清华大学学报(自然科学版)

作者：马飞, 蒋金凤, 敖誉芸, 马壮林, 刘擎

单位：1. 长安大学 经济与管理学院, 西安 710064;<br>2. 长安大学 运输工程学院, 西安 710064

关键词：城市轨道交通,非均衡大客流,耦合映像格子,级联失效,抗毁性

基金：国家自然科学基金项目(72104034, 72104037);陕西省自然科学基础研究计划项目(2024JC-YBMS-359);陕西省交通运输厅科技项目(23-12K);陕西省教育厅重点科学研究计划项目(21JP007);西安市科技计划项目(24SFSF0009)

在非均衡大客流冲击下, 城市轨道交通面临结构抗毁和功能抗毁双重压力, 极易造成轨道交通网络级联失效。首先, 该文分析了非均衡大客流对城市轨道交通网络(urban rail transit network, URTN)级联失效的影响机理, 考虑客流冲击影响, 构建了客流加权网络, 从拓扑特征和客流特征2方面测量轨道站点的重要性; 其次, 根据级联失效理论和混沌动力学改进耦合映像格子 (coupled map lattice, CML)模型, 设置初始状态值为轨道站点客流饱和程度, 并利用故障节点比和网络强度熵刻画URTN级联失效的结构抗毁性和功能抗毁性演化规律; 最后, 以西安地铁为例进行研究。结果表明： 在URTN级联失效过程中, 结构抗毁性和功能抗毁性演化趋势相似; 轨道站点间的耦合系数ε和突发事件扰动R存在临界值(ε=0.3和R=1), 若ε≤0.3或R≤1, 则不发生URTN级联失效, 若ε＞0.3且R＞1, 则URTN结构抗毁性和功能抗毁性的失效时间随ε和R的增大而缩短; 客流强度与URTN抗毁性水平呈负相关; 介数大的轨道站点和客流强度大的轨道站点受突发扰动后, URTN结构抗毁性和功能抗毁性能力更低。该文研究结果有助于揭示非均衡大客流冲击下URTN级联失效的影响因素及抗毁性演化规律, 可为加强非均衡大客流冲击下轨道交通安全管理提供依据。

来源：2024年第10期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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