基于复杂网络的地铁事故致因机理研究

论文摘要

近年来,我国地铁发展迅速,地铁线路的规划与开通不断取得新的成就,目前已经开通地铁的城市有36个。随着地铁运营线路与里程的不断增加,客流的培育,地铁运营事故数量也增长明显,安全问题愈发重要。地铁运营安全关乎到数千万人的出行需求,关乎整个城市交通的正常运转。在此背景下,有必要对地铁运营安全事故的致因进行深入研究,通过对以往的历史事故数据进行挖掘整理,找出事故发生背后的逻辑与规律,为地铁运营安全管理相关部门开展预防与预警工作提供依据。本文依据近年来国内外地铁运营事故数据,以复杂网络理论为基础,通过建立地铁运营事故致因模型与致因传播模型对事故致因机理进行分析研究。主要研究内容如下:（1）依据事故数据分析事故类型,简化提取事故致因链。从搜集到的730起地铁运营事故数据出发,按照事故特点划分成不同的事故类型,分别从单因素事故和连锁事故两方面对比分析了事故类型、等级以及发生概率。此外,通过对已有研究中的事故致因进行分析整理,提取出具有一般性的事故致因因素集,并从连锁事故中提取事故致因链,为后续分析打下基础。（2）在复杂网络理论基础上建立地铁运营事故致因模型。借助复杂网络理论可以有效的分析网络的结构特征。本文以致因因素为节点,致因因素间的相互关系为边,构建地铁运营事故致因模型,分析结构特征指标,包括度及度分布、节点介数、网络密度、聚类系数等,结果验证了地铁运营事故致因模型具有小世界网络和无标度网络特性。表明地铁运营事故致因模型具有较高的聚类系数和较短的致因传播距离,同时对蓄意攻击度值较大的节点表现出明显的脆弱性。（3）建立地铁运营事故相继故障传播模型。在事故致因模型模型结构分析的基础上,考虑到连锁事故的发生特性,借助于相继故障理论中的负载-容量模型,建立地铁运营事故致因相继故障模型,进一步了揭示事故致因因素间的因果关系在事故形成过程中的影响,挖掘出事故致因最可能形成的致因链。并对事故致因链进行风险评估,指出了部分重要度高的支链。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景与意义
•     1.1.1 研究背景
•     1.1.2 研究意义
•   1.2 国内外研究现状与综述分析
•     1.2.1 地铁运营风险分析研究现状
•     1.2.2 地铁事故分析模型研究现状
•     1.2.3 国内外研究现状总结及评价
•   1.3 研究内容
•   1.4 研究路线
• 第2章 复杂网络相关理论及应用分析
•   2.1 复杂网络理论及应用
•     2.1.1 复杂网络研究的起源
•     2.1.2 复杂网络基本统计特性
•     2.1.3 小世界网络与无标度网络
•     2.1.4 复杂网络在地铁运营安全方面的应用
•   2.2 相继故障理论及应用
•     2.2.1 相继故障理论简介
•     2.2.2 相继故障相关应用研究
•   2.3 本章小结
• 第3章 地铁运营事故数据及致因因素分析
•   3.1 基础事故数据搜集
•   3.2 地铁运营事故类型分类分析
•     3.2.1 按事故致因类型划分
•     3.2.2 按事故过程类型划分
•     3.2.3 按事故严重程度类型划分
•   3.3 地铁运营事故致因因素集
•   3.4 地铁运营事故致因链提取及分析
•   3.5 地铁运营事故数据统计分析
•     3.5.1 事故致因类型统计分析
•     3.5.2 事故严重程度统计分析
•   3.6 本章小结
• 第4章 基于复杂网络的地铁事故致因模型分析
•   4.1 基于复杂网络的地铁运营事故致因模型
•     4.1.1 模型基本假设
•     4.1.2 模型构建
•   4.2 事故致因模型结构特性分析
•     4.2.1 节点度
•     4.2.2 网络直径与平均距离
•     4.2.3 网络密度
•     4.2.4 聚类系数
•     4.2.5 节点介数
•   4.3 事故致因模型结构可靠性分析
•     4.3.1 无标度网络特性检验
•     4.3.2 事故致因模型可靠性模拟分析
•   4.4 本章小结
• 第5章 基于相继故障理论的地铁事故致因传播模型分析
•   5.1 事故致因因素间相互关系说明
•   5.2 节点及边的权重定义
•   5.3 基于相继故障的致因模型建立
•     5.3.1 初始负荷
•     5.3.2 节点负荷阈值
•     5.3.3 节点负荷重分配过程
•     5.3.4 事故致因链的传播演化分析
•     5.3.5 网络效率评价
•   5.4 事故致因链相继故障传播分析
•     5.4.1 相继故障传播过程分析
•     5.4.2 最大可能致因链的形成
•   5.5 事故致因链风险评估
•     5.5.1 风险评估基本概念
•     5.5.2 致因链风险评估
•   5.6 本章小结
• 结论与展望
•   结论
•   展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 马小薇

导师: 吴海涛

关键词: 地铁运营事故,复杂网络,致因,连锁事故,相继故障

来源: 西南交通大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 数学,安全科学与灾害防治,铁路运输

单位: 西南交通大学

分类号: O157.5;U298.5

DOI: 10.27414/d.cnki.gxnju.2019.001230

总页数: 92

文件大小: 2706K

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