随着我国城市轨道交通的发展,线网规模不断扩大,客运量大幅增长,网络化运营的特征日益凸显。城市轨道交通的网络化运营提供了便捷、快速和准时的服务,但频繁发生的突发事件也暴露了其在运营过程中存在的脆弱性。因此,为提高城市轨道交通网络运营安全水平,需要明确脆弱性的形成原因,确定脆弱性影响因素的作用机制,并掌握突发事件发生后网络脆弱性的变化规律,给出相应的控制措施来降低网络的脆弱性。本文针对城市轨道交通网络脆弱性进行研究,具体研究内容如下:(1)城市轨道交通网络脆弱性影响因素作用机制研究。收集整理国内外城市轨道交通运营事故,总结分析事故发生类型、时间以及空间等规律。在此基础上,从六个方面确定了城市轨道交通网络脆弱性的影响因素,根据影响因素之间的关系,利用改进的解释结构模型对影响因素间的结构层次进行明确,并综合交叉影响矩阵相乘分类法,实现对脆弱性影响因素的分类。从众多城市轨道交通网络脆弱性的影响因素及其复杂因素链中,揭示城市轨道交通网络脆弱性的直接影响因素、间接影响因素以及根本影响因素。(2)城市轨道交通网络级联失效模型研究。考虑事故发生后对网络脆弱性的影响,构建了城市轨道交通网络级联失效模型。在模型中,定义了节点的状态,明确了节点状态的转移过程,改进了失效节点的客流量重分配方法,并根据级联失效过程确定了仿真流程;在此基础上明确了三种攻击方式,选取了网络级联失效脆弱性的评估指标,并将其作为评估节点动态重要度的依据。(3)构建北京市轨道交通网络模型进行实证研究。首先,本文选择Space L方法构建了北京市轨道交通网络模型,计算分析了网络的特征参数。然后仿真实验了三种攻击方式下北京市轨道交通网络的级联失效过程,分析研究网络的脆弱性;最后对各个节点的单独攻击进行了仿真,确定网络中节点重要度并进行排序,并在前文的基础上提出了改善网络脆弱性的优化建议。本文基于复杂网络理论基础,对城市轨道交通网络脆弱性进行研究。一方面通过对城市轨道交通网络脆弱性影响因素的分析,揭示其对城市轨道交通网络脆弱性的作用机制,对管理部门预防运营事故的发生,降低网络脆弱性提供决策依据;另一方面,结合城市轨道交通网络特性,构建了城市轨道交通网络级联失效模型,分析事故发生后网络级联失效脆弱性,对降低事故造成的影响,保证城市轨道交通网络运营安全具有重要参考意义。