站点失效下铁路客运网络韧性评估与恢复策略研究OA
Resilience assessment and recovery strategy for railway passenger networks under station failures
针对站点失效下铁路客运网络韧性评估及大规模站点失效后的网络韧性恢复问题,提出一种基于服务效率指标的铁路客运网络韧性评估与最优韧性恢复方法.首先,从网络服务能力和实际运营特性的角度出发,构建铁路客运服务网络模型,提出考虑站点间运营列车数目的服务效率指标,并基于韧性曲线和服务效率指标建立网络服务韧性评估模型.然后,以恢复韧性最大化为目标构建最优韧性恢复模型,并设计改进的粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO),用于求解大规模站点失效下的最优恢复策略.最后,以成渝铁路客运网络为实例进行韧性评估,并对3种干扰情景下不同恢复策略的韧性恢复效果进行对比.研究结果表明:以服务效率为指标能够准确评估站点失效对网络性能的影响,精准识别关键站点;基于韧性恢复模型求解获得的最优恢复策略在3种干扰情景下的恢复效果均优于随机恢复和度值恢复策略;在蓄意攻击情景中,最优恢复策略下网络的恢复韧性比随机恢复和度值恢复策略分别提升69.90%和4.81%.
To address the challenges of resilience assessment and post-failure recovery in railway pas-senger networks following large-scale station failures,this study proposes a railway passenger net-work resilience assessment and optimal recovery method based on a service efficiency indicator.First,from the perspectives of network service capacity and actual operational characteristics,a railway pas-senger service network model is constructed.A service efficiency indicator considering the number of operating trains between stations is proposed,and a network service resilience assessment model is es-tablished using the resilience curve and the service efficiency indicator.Second,an optimal resilience recovery model is formulated with the objective of maximizing recovery resilience,and an improved Particle Swarm Optimization(PSO)algorithm is developed to determine the optimal recovery strategy under large-scale station failures.Finally,the Chengdu-Chongqing railway passenger network is used as a case study to evaluate network resilience and compare the resilience recovery performance of dif-ferent strategies under three disturbance scenarios.The results indicate that the service efficiency indi-cator effectively assesses the impact of station failures on network performance and accurately identi-fies critical stations.The optimal recovery strategy derived from the resilience recovery model consis-tently outperforms both random and degree recovery strategies across all disturbance scenarios.Under deliberate attack scenarios,the recovery resilience of the network achieved by the optimal strategy im-proves by 69.90%and 4.81%compared with the random and degree recovery strategies,respectively.
李彪;陶思宇;鲁工圆;彭其渊
西南交通大学 交通运输与物流学院,成都 611756||西南交通大学 综合交通运输智能化国家地方联合工程研究中心,成都 611756||西南交通大学 综合交通大数据应用技术国家工程实验室,成都 611756西南交通大学 交通运输与物流学院,成都 611756||西南交通大学 综合交通运输智能化国家地方联合工程研究中心,成都 611756||西南交通大学 综合交通大数据应用技术国家工程实验室,成都 611756西南交通大学 交通运输与物流学院,成都 611756||西南交通大学 综合交通运输智能化国家地方联合工程研究中心,成都 611756||西南交通大学 综合交通大数据应用技术国家工程实验室,成都 611756西南交通大学 交通运输与物流学院,成都 611756||西南交通大学 综合交通运输智能化国家地方联合工程研究中心,成都 611756||西南交通大学 综合交通大数据应用技术国家工程实验室,成都 611756
交通工程
铁路网络复杂网络服务韧性粒子群算法韧性恢复
railway networkcomplex networkservice resilienceparticle swarm optimizationresil-ience recovery
《北京交通大学学报》 2026 (1)
59-70,12
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