铁路网抗毁性分析

(6)划随着状态的跃迁而发生相应变化

(1)铁路物理网修复策略铁路物理网中的节点或边发生故障或失效,考虑节点对之间流量的大小和网络中故障节点或边在路网中的重要性,优先修复业务重要的节点,重要节点的疏解对于提高突发危机情况下的网络性能具有决定性的作用

(2)运输调度调整策略式中,D(忌)是突发事件后,在第k阶段网络中区域s的可达度,s∈Z,Z为网络中区域的集合;挖,是区域5中节点个数;A,(正)是区域S的可达率;Ai(忌)是区域5内节点i的可达率;硼Ⅱ是节点J的权重。

(8)受影响严重的列车,要停运;由于客货流增加的影响,可以组织加开列车;为保证故障列车或车站有充分的处理时间,使行车间隔均匀,应该对相关列车进行限速增加停站时间等式中,钉,是突发事件前,区域S与区域r之间的客(货)流量,s∈Z,r∈Z;N,是区域r中节点的集合;N,是区域S中节点的集合4实例分析3基于可达性的铁路网抗毁性评估2008年初,南方大部分地区遭遇历史上罕见的持铁路网抗毁性评估应该包含从正常状态到失效状态,再恢复到正常状态整个过程的评估,过程持续的时间越长,系统的抗毁性越差在上述抗毁性分析模型中的每个状态可以从网络可达性和区域可达性[91两个方面进行分析评估以可达性为网络分析目标时,并不关心运输径路上是否有充足的容量可达性是指在铁路网上从某一车站到达目的车站的便捷程度本文提出以旅行时间为测度的网络可达性,其定义如下续大范围的雨雪冰冻灾害天气,导致公路民航等交通运输大范围受阻,京广京九等铁路大动脉受到巨大的冲击,干扰了国民经济的有效运行本文以此为背景,通过选取京广京九沪昆等铁路线路(图3),对我国铁路网抗毁性进行分析场景构建[1o]是抗毁性分析的重要方面,构建的场景要能够准确描述实际情况,并且具有一定的代表性对于铁路网抗毁性来说,要分析铁路物理网活动设备(运载工具)和业务三者之间的相互作用关系,第4期铁路网抗毁性分析,距离口时间11_~21图3相关路网示意图注:数字代表营业里程,单位km要影响因素,在不㈠|向陌¨题本质的情况下对选择因素。进行转化处理,最后构建出符合实际的场景jjjjjj_一大部分供电线路受损,供电中断,电力机车无法有效牵引列车运行,导致京广线沪昆线部分区段堵塞,列车迂回运输,但线路上备用的内燃机车严重不足,本文将此场景模拟为怀化一株洲株洲一向塘西株洲一衡阳衡阳一韶关等线路区段中断,京广沪昆线路其余区段以内燃机车牵引运行,此场景用A表示随后,铁路部门从各铁路局调集大量内燃机车投入供电线路受损区段,中断线路恢复通车,假设此时内燃机车能够满足运输需求,此场景用B表示假设电气化双线铁路列车运行速度为160km/h;电气化单线铁路列车运行速度为80km/h;非电气化双线铁路列车运行速度为100km/h;非电气化单线铁路列车运行速度为50km/h在本案例中,根据突发事件发生后与发生前沪昆线的旅行时间比值确定,的值,取厂一4根据式

(2)和式

(3),在不考虑网络能力的情况蕤一越掰¨㈣¨下,得出路网的可达性指标值,见图4本文计算基于营业里程测度的可达性指标值与其对比,其计算结果5结论见图4在场景B中,基于营业里程测度的可达性指标值为1,与实际情况不符在区域的可达性指标值计算方面,区域之间客流量以两个地区之间开行列车数量为参考量,直达列车取为1,途经站列车取0.5,以2007年年底的列车时刻表为基础,根据式

(7),算出节点权重训d,再根据式(2)~式

(6),得出区域可达性指标值,其结果如图5本文提出铁路网抗毁性的分析评估方法,从适应性恢复性及灾害影响后果等方面进行分析,研究铁路网抗毁性的评估模型,提出基于旅行时间测度的网络可达性区域可达性指标及其计算方法通过案例研究,南方发生雪灾后,广州和武昌地区的可达性受到较大影响,基于旅行时间测度的可达性比基于营业里程京广线沪昆线为双线电气化铁路,雪灾导致南方22铁道学报第32卷测度的可达性更符合实际情况铁路网抗毁性分析能够为铁路网规划既有线路[33谭跃进,吴俊,邓宏钟,等.复杂网络抗毁性研究综述[J].系统工程,2006,24

(10):1-10.网优化高品质运输产品的设计和运输产品可靠性分TANYue-jin,WUJun,DENGHong—zhong,eta1.Invul—析等提供理论依据在路网规划阶段,针对可能发生nerabilityofComplexNetworks:ASurvey[J].Systems的各种突发事件,建立相对应的场景,分析规划路网的抗毁性能,为优化路网的拓扑结构提供理论依据;在既[43Engineering,2006,24

(10):1-10.POULEHeegaard,KISHORSTrivedi.NetworkSurviv—abilityModeling[J].ComputerNetwork,2009,53:1215—有线路网优化方面,利用抗毁性分析理论,发现既有线路网的能力受限区段或车站,通过增加受限区段或车站的通过能力,并重新配置活动资源,达到优化既有线1334.[5]潘丽君.战场通信网络战时抗毁性初探[J].装甲兵工程学院学报,2006,20

(2):21-25.路网整体性能的目的;在运输产品的设计和可靠性分PANLi—jun.ResearchonSurvivabilityforCommunication析方面,通过分析其在不同场景下的抗毁性,为运输产NetworkinBattleSpace[J].JournalofAcademyofAr—品的可靠性提供定量评估方法,进而为基于可靠性的moredForceEngineering,2006,20

(2):21—25.高品质运输产品设计提供理论指导[6]NANCYRMead,ROBERTJEllisonRICHARDCLin—运用可达性指标对铁路网的抗毁性进行分析,没ger,eta1.SurvivableNetworkAnalysisMethodrR].Pitts—有考虑车站及线路的能力在雪灾发生后,铁路网上burgh:SoftwareEngineeringInstitute,2000.[7]STEVENHarrod.RailwayCapacityManagementand车站和线路的实际能力以及活动设备数量等因素都对Planning[D].Cincinnati:UniversityofCincinnati,2007.铁路运输效率产生很大影响,铁路网抗毁性分析能把[83PANATDAKasikitwiwat.CapacityReliabilityandCapaci—这些因素考虑进去,可以丰富铁路网抗毁性分析理论,tyFlexibilityofaTransportationNetwork[D3.Logan:并对实践有更加重要的参考作用UtahStateUniversity,2004.参考文献:[9]STEPHANIEPost—disasterEChang,NOBUOTOTransportationSystemNojima.MeasuringPerformance:the[13KRINGSAWAzADMANEsHA.AGraphBased1995KobeEarthquakeinComparativePerspective[J].ModelforSurvivabilityApplications[J].EuropeanJournalTransportationResearchPartA,2001,35:475—494.ofOperationalResearch,2005,164:680—689.[10]YORAMShiftan,SIGALKaplan,SHALOMHakkert.[2]海军.战时铁路网络生存性定量评价研究[J].铁道学报,ScenarioBuildingasaToolforPlanningaSustainable2005,27