基于网络拓扑和土地依赖程度的轨道交通网络脆弱性分析

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自然灾害,人为蓄意事故和运营故障都会为轨道交通网络带来一定的威胁,因此在轨道交通网络无法正常运营情况下其性能的表现,即脆弱性程度,成为了学者和轨道交通相关部门重点关注的问题。本文基于对现有研究方法之间关联程度的分析,从尽可能全面的角度提出了一个基于轨道交通站点的轨道交通网络脆弱性评价方法,模型中综合考虑了轨道交通网络拓扑结构,承载的客流量以及轨道交通网络周围土地利用的影响,其中土地利用因素被用来衡量轨道交通网络与其所处外界环境之间的依赖程度。通过计算事故发生前后整个网络可达性的下降程度,结合事故发生区域的位置在整个网络物理结构中的重要程度,可以得到事故对于整个网络产生的潜在影响的大小。通过算例将以往研究中的常用方法与本文提出的评价方法进行对比,发现本文所提出的模型方法在更加全面地考虑了土地利用混合程度和可替代交通出行方式的影响后对评估结果产生了有效的影响。进一步将提出的模型应用于上海市地铁网络,结合上海市地铁线路网数据,客流量数据和上海市土地利用数据进行分析。研究结果表明轨道交通网络的脆弱性同时受网络结构,客流量和土地利用因素的影响。不平衡的土地利用,高容积率和较少的可替代出行方式都会增加对轨道交通网络的依赖程度,导致网络性能在事故下受到较大的影响。本论文的研究结果可以帮助轨道交通相关管理人员了解轨道交通网络中需要重点关注的重要站点和轨道段,同时对于其它换乘交通方式的规划和轨道交通网络周围土地利用的规划也具有一定的启示意义。
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