级联失效下城市多层关键基础设施系统脆弱性分析

本文阐述了关键基础设施和多层网络相关定义,分析了不同耦合方式下多层网络间的差异性特点。在此基础上,将双层耦合网络的级联失效模型推广到多层耦合网络中,建立多层耦合网络的脆弱性模型。并运用多层耦合网络理论对复杂又脆弱的城市关键基础设施系统的脆弱性进行评价。以我国某城市电力网络、燃气网络和供水网络为实例建立多层耦合网络。针对不同耦合方式和不同攻击方式验证模型的合理性和适用性。研究发现随着网络层数的增加系统的脆弱性增大,并且在单向功能依赖关系模型下和基于负载的蓄意攻击下,系统表现出了明显的脆弱性。     

基于区域划分的地铁网络脆弱性评价方法

结合地铁网络的拓扑结构和运营客流分布的特点,提出了基于区域划分的地铁网络脆弱性评价方法,其中分别定义了站点、路段和区域的脆弱值计算公式.由于区域脆弱值与区域划分密切相关,因此进一步设计了两种区域划分方法.一种是站点聚合法,侧重于反映地铁网络区域的结构脆弱性,其基本思路是以脆弱值高的站点为中心,迭代聚合与之耦合度高的站点进而形成脆弱区域;另一种是路段剔除法,侧重于反映客流分布对地铁网络脆弱性的影响,其基本思路是对给定的一个区域逐步从中剔除脆弱值低的线路实现区域划分.最后,利用一个现实的城市地铁系统验证评价方法的有效性.     

城市生态系统健康属性综合评价模型及应用研究

确定了城市生态系统健康评价指标体系,提出了基于属性理论的城市生态系统健康属性综合评价模型.以重庆北部新区为评价研究对象,运用该模型对重庆北部新区生态系统健康进行了评价,评价结果表明重庆北部新区城市生态系统现状综合健康属性属于一般健康类,并通过分析评价结果识别健康限制因素.通过实例研究可得出如下结论:应用城市生态系统健康属性综合评价模型和方法,可以找出影响城市生态系统健康的问题成因和限制因素,为城市规划、城市改造和城市实施可持续发展提供决策依据.     

跨区域重大工程项目脆弱性研究

为获知跨区域重大工程项目的脆弱性,基于复杂网络理论,提出一种评估跨区域重大工程项目系统脆弱性的方法.首先识别跨区域重大工程项目脆弱性影响因素,并在此基础上建立相应的权重矩阵,然后计算出该网络的拓扑参数,并用Matlab软件对其脆弱性进行仿真,最后把网络拓扑参数与仿真结果进行对比,分析跨区域重大工程项目脆弱性与拓扑结构的关系.结果表明,在跨区域重大工程项目中环境因素和社会因素的脆弱性大于经济因素的脆弱性,以警示跨区域重大工程项目的管理者.     

基于突发事件风险的供应链脆弱性削减机制

当前频发的突发事件使得供应链格外脆弱.为降低供应链脆弱性,通过对供应链弹性、供应链柔性、供应链敏捷性和供应链脆弱性的相关文献系统梳理,探索性地提出了降低供应链脆弱性的概念模型,并采集了以制造业为主的行业样本,借助结构方程模型,对供应链脆弱性削减机制进行了实证研究.研究表明:供应链弹性对供应链脆弱性有着直接而显著的影响作用;供应链柔性对供应链弹性具有积极的促进作用,并通过供应链弹性对供应链脆弱性产生影响;供应链敏捷性对供应链脆弱性没有直接的影响作用,但可通过供应链弹性来影响供应链脆弱性.本研究可为供应链应对风险及突发事件提供理论指导,具有重要的实践意义.     

基于贝叶斯网络的路网脆弱路段识别模型

界定了路网脆弱性的内涵,提出了基于贝叶斯网络的路网理论分析框架,应用贝叶斯网络的双向推理技术定量地分析B每个路段对路网系统整体故障影响的大小,并在此基础上,分别基于故障树和最小路集构建了路网脆弱环节识别的贝叶斯网络模型;最后,通过实例说明利用贝叶斯网络方法识别路网脆弱环节的具体步骤。研究结果表明,该方法可以快速、有效地识别路网的脆弱环节,为路网问题的解决提供决策支持。     

面向流量的海底光纤系统脆弱性分析方法

选择网络流量传输成本作为海底光纤系统的脆弱性测度指标,提出了一种基于双层优化模型的海底光纤系统脆弱性分析方法,能够识别出特定毁伤预算下的脆弱点,并能对受损情况下重新分布的网络流量进行量化分析。最后,通过某假设地区的两大海底光纤系统验证了方法的有效性,探讨了动态脆弱性的一些特征并给出了相应的保护策略。     

基础设施PPP项目脆弱性评估方法

为获知一个PPP(public private partnership)项目暴露于外部环境不利影响的程度、抵抗干扰和自我调节恢复的能力,提出一种:PPP项目脆弱性评估方法.将PPP项目看作一个由功能、性能、可盈利性、可维护性、可运营性和可持续性6个维度组成的系统,引入可靠性理论,根据识别出的27个脆弱性影响因素与各维度之间的关系,推导出PPP项目系统可靠性函数,通过评价系统各维度失效程度确定系统的可靠度,计算结果反映了PPP项目脆弱性的大小.将PPP项目脆弱性评估模型应用于某大桥PPP项目脆弱性评估,结果显示该项目具有较大的脆弱性,应加强项目的盈利和可持续性方面的管理.     

基于突变理论的海上运输关键节点脆弱性度量北大核心CSCDCSSCI

明确海上运输节点的脆弱性是保障海上运输关键节点安全的重要基础。针对海上运输节点安全威胁突发性特点,构建基于因子分析的改进突变模型,并对我国海上通道关键节点脆弱性进行实证分析。结果显示,我国海上运输通道的关键节点中,台湾海峡脆弱程度最低,望加锡海峡脆弱程度最高,而马六甲海峡、巴拿马运河、英吉利海峡等则处于中间位置。在此基础上,进一步研究了各关键节点脆弱性的主要成因。     

扎龙水禽栖息地生态脆弱性评价

根据扎龙珍稀水禽栖息地生态环境的特点,以生物指标、环境指标、景观结构指标和人类活动指标作为评价指标。利用层次分析法分配各指标权重,通过模糊综合评判模型运算和隶属度分析,将扎龙水禽栖息地生态脆弱性分为极度脆弱、高度脆弱、中度脆弱、一般脆弱和不脆弱5个等级,研究结果为该区域生态环境可持续发展提供科学依据。图1,参18。     

城市道路网络的拓扑性质和脆弱性分析

基于GIS技术和复杂网络理论,研究国内包括杭州、苏州在内的江浙4座城市的街道网络的复杂性.分析了街道网络的基本拓扑性质,如点度分布、路径长度分布、网络效率,发现这4个街道网络尽管规模、历史、经济各不相同,但性质非常相似.然后进行城市街道网络的脆弱性分析,通过比较随机和蓄意两种攻击策略,发现城市街道网络对随机攻击很稳健,而对基于点度和介数的选择性攻击策略很脆弱,说明点度和介数是很有用的,找到关键节点和预先防御的指标,这对城市应急管理、应急交通调度和导航都具有借鉴意义.     

以河流水质为目标的排污量控制的仿真研究

城市排水管网与污水处理厂的运行状态直接影响受纳河流的水质。以河流水质为最终目标，根据河流纳污能力控制废水排放量，可有效保护河流生态质量。本文根据国际水协会发布的1号河流水质模型，构造了能模拟河流水质动力学和生化特征的仿真平台。进一步以河流断面氨浓度为控制指标，研究了基于河流水质的排水系统的排污流量控制问题。仿真结果验证了基于河流水质控制污水排放量策略的有效性。     

城市道路网络交通状态时空演化量化分析

为了使对城市道路网络交通状态的分析不至陷入交叉口或路段内部的交通状态分析,需从中观或宏观的角度去分析交通状态.本文在探讨路网状态特征参数的基础上,定义了"路段拥挤度"指标,通过建立城市交通网络模型,并基于浮动车(GPS)采集数据设计了路网交通拥堵时空演化量化分析的流程,采用"路段拥堵持续时间""区域行程时间延误"区域拥堵路段数量"三个时空参数对路网交通拥堵状态的时空演化进行了量化研究.最后结合上海市浮动车数据与实际交通网络,得出了交通拥堵的延误时间和空间范围与拥堵程度大小的关系等结论.     

基于突变级数法的油田管输建设工程项目环境风险评价

油田管道建设工程项目一般跨越空间范围较广,涉及的环境要素多,油品介质一旦发生泄漏其造成的环境污染后果是十分严重的,因此当前油田管道建设工程项目环境风险评价已成为国内外学术界所关注的一个热点。本文应用突变理论及突变级数评价法对自然环境因素、社会环境因素、交通环境因素三大要素进行分类,识别环境风险,确定风险等级,构建了管输建设环境风险评价驱动力因素指标体系以及管输建设环境风险评价突变模型。以陕北安塞——永坪管输工程项目为案例进行了实证研究,结合实测数据,得出影响管段风险重要度排序,指出其主要影响因素,提出相应的治理措施。     

强沙尘暴时序的标度不变性分析

强沙尘暴规模的时间序列具有复杂的波动性.运用多重分形消除趋势波动分析法分析我国北方近49年来的强沙尘暴序列.发现序列具有长程相关性;并确认强沙尘暴是多重分形过程,进而得出序列的多重分形谱.在此基础上,探讨了序列长程相关性和多重分形特征与强风、沙源和热力不稳定等我国北方强沙尘暴形成的主要因素之间的联系.     

航空保障系统易损性定量评估体系研究

阐述了大型载机舰船航空保障系统易损性定量评估的体系构架,将模糊数学与损伤树相结合,以有限元计算结果作为系统设备冲击响应数据支持,建立了航保系统的模糊损伤树,使系统易损性评估结果具有较高可信度.最后给出了激光炸弹攻击下该系统的易损性评估结果,结果表明该评估体系对于大型载机舰船系统易损性评估和生命力设计有指导意义.     

基于关联熵与复合物元的公交系统综合测度模型

针对城市公交系统的发展态势问题,利用可拓学中的物元分析理论和信息论中的熵理论进行了定量研究.在考虑城市公交系统多种因素的基础上,构建了城市公交系统综合测度的指标体系,并用强弱准则对测度指标进行了有效性检验.利用定量分析为主、定性分析和定量分析相结合的方法,将信息熵、隶属函数和复合物元有机地结合起来,建立了城市公交系统综合测度的复合物元模型.最后在关联熵确定测度指标权重系数的基础上,通过计算复合物元,将公交系统的多层次测定转化为单级测定,并用定量的数值来表示测度结果,该测度值能够简明确切地反映出城市公交系统发展现状水平.应用结果表明复合物元模型计算过程简单、实用性强,同时也为多层次多目标测定问题提供了一种合理可行的测度方法.