清华大学学报(自然科学版)

作者：王洪苹, 胡燕祝, 庄育锋, 王松

单位：北京邮电大学 现代邮政学院自动化学院, 北京 100876

关键词：脆弱性分析,电气化交通路网,攻击者-防御者模型,动态混合交通流分配

基金：高动态导航技术北京市重点实验室开放课题资助(S2022236);中央高校基本科研业务费项目(2023RC37)

分析交通路网的脆弱性一直是应急管理领域中重要的研究课题。然而,随着电动汽车在交通流中的滲透率不断提高,传统的评估路网脆弱性的方法,由于缺乏考虑电动汽车的特征,因此不再能很好适用于多电动汽车场景。对此,该文提出一个双层攻击者-防御者模型来研究电气化交通路网的脆弱性。在模型外层的攻击者通过破坏网络中的关键道路,使系统性能的下降最大化;在模型内层的防御者通过动态地分配混合电动汽车和非电动汽车的交通流,使用户总旅行时间最小化。该文进一步通过对内层问题取对偶以及采用大M法,将原始的双层混合整数线性规划问题转换为一个等价的单层混合整数线性规划问题。将提出的模型应用于美国北卡罗来纳州的部分高速路网,实验结果展示了在评估电气化路网的脆弱性时,把电动汽车考虑在内的必要性,以及攻击资源等级和系统性能下降存在临界点和相变现象。该文提出的模型可以识别出系统中最关键的道路集合,为改善电气化路网的脆弱性提供理论支撑。

来源：2023年第10期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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