城区内涝条件下城市公交-地铁双层交通网络的脆弱性分析

为提高城市公共交通应对内涝的能力,利用复杂网络理论的Space-L方法构建了武汉市中心城区的地铁、公交无向加权网络,并在此基础上运用ArcGIS软件构建了不同耦合半径的公交-地铁双层交通网络,确定了连边的权重和节点的重要度,计算了静态下地铁网络、公交网络和不同耦合半径的公交-地铁双层交通网络的介数、平均路径长度和聚类系数等复杂网络特性指标;针对内涝导致的单一站点失效和多站点失效情况,以最大联通子图比例、网络连通率和网络效率为指标进行了故障模拟,分析了节点故障与连边故障对城市公交-地铁双层交通网络脆弱性的影响。结果表明:城市公交-地铁双层交通网络的最大联通子图比例、网络连通率和网络效率3项指标在攻击下的下降程度和下降速率都低于单一地铁网络和公交网络,城市公交-地铁双层交通网络的抗毁性能高于单一交通网络;对比节点故障与连边故障发现,节点故障下网络的脆弱性更大。

基于双层网络模型的城市公共交通系统抗毁性研究

为研究城市公共交通系统的抗毁性,采用复杂网络理论对地铁、公交系统进行映射和分析。首先,基于Space-L模型改进双层复杂网络构建方法,以实际换乘距离为指标构建连边,并以线路高峰小时载客能力为边权重构建地铁-公交双层网络;其次,通过度、强度、介数等指标分析双层网络与其子网络的特性;最后,分别采用随机攻击和蓄意攻击模型对双层网络及其子网络进行抗毁性分析。研究结果表明:地铁-公交双层网络呈现无标度特性,对蓄意攻击表现出脆弱性,且对不同蓄意攻击指标的敏感性不同。研究结论对于公共交通系统应对突发事件,提升系统韧性具有参考价值。