非均衡大客流冲击下城市轨道交通网络抗毁性建模及演化特征

在非均衡大客流冲击下,城市轨道交通面临结构抗毁和功能抗毁双重压力,极易造成轨道交通网络级联失效。首先,该文分析了非均衡大客流对城市轨道交通网络(urban rail transit network,URTN)级联失效的影响机理,考虑客流冲击影响,构建了客流加权网络,从拓扑特征和客流特征2方面测量轨道站点的重要性;其次,根据级联失效理论和混沌动力学改进耦合映像格子(coupled map lattice,CML)模型,设置初始状态值为轨道站点客流饱和程度,并利用故障节点比和网络强度熵刻画URTN级联失效的结构抗毁性和功能抗毁性演化规律;最后,以西安地铁为例进行研究。结果表明:在URTN级联失效过程中,结构抗毁性和功能抗毁性演化趋势相似;轨道站点间的耦合系数ε和突发事件扰动R存在临界值(ε=0.3和R=1),若ε≤0.3或R≤1,则不发生URTN级联失效,若ε>0.3且R>1,则URTN结构抗毁性和功能抗毁性的失效时间随ε和R的增大而缩短;客流强度与URTN抗毁性水平呈负相关;介数大的轨道站点和客流强度大的轨道站点受突发扰动后,URTN结构抗毁性和功能抗毁性能力更低。该文研究结果有助于揭示非均衡大客流冲击下URTN级联失效的影响因素及抗毁性演化规律,可为加强非均衡大客流冲击下轨道交通安全管理提供依据。