可观控的理论,辨析影响客流随机概率分配的主要因素,建立网络模型架构,基于随机效用理论优化乘客出行的微观路径选择行为和决策过程,将客流随机分配模型中的有效路径效益值函数优化为分段函数。通过对结果进行路径分配比例验证及分线断面客流量验证,说明优化方法达到预期目标,为实现规范化、科学化、系统化的城市轨道交通清分奠定了坚实的基础。     

面向长途客运公交化服务的高速公路网路径选择优化模型

摘要：现代交通运输系统及城镇化发展,推动了地区性的共城市化,促进了市郊及城际客运交通需求的持续增长。高速公路作为全国公路网的最重要组成部分,不但是社会经济发展的主动脉,在长途旅客运输中也发挥着重要的作用。为了对高速公路长途客运中的公交化服务问题进行研究,本文建立了以高速公路为载体的长途客运公交化服务优化模型,并采用Dijkstra算法对模型进行求解。研究结果表明：通过运用本文所构建的模型及算法能够得到不同需求状态下的最优方案,从而找到服务效率最高的路径。本项研究可以为长途客运公交化服务水平的提升提供理论支撑。