突发事件条件下旅客列车服务网络优化研究

It is imperative to study the train service network optimization problem to evacuate the railway passengers safely and quickly in emergencies. We will construct the cascading dynamic failure model of train service network in emergencies based on efficiency analysis. We will analyze the impact on train service network of random disturb and intentional attack to find the evolution mechanism of the train service network. On the basis of complex network control theory, we will built an optimization model and find the driving nodes of the network. The topology structure, the time-space structure and the function structure of the train service network will be optimized in emergencies. We will point out weakness of train service network and provide the reinforcement measures. And the results of this project can offer decision support for the design of passenger train service plan.

为了在突发事件条件下安全、迅速地疏散铁路客流，突发事件条件下的列车服务网络优化问题的研究势在必行。本课题拟从复杂网络的视角，构建基于网络效率分析的旅客列车服务网络级联失效动态模型，利用离散事件仿真手段，分析随机干扰与蓄意攻击对旅客服务网络的影响，从而得出列车服务网络在不同突发事件条件下的演变机制。在既有复杂网络控制理论的基础上，建立列车服务网络优化控制模型，辨识网络中的关键的驱动节点，优化突发事件条件下旅客列车服务网络的拓扑结构、时空结构与功能结构，指出旅客列车服务网络的薄弱环节并给出加强措施。本课题的研究成果可为铁路旅客列车开行方案的编制提供决策支持。

针对突发事件条件下旅客列车服务网络优化问题，本项目展开了两个方面的研究:突发事件影响分析及其对旅客列车服务网络影响机制；突发事件条件下旅客列车服务网络优化研究。针对列车服务网络所处的环境为一种典型的不确定性环境的现实，完成了突发事件条件聚类及影响分析、列车服务网络特性分析以及突发事件对列车服务网络的影响机制，分析了不确定性对列车服务网络造成不同的干扰，揭示了突发事件导致的不确定性环境下列车服务网络的涌现形成的机理及其导致的网络拓扑结构的演变规律；在此基础上，研究引导其涌现向正确方向演变，恢复列车服务网络的运输功能的方法，运用复杂网络理论研究旅客服务网络关键节点辨识以及旅客服务网络结构主动调整与优化等问题，实现了突发事件条件下列车服务网络拓扑结构、时空结构优化，并设计了基于复杂网络理论的列车开行方案优化方法，实现了列车服务网络均衡性、网络效率、稳定性等方面的进一步优化。.具体形成的成果有：基于复杂网络的高速铁路网络特征综合评价方法、基于复杂网络的突发事件条件下旅客列车服务网络可靠性分析方法、考虑旅客列车服务网络优化的客流分配方法、基于复杂网络理论的旅客列车服务网络设计理论、客流分配与列车服务网络协同优化理论与方法、基于节点脆弱性的旅客列车停站方案设计方法、突发事件条件下列车服务网络优化理论与方法以及增加时间维度的列车服务网络优化理论与方法。.本项目提出了突发事件条件下铁路旅客列车服务网络优化理论，给出了一套完整的突发事件条件下铁路旅客列车服务网络优化方案，丰富了旅客列车开行方案编制与优化理论体系；课题组围绕突发事件条件下旅客列车服务网络优化问题发表22篇论文；成功申请一项专利，登记两项软件著作权；项目开展过程中有两名项目组成员晋升了职称，培养了8名硕士研究生并协助培养2名博士生；全面完成了该项目既定目标。