考虑地震强度空间变异性的地铁系统连通可靠性分析

考虑地震强度的空间变异性,本文提出一种以震后通行能力为目标的地震作用下地铁系统连通可靠性评价方法。首先,根据历史地震资料和地震烈度衰减关系,开展目标区域地震危险性分析,生成具有空间变异性的地震动峰值加速度场;其次,采用图论建模方法构建地铁网络拓扑模型,并将地震动场输入网络;再次,结合结构地震易损性模型计算地铁车站、区间隧道的地震失效概率,并模拟地铁网络的震后状态;最后,引入有效连通的概念建立了3种指标:网络连通可靠度、车站连通可靠度和运营线路故障率,基于Monte Carlo模拟方法从不同角度对地铁系统的抗震连通可靠性进行分析。基于上述流程以北京市城六区地铁系统为例进行抗震连通可靠性分析。结果表明:地震强度的空间变异性对系统连通可靠度的影响显著;在50年超越概率为10%的地震作用下该地铁系统中88%的车站之间能够实现有效连通;运营线路之间相互交错形成闭环能有效提高系统的连通可靠度。

基于替代路径的路网连通可靠性评价方法研究

首先综述了路网可靠性的发展情况,重点阐述了传统连通可靠性的算法及其特点。传统连通可靠性算法考虑路段仅为0/1两种状态,即路段连通或者中断,不考虑网络交通流状态对出行连通质量的影响,不适用于路段密集的城市路网。在此基础上,提出了替代路径的连通可靠性算法,假设城市路网出行中,当初选路径被破坏或不可选择时,替代路径的出行费用与初始路径出行费用差距越小,则出行的连通可靠性越高,出行服务质量越高。最后,提出了基于替代路径出行费用的连通可靠性评价数学模型,并进行了一个示范案例的应用。

基于连通可靠性的危险品运输路径选择问题

为解决危险品运输路径选择的不确定性问题,提出基于连通可靠性的危险品运输路径选择(HMTPS)方法。在定义危险品运输路径连通可靠性的基础上,根据HMTPS特性,在满足最小路径连通可靠性条件下,以路径风险、运输时间和运输成本最小为目标函数,构建基于连通可靠性的HMTPS多目标优化模型。引入改进的带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II),对该多目标优化模型进行求解。最后,通过一个实例对模型和算法进行验证。仿真结果表明:利用NSGA-II求解基于连通可靠性的HMTPS问题,可得到一系列Pareto最优解,其解空间分布均匀,并具有良好的收敛性和鲁棒性,模型和算法的有效性得到验证。

城市供水管网在地震时的连通可靠性分析

考虑地震作用效应和管道抗力的随机特性,建立了埋地管道单元的概率预测模型,评估其在地震时的震害状态。把供水管网系统简化为边权有向网络图,通过Monte Carlo随机模拟过程,近似再现管网中各管段的破坏状态,进而分别结合图论理论方法和模糊关系矩阵法,对管网进行连通可靠性分析。由于Monte Carlo模拟算法是以管网各节点与水源点处于连通状态的近似频率计算来代替精确概率分析,为获得稳定的计算结果,对所用算例进行了5000次模拟。算例分析表明,基于图论方法和模糊关系矩阵法得到的管网连通可靠性结果基本相等。

无线传感器网络k点连通可靠性的研究

无线传感器网络的出现引起了人们的广泛关注,由于无线传感器网络的节点不是预先定位而是随机撒放,那么如何保证一定区域内的传感器节点在满足连通可靠性要求的情况下连结成一张网络?而若干次随机抛撒所形成网络的连通度的平均值与网络的节点个数、节点的通讯半径之间又有何关系?通过计算机仿真模拟试验,给出了网络的k(k>0)连通度概率分布曲线;引入了连通度的数学期望概念来描述若干次抛撒所形成网络的连通度k的平均值,给出了其随网络节点个数、节点通讯半径变化的回归方程;给出了无线传感器网络k点连通概率曲线和3点连通的经验公式;分析了边界节点对网络连通度的影响。这些对无线传感器网络节点个数和节点通讯半径的选择、系统冗余设计等都具有重要的指导意义或参考价值。

基于蒙特卡罗法的城市燃气管网抗震连通可靠性分析

在对燃气管道进行地震反应判别的基础上,计算管道的抗震可靠度,并结合图论将城市燃气管网简化为源点、汇点和边线,建立管网简化模型。采用蒙特卡罗法对某六节点网络模型进行抗震连通可靠性分析,结果表明：随着迭代次数的增加,近似解以更小的误差接近精确解的概率更大;迭代次数取为5 000时,能够较好地满足精度要求。通过对连通性矩阵进行分析,探讨了设定源点提高目标汇点连通可靠度的可行性。最后,以保定市区的大型燃气管网为例,计算了Ⅶ~Ⅸ度地震烈度下管网的连通可靠度,对比了设定源点对汇点连通可靠度的影响,为该市燃气管网的震害预测和抗震优化提供参考。

省域高速公路网络连通可靠性:黑龙江省案例分析

连通性及连通可靠性是区域公路网络结构特征及运行状态评价的重要指标.本文首先提出了应用连通度、连接度指数及连通度平均值指标来表征省区高速公路网络连通性,其次构建了基于初始网络及子网络的数量、规模及平均最短路径距离等因素的连通可靠性评价方法,最后以黑龙江省高速公路网络为例进行实例分析.研究提出了黑龙江省高速公路网络的连通特性及连通可靠性特征,得出实例网络县市级网络连通度不高、连通可靠性受到关键节点影响较大的结果,能够应用于冰雪恶劣天气、恐怖袭击等特殊事件下应急需求点布局、应急物资调度优化等.

物流运输网络连通可靠性分析的高效分解算法

可靠性分析是衡量物流运输网络运行服务水平的主要手段之一。给出了一种评估物流运输网络连通可靠性的高效分解算法,算法充分利用分解过程中获得的相关信息,通过引入保持网络可靠性不变的串联边化简、并联边化简以及节点合并等规则,并结合向量集分解方法,能够快速实现对网络状态向量空间的分解,达到提高网络可靠性评估效率的目的。实例分析以及和现有方法的比较验证了算法的性能和分解效率。

地铁线网结构对连通可靠性影响评价

地铁是现代大城市最重要的公共交通系统之一,其线网连通可靠性不但受到运营故障、恐怖袭击、踩踏事故等不确定性因素影响,也与线网结构有密切关系。为评价线网结构(表示为网络的线路组成)对地铁线网连通可靠性的影响,基于传统的节点连通可靠度概念定义了"线路连通重要度"新概念及其计算模型,即线路增减/失效前后网络平均连通可靠度的变化(百分比)。采用基于排序的ORDER方法和网络连通判断算法求解上述模型。以广州规划年地铁线网为例验证了所提模型的有效性,并分析了地铁线路特征(站点类型和数量)对网络连通可靠性的影响。结果显示,3号线的线路连通重要度最大(99.84%)为关键线路。研究发现而线路连通重要度受到线路中换乘站数量和中间站数量的综合影响,且前者的影响高于后者。研究结论值得交通规划和管理决策者在制定地铁建设和维护优先政策时参考和借鉴。

基于连通可靠性的城市道路交通离散网络设计问题

研究基于网络结构的城市道路可靠性对于保障大型灾害或事故后道路的连通有着重要的意义。通过合理设计网络结构可以有效降低这种灾害或事故对道路网络造成的严重影响。连通可靠性是研究网络结构的有效指标,这里将其作为系统的优化目标建立了基于连通可靠性的城市道路交通网络设计模型,并运用分支定界法对其求解。通过大型算例验证了所建模型的合理性和求解算法的有效性。

交通网络连通可靠性评价方法研究

本文从连通可靠性角度出发,分析了连通可靠度的评价方法,给出了利用交点法评价起终点连通度的路径集和割集确定方法,即将路径集和割集分别转化为原网络和对偶网络里寻找n条最短路径问题。交点法仅利用起终点间的部分路径集合和割集,降低了计算复杂性,并用示例网络对交点法进行了数值检验。本文对考虑路段相关性下的连通可靠度评价方法进行了探讨,最后对连通可靠度研究进行了总结和展望。

考虑乘客出行容忍度的城市轨道交通网络的连通可靠性分析

城市轨道交通网络的连通可靠性对乘客的出行和网络的正常运营具有重要意义,为衡量城市轨道交通网络的连通可靠性,提出容忍系数确定车站间的可容忍路径.以车站间的可容忍路径数目衡量车站间的连通可靠性,并据此计算车站和网络的连通可靠性.以成都地铁为例,运用运营数据分析了考虑车站权重和不考虑车站权重时成都地铁网络的连通可靠性.通过计算和分析,确定了连通可靠性最强和最弱的车站并分析了成都地铁在不同时间段、不同容忍系数下的连通可靠性.结果表明,当容忍系数小于1.6时,容忍系数对成都地铁网络的连通可靠性影响很大.

中国进口原油海运网络连通可靠性

为科学衡量中国进口原油海运网络中节点功能失效对网络连通可靠性的影响,在识别网络中重要节点的基础上,针对节点面临的随机性攻击和选择性攻击,分别采用蒙特卡洛模拟和不交化最小路集算法建立中国进口原油海运网络的连通可靠性评估模型。评价结果表明:当节点面临随机性攻击时,中国进口原油海运网络相对可靠;而在面对选择性攻击时,网络连通可靠性大幅下降,原油进口安全受到较大威胁。此外,在中国进口原油海运网络的3个原油海运通道中,拉美通道的连通可靠性相对最好,中东通道的连通可靠性相对最差。

地震时城市供水管网连通可靠性分析

在分析地震条件下管线功能函数及极限状态方程基础上,对城市供水管单元体进行震害预测。以供水管网系统作为边权的有向网络图,通过基于神经网络的Monte Carlo方法,模拟各管线运行状态及其破坏状态。结合图论理论,分析供水管网的管线连通可靠性。

城市公路网络的连通可靠性分析

本文对城市公路网络的震害预测作了探讨，采用Montecarlo试验进行网络动态分析，在给定单元可靠度及震害烈度的情况下，对城市公路网络的震害预测提出了计算的方法，同时进行了方法的讨论，并作了实例计算．

铁路系统连通可靠性评价模型

在突发事件条件下,假定到达列车数的概率分布为负二项分布,分析铁路车站能力可靠性,并假定铁路区段弹性通过能力服从负指数分布,分析了铁路区段通过能力可靠性。将铁路系统抽象为一个串并连网络拓扑结构,分析径路可靠性。在以上分析基础上,建立了希尔伯特指标空间,利用希尔伯特指标空间上单位球的弱紧性,提出铁路系统连通可靠性评价模型。

城市燃气管网的连通可靠性分析

利用图论相关知识,对城市燃气管网的系统结构可靠性(连通可靠性)进行了尝试性研究,分别从用气节点连通可靠度和管网系统连通可靠度两个角度定量分析了环状管网的拓扑结构对管网稳定运行的影响,并利用管道的连通重要度来定量评价不同位置的管道对管网系统连通可靠度的贡献。

基于多因素的Ad Hoc网络连通可靠性仿真方法

移动Ad Hoc网络的连通可靠性对于战场的指挥控制、警察与医疗部门的抢险救灾等众多领域具有重要意义。然而当前的移动Ad Hoc网络连通可靠性评估方法大多建模简单,考虑因素单一,而以OPNET为代表的网络仿真只针对网络普通性能分析而没有可靠性分析。因此,目前缺少一种能够涵盖真实场景中节点移动、无线通信特性和复杂地形环境的移动Ad Hoc网络连通可靠性评价方法。针对此问题提出了多因素模型连通可靠性仿真方法,同时结合可靠性定时标准实验方法给出了系统的移动Ad Hoc网络可靠性仿真实验设计方案。并根据具体移动Ad Hoc网络案例,在OPNET中进行二次开发建模与仿真,验证了该多因素连通可靠性仿真方法的可行性。

基于Vine Copula的原油海运网络中节点连通可靠性研究

为评价各突发事件相互关联时的原油海运网络中关键节点的连通可靠性,引入vine copula构建各突发事件的联合分布,并基于各突发事件的联合分布和条件分布进行节点连通可靠性评估.以马六甲海峡为例进行案例分析,结果表明:节点隶属国家政局不稳定及军事冲突与海盗及海上恐怖主义间具有对称的尾部相关性,而海盗及海上恐怖主义和船舶交通事故分别与恶劣天气具有下尾相关性.此外,在节点隶属国家政局不稳定及军事冲突、恶劣天气和海盗及海上恐怖主义的作用下,马六甲海峡的连通可靠性较低,仅为0.239 5;而在节点隶属国家政局不稳定及军事冲突、恶劣天气和船舶交通事故的作用下,马六甲海峡的连通可靠性相对较高.

基于不确定理论的原油海运网络连通可靠性研究

原油海运网络是原油进口国的海上生命线,为科学衡量网络中节点受到突发事件影响后的原油海运网络的连通可靠性,本文采用不确定变量来描述突发事件发生后各节点的连通性,引入不确定理论对原油海运网络连通可靠性进行评估,并建立了不确定原油海运网络的最可靠路径选择模型。本文不确定变量的引入不再依赖较多的历史数据去描绘节点失效的概率分布,而且提出的最可靠路径选择模型可以确保突发事件发生后原油的及时运输。本文还提出了α-最可靠路径和最大测度最可靠路径选择问题,给出不确定原油海运网络最可靠路径风险值的不确定分布,为突发事件发生后决策者的路径选择提供依据。本文以中国进口原油海运网络为例作案例分析。