摘要
城市轨道交通是城市公共交通体系的重要组成部分,对城市居民的日常出行、城市职能的正常发挥有重要影响。随着轨道交通运营里程和线网规模的增加,网络化运营的城市轨道交通面临着来自自然灾害、社会安全和设施设备故障等各类突发事件的干扰和破坏。突发事件的发生不仅会造成线路站点或区间运营中断,而且降低人们的出行效率,严重影响乘客的出行安全及线网的正常运营秩序,给轨道交通网络的安全运行带来了严峻挑战。韧性理念的提出和实践,为城市轨道交通网络运营安全管理提供了新思路,对城市轨道交通网络韧性进行评估并提出相应的韧性提升策略具有重要的现实意义。 本文以城市轨道交通网络为研究对象,综合运用复杂网络、系统韧性、客流分配等多理论和方法,对城市轨道交通网络韧性进行评估。对城市轨道交通韧性定义进行梳理,界定城市轨道交通网络韧性内涵,并探究其影响因素;构建城市轨道交通无向加权网络模型,设定网络攻击情景与应急恢复策略,在此基础上,结合乘客出行行为选择,从客流服务水平角度,综合考虑客流出行需求满足与客流可达性水平两方面构建性能评估指标,并结合韧性三角形进行韧性测度;以西安轨道交通为例,基于西安轨道交通网络拓扑结构、列车运营时刻表、工作日客流、站点折返能力等相关数据,对所提出的韧性评估模型进行实例化应用与验证,并结合突发事件时空特性,探究其在不同发生时间与发生位置下城市轨道交通网络的韧性水平;最后,根据西安轨道交通网络韧性评估结果分析,针对突发事件应对不同阶段,从韧性内涵的抵抗、吸收与恢复能力角度提出城市轨道交通网络韧性提升的普适性策略。 主要研究结论为:(1)受客流时空分布变化影响,中断发生在早晚高峰不同时间、不同位置时城市轨道交通交通网络韧性水平均存在差异,呈现出一定的时空特性;(2)突发事件对城市轨道交通网络性能影响因受影响站点或区间的拓扑重要性、折返配置、客流量和网络替代方案而不同,导致网络韧性较低的站点或区间多位于大客流换乘站及其相邻站点区间与网络边缘的大客流站点及其相邻区间;(3)站点完全中断对城市轨道交通网络的性能影响高于区间中断,当多个站点同时中断时,站点重要性越高对城市轨道交通网络的性能影响越大。