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自从2003年修建第一条高速铁路以来,我国高铁建设势头迅猛。伴随着“四纵四横”发展规划的提出,高铁已逐渐形成网络化的发展格局,高铁网络化的优势得以发挥。同时,高铁网络化的潜在危机也逐渐显现出来。当网络中的某一个关键站点失效时,可能会影响其他站点或线路的正常工作,严重时甚至造成网络大面积瘫痪。结合高铁网络结构特征,正确评估高铁网络中各站点的层级(重要程度),找出关键站点,加强维护,降低这些关键站点的失效概率,是规避高铁网络化潜在危机的有效方法。因此,有必要分析我国高铁网络的结构特性,研究高铁网络中各站点的层级性,识别关键站点和骨干网络,并探索影响高铁站点之间层级差异的关键因素。 本研究基于我国高铁网络的拓扑结构特征,评估各高铁站点的层级,并探索站点层级的影响因素。首先,结合我国高铁网络现状和特征,分别选择复杂网络理论和可靠性理论作为高铁网络拓扑结构分析、可靠性模拟仿真分析的理论基础。其次,根据我国高铁网络的连通信息,采用L-space方法对高铁网络进行拓扑抽象,构建高铁复杂网络模型。基于高铁复杂网络特征参数的计算结果,分析高铁网络的复杂结构特性。然后,结合可靠性理论,基于我国高铁网络的复杂特性,设计4种站点失效策略,模拟仿真不同失效策略下高铁网络可靠性指标的变化幅度。根据仿真结果,确定描述站点层级的指标,定量评估各站点层级。最后,选择回归分析方法,以京广高铁沿线23个地级市站点作为实证分析样本,从站点城市发展水平和站点自身条件两个维度,探讨了引起高铁站点层级差异的关键因素。 研究结果显示: ①我国高铁网络具有无标度网络特征,表现出面对站点随机失效的鲁棒性和定向失效的脆弱性。 ②在基于中间中心度排序的站点失效策略下,高铁网络可靠性指标的下降速率最快。因此,确定中间中心度作为描述站点层级的指标。 ③高铁网络可靠性指标的变化存在阈值,少数关键站点在网络中扮演着重要角色,站点层级分布遵循帕累托定律。 ④根据中间中心度指标的定量计算结果,成都、北京、武汉、广州、郑州、深圳、上海、南京、南昌、杭州的层级最高,是高铁网络的中心枢纽站点。与受到这些中心枢纽站点“级联失效”效应影响的区域枢纽站点一起构成我国高铁网络的骨干网络。 ⑤高铁站点层级主要受到站点城市第三产业发展水平、站点发车频率、站点可达程度三个因素的影响。这三个影响因素与站点层级之间都表现出二次正相关关系,对站点层级的影响具有放大效应。 本研究为确定描述高铁站点层级的指标提供了新的思路。定量评估各高铁站点的层级有助于识别高铁网络中的中心枢纽站点,对于规避高铁网络化风险具有很强的现实意义。同时,论文得出影响高铁站点层级的关键因素,为后续相关研究提供了线索和基础。