网络阻断是一类带有博弈特点的优化决策问题,该问题与网络结构密切相关,在军事、交通运输、基础设施领域具有广泛的应用背景。经典的网络阻断问题以单层网络为研究对象,包含上下两层决策者:网络运营方与阻断方;通常建模为二层混合整数数学规划问题,以进行定量的优化决策。目前的研究仅针对单层网络阻断问题,然而实际中广泛存在的多重网络及其网间依赖关系,对与网络相关的优化问题具有显著的影响。因此,本文在单层网络最短路阻断模型的基础上,建立了动态多重网络最短路阻断模型框架,并设计了相关算法。本文研究的核心在于问题建模和算法设计两个方面,并通过仿真数据和实际案例数据对模型和算法进行验证和分析,内容如下:1)节点阻断型单层网络最短路阻断问题的建模与算法设计。通过引入节点阻断的转换约束,建立针对节点的单层网络最短路阻断模型;同时,在经典的对偶算法和本德斯分解算法的基础上,提出阻断子图分解算法及相关改进策略。此外,以研究资源投入与阻断收益的权衡为目的,建立最大化最短路-最小化阻断资源的双目标最短路阻断模型,提出序列子图分解算法,并以帕累托最优解为基础研究网络阻断问题的饱和特性,为资源投入与阻断收益的权衡和决策提供了理论分析依据。2)动态多重网络最短路阻断问题模型框架的建立与算法设计。以单层网络最短路阻断问题模型为基础,通过引入依赖函数对多重网络的网间依赖关系进行建模,将多重网络最短路阻断问题转换为单层网络最短路阻断问题。同时,以网间反馈关系为例,给出依赖函数的建模方法、逻辑约束的线性化方法,以建立存在此类网间依赖关系的多重网络的最短路阻断模型。此外,本文提出针对动态多重网络最短路阻断模型的算法:对偶算法、本德斯分解算法;以双层网络最短路阻断问题为例,通过利用多重网络的结构信息,提出基于反馈稳态阶段上界的算法改进;在保证解的最优性的前提下,该改进策略可以大幅削减由于多重网络动态失效(故障)传播而引入的逻辑约束,以提高算法效率。3)实验验证与案例分析。结合仿真网络数据与实际案例数据,对上述模型和算法进行实验分析。实验对比分析了上述算法的求解效率,同时分析网络规模、阻断资源总量、网络结构等对上述算法求解时间的影响。实验表明:提出的阻断子图分解算法和以之为基础的序列子图分解算法,大幅提高了单目标和双目标最短路阻断问题的求解效率、扩大了可求解问题的规模;基于反馈稳态阶段上界的算法改进策略大幅提升了原有算法的性能,使得双层网络最短路阻断问题的求解效率得以提高。综上,本文对单层及动态多重网络上最短路阻断问题进行了较为系统的研究,为该问题的研究提供了理论基础和建模框架,为决策者在实际动态多重网络阻断问题中的决策提供了优化模型和算法支撑。