城市地鐵系統(tǒng)運(yùn)行的脆弱性仿真研究及應(yīng)用
定 價(jià):48 元
叢書名:重大工程安全風(fēng)險(xiǎn)管理叢書
- 作者:宋亮亮等著
- 出版時(shí)間:2020/5/1
- ISBN:9787564186739
- 出 版 社:東南大學(xué)出版社
- 中圖法分類:U231
- 頁(yè)碼:147頁(yè)
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16K
本書從地鐵系統(tǒng)運(yùn)行脆弱性的角度出發(fā),明確地鐵系統(tǒng)運(yùn)行脆弱性(Metro Operation Vulnerability, MOV)的涵義及其形成原因,從地鐵干擾源和地鐵自身脆弱性兩個(gè)方面,對(duì)地鐵系統(tǒng)的運(yùn)行安全展開仿真研究,提出控制MOV的方法和措施,給出相應(yīng)改進(jìn)建議,為地鐵運(yùn)行安全的管理和決策工作,提供理論支撐和技術(shù)支持。
作為人們?nèi)粘3鲂斜夭豢缮俚墓步煌üぞ,地鐵在現(xiàn)代人生活中扮演著至關(guān)重要的角色。地鐵由于在土地利用、能源消耗、空氣質(zhì)量、景觀質(zhì)量、客運(yùn)質(zhì)量等方面的優(yōu)勢(shì),逐步成為許多大城市交通發(fā)展戰(zhàn)略中的骨干,受到城市規(guī)劃者和城市居民的青睞。然而,地鐵是極其脆弱的復(fù)雜社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)(Socio-Technical System,STS),地鐵運(yùn)營(yíng)易受到干擾事件的影響,引發(fā)地鐵運(yùn)營(yíng)事故,輕則造成列車的晚點(diǎn)或停運(yùn)、乘客滯留無(wú)法疏散,影響人們的安全正點(diǎn)出行,重則造成全線路網(wǎng)的癱瘓、重大設(shè)備的損毀,帶來(lái)人員傷亡和重大經(jīng)濟(jì)損失,影響整個(gè)城市的正常健康運(yùn)轉(zhuǎn)。除了舒適的運(yùn)營(yíng)環(huán)境,乘客更需要地鐵公司提供一個(gè)可靠而又安全的乘車空間。在地鐵系統(tǒng)運(yùn)行過程中,將安全放在首要位置,成為眾多研究人員和從業(yè)者廣泛認(rèn)可的觀點(diǎn)。因此,需要進(jìn)一步深入挖掘地鐵系統(tǒng)運(yùn)行不安全的原因,脆弱性為這一研究打開了一個(gè)新的視野。本書從地鐵系統(tǒng)運(yùn)行脆弱性的角度出發(fā),明確地鐵系統(tǒng)運(yùn)行脆弱性(Metro Operation Vulnerability,MOV)的含義及其形成原因,從地鐵干擾源和地鐵自身脆弱性兩個(gè)方面,對(duì)地鐵系統(tǒng)的運(yùn)行安全展開仿真研究,提出控制MOV的方法和措施,給出相應(yīng)改進(jìn)建議,為地鐵運(yùn)行安全的管理和決策工作提供理論支撐和技術(shù)支持。
(1)通過對(duì)大量現(xiàn)有研究文獻(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)梳理,總結(jié)安全風(fēng)險(xiǎn)研究中事故模型的研究現(xiàn)狀、地鐵運(yùn)營(yíng)安全研究現(xiàn)狀、不同領(lǐng)域脆弱性研究現(xiàn)狀,以及系統(tǒng)仿真方法研究現(xiàn)狀,指出現(xiàn)有城市地鐵系統(tǒng)運(yùn)行安全研究的不足,進(jìn)而針對(duì)現(xiàn)有研究及實(shí)踐中地鐵系統(tǒng)運(yùn)行安全管理的不足,界定了本書的研究目標(biāo),明確了本書的研究?jī)?nèi)容,給出本研究的框架結(jié)構(gòu)。
。2)界定地鐵系統(tǒng)運(yùn)行脆弱性的含義及其形成機(jī)理。在總結(jié)地鐵系統(tǒng)運(yùn)行特征的基礎(chǔ)上,參考自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和工程科學(xué)中脆弱性的定義,辨析脆弱性與可靠性、穩(wěn)定性、魯棒性、恢復(fù)力等有關(guān)概念的區(qū)別與聯(lián)系,形成城市地鐵系統(tǒng)運(yùn)行脆弱性的概念,通過數(shù)學(xué)語(yǔ)言對(duì)概念進(jìn)行了解析,拓展了MOV的內(nèi)涵,剖析MOV的形成機(jī)理,明確地鐵運(yùn)行干擾事件和影響因素激發(fā)MOV造成地鐵運(yùn)營(yíng)事故的過程,通過熵增原理對(duì)MOV的形成機(jī)理以及這一過程中系統(tǒng)熵值的變化情況做進(jìn)一步解釋,進(jìn)而確定了地鐵系統(tǒng)運(yùn)行脆弱性研究的主要研究層次和需要解決的問題。
(3)構(gòu)建地鐵運(yùn)營(yíng)干擾事件網(wǎng)絡(luò)(Metro Operation Disruptive Event Network.MODEN),解析了地鐵干擾源的特性;诘罔F運(yùn)營(yíng)事故及風(fēng)險(xiǎn)清單,梳理總結(jié)地鐵運(yùn)行干擾源的類型,利用事故鏈技術(shù)描述不同干擾源之間的聯(lián)系,在此基礎(chǔ)上生成地鐵運(yùn)營(yíng)干擾事件網(wǎng)絡(luò)。基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論(Complex Network Theory,CNT),選取網(wǎng)絡(luò)密度、度及度分布、平均路徑長(zhǎng)度和聚類系數(shù)等靜態(tài)統(tǒng)計(jì)特征指標(biāo),考察MODEN是否具有現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)中普遍存在的小世界特性和無(wú)標(biāo)度特性,選取中心性節(jié)點(diǎn)指標(biāo)評(píng)價(jià)節(jié)點(diǎn)重要程度,通過網(wǎng)絡(luò)效率表征失去節(jié)點(diǎn)后網(wǎng)絡(luò)的變化程度,考察不同節(jié)點(diǎn)失效對(duì)MODEN的影響。仿真分析結(jié)果表明:MODEN具有較小的平均路徑長(zhǎng)度和較大的聚類系數(shù),是小世界網(wǎng)絡(luò);MODEN的累積度分布符合冪律分布形式,是無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)。在移除網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方面,RA移除策略要優(yōu)于IA移除策略,基于BC的移除策略在前期效果更好,基于DC的移除策略在后期更為理想;網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中11.54%的中心性節(jié)點(diǎn)至少控制了網(wǎng)絡(luò)的79.76%的初始效率,對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制,能有效控制MODEN的傳播效率。
宋亮亮,1988年4月生,江蘇南通人。2017年9月畢業(yè)于東南大學(xué)工程管理專業(yè),獲管理學(xué)博士學(xué)位。曾到美國(guó)北卡羅來(lái)納州立大學(xué)(NCSU)土木建設(shè)與環(huán)境工程系交流訪問。2017年至今,于河海大學(xué)商學(xué)院工程經(jīng)濟(jì)與工程管理系工作。主持國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目(71801082)、教育部人文社科青年項(xiàng)目(18YJCZH148)。先后在《Safety Science》《Sustainability》《東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》《中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)》等國(guó)內(nèi)外期刊上發(fā)表SSCI/SCI/EI檢索論文10余篇,主要研究方向?yàn)橄到y(tǒng)安全與韌性、工程數(shù)字信息化。
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 事故模型研究現(xiàn)狀
1.2.2 地鐵運(yùn)營(yíng)安全研究現(xiàn)狀
1.2.3 不同領(lǐng)域脆弱性研究現(xiàn)狀
1.2.4 系統(tǒng)仿真方法研究現(xiàn)狀
1.2.5 現(xiàn)有研究的評(píng)述
1.3 研究目標(biāo)、內(nèi)容與方法
1.3.1 選題來(lái)源
1.3.2 研究目標(biāo)
1.3.3 研究?jī)?nèi)容
1.3.4 研究方法
1.3.5 研究框架結(jié)構(gòu)
1.4 本章小結(jié)
2 地鐵系統(tǒng)運(yùn)行脆弱性內(nèi)涵及形成機(jī)理分析
2.1 地鐵系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)分析
2.2 脆弱性概述
2.2.1 脆弱性的內(nèi)涵
2.2.2 脆弱性相關(guān)概念辨析
2.3 地鐵運(yùn)行脆弱性的界定與特征分析
2.3.1 地鐵系統(tǒng)運(yùn)行脆弱性含義
2.3.2 地鐵系統(tǒng)運(yùn)行脆弱性數(shù)學(xué)描述
2.3.3 地鐵系統(tǒng)運(yùn)行脆弱性的特征
2.4 地鐵系統(tǒng)運(yùn)行脆弱性影響因素及形成機(jī)理分析
2.4.1 地鐵系統(tǒng)運(yùn)行脆弱性影響因素的識(shí)別
2.4.2 地鐵系統(tǒng)運(yùn)行脆弱性形成機(jī)理分析
2.4.3 基于熵增原理對(duì)地鐵系統(tǒng)運(yùn)行脆弱性的進(jìn)一步詮釋
2.5 本章小結(jié)
3 基于CNT的地鐵系統(tǒng)運(yùn)行干擾源特性研究
3.1 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)基本理論概述
3.1.1 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的基本統(tǒng)計(jì)指標(biāo)
3.1.2 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中心性指標(biāo)
3.2 地鐵運(yùn)營(yíng)干擾事件網(wǎng)絡(luò)形成過程
3.2.1 地鐵運(yùn)營(yíng)事故基本統(tǒng)計(jì)分析
3.2.2 地鐵運(yùn)營(yíng)干擾事件主要類型
3.2.3 地鐵運(yùn)營(yíng)干擾事件間關(guān)系的確定
3.2.4 地鐵運(yùn)營(yíng)干擾事件網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建
3.3 地鐵運(yùn)營(yíng)干擾事件網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析
3.3.1 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析軟件
3.3.2 地鐵運(yùn)營(yíng)干擾事件網(wǎng)絡(luò)基本拓?fù)涮匦越馕?/span>
3.3.3 地鐵運(yùn)營(yíng)干擾事件網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)實(shí)特性解析
3.4 地鐵運(yùn)營(yíng)干擾事件網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)特性分析
3.4.1 網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)仿真策略
3.4.2 地鐵運(yùn)營(yíng)干擾事件網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中心性指標(biāo)值
3.4.3 地鐵運(yùn)營(yíng)干擾事件網(wǎng)絡(luò)中心性程度的量化
3.4.4 地鐵運(yùn)營(yíng)干擾事件網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)仿真結(jié)果分析與討論
3.5 本章小結(jié)
4 基于ISM與MICMAC的地鐵系統(tǒng)運(yùn)行脆弱性影響因素作用機(jī)制研究
4.1 解釋結(jié)構(gòu)模型與交叉影響矩陣相乘分類法
4.1.1 解釋結(jié)構(gòu)模型與交叉影響矩陣相乘分類法理論概述
4.1.2 集成ISM和MICMAC方法的基本步驟
4.2 基于ISM和MICMAC的地鐵脆弱性因素分析
4.2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取
4.2.2 地鐵系統(tǒng)脆弱性影響因素的ISM模型
4.2.3 地鐵系統(tǒng)脆弱性影響因素的MICMAC分類圖
4.3 本章小結(jié)
……
5 基于SEM的地鐵系統(tǒng)運(yùn)行脆弱性影響因素重要度評(píng)估研究
6 基于SD的地鐵系統(tǒng)運(yùn)行脆弱性仿真研究
7 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
附錄 關(guān)于地鐵系統(tǒng)運(yùn)行脆弱性的專家調(diào)查