内河航道网络抗毁性分析与优化方法研究

为分析和提高内河航道网络的抗毁性,对内河航道网络抗毁性分析与优化方法开展研究。首先,提出基于通航里程和通航等级为网络边权重的内河航道加权网络拓扑模型构建方法;其次,提出内河航道网络抗毁性分析方法,包括基于网络特征的航道网络抗毁性分析方法和基于攻击仿真的航道网络抗毁性仿真方法;然后,提出基于网络介数中心性的内河航道网络优化方法;最后,以珠三角高等级航道网络为例,应用所提出的方法进行抗毁性分析和结构优化。结果表明,珠三角高等级航道网络的抗毁性有待提高,蓄意攻击对网络结构和功能的影响较为显著;所提出的航道网络优化方案,可有效提高网络抗毁性,并提升网络效率超过10%;所提出的方法可用于内河航道网络的抗毁性分析和结构优化,对内河航运网络的维护管理,保障航道网络畅通和高效,促进水路运输可持续发展具有参考意义。

长三角高等级航道网的网络特性与鲁棒性分析

为掌握长三角地区高等级航道网络特性,加强航道的维护和对事故的应急处理能力,基于复杂网络理论对长三角高等级航道网络特性和鲁棒性进行分析.建立考虑航道通航等级的长三角地区高等级航道加权网络拓扑模型,分析网络统计特性,识别航道网络关键节点和航段.对航道网络的边(航段)受到随机攻击、基于边强度的蓄意攻击(蓄意攻击Ⅰ)和基于实际网络的边介数中心度的蓄意攻击(蓄意攻击Ⅱ)等三种攻击模式下的变化规律进行仿真.结果表明,长三角高等级航道网络具有无标度网络的特点;航道网络中存在网络关键节点和航段,需要加强管理和维护;在随机攻击下,航道网络具有较强的鲁棒性;网络效率下降到50%情况下,网络可承受蓄意攻击Ⅱ的次数约为蓄意攻击Ⅰ下的30%,约为随机攻击下的25%;在蓄意攻击Ⅱ下,网络鲁棒性较差,蓄意攻击I下的鲁棒性优于蓄意攻击Ⅱ,其鲁棒性更偏向随机攻击下的表现.分析结果对长三角地区高等级航道网络的规划和管理,保障航道网络畅通和水上交通安全,促进水路运输发展具有参考意义.