基于网络最大连通分量的铁路货运复杂网络静态鲁棒性分析

作     者：王奕丹 马亮 郭进 汤夏平 

作者机构：国家铁路智能运输系统工程技术研究中心 西南交通大学信息科学与技术学院 西南交通大学四川省列车运行控制技术工程研究中心 

出 版 物：《铁道标准设计》 (Railway Standard Design)

年 卷 期：2024年

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 

基　　金：四川省自然科学基金面上项目（2022NSFSC0466） 中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划（L2021X001） 

主　　题：复杂网络 铁路货运网 静态鲁棒性 网络最大连通分量 拓扑结构 

摘      要：铁路货运在我国交通运输中扮演重要角色，但突发事故会造成列车晚点或者停运。由于事故的不确定性，铁路货运复杂网络的静态鲁棒性难以分析。针对以上问题，提出一种铁路货运复杂网络静态鲁棒性分析方法，旨在提高我国铁路货运复杂网络的静态鲁棒性，以便更好为我国铁路货运部门提供理论支撑，进一步预防列车晚点或停运，同时也为铁路部门提供应重点保护的车站类型。首先，基于货物班列时刻表与车站间日均交互车流量数据，构建中国铁路货运无向无权复杂网络和无向加权复杂网络；其次，根据构建的中国铁路货运复杂网络拓扑结构，计算各车站的度分布、强度分布以及介数分布；最后，运用网络最大连通分量和全局效率两个指标，对中国铁路货运复杂网络的静态鲁棒性进行分析。结果表明：网络最大连通分量在评价系统的静态鲁棒性中，较全局效率数据变化趋势更直观、拐点更明显，具有可视性强的优势；随机失效和蓄意破坏相比，节点的随机失效对网络的静态鲁棒性影响更小；无向无权网络中，与度蓄意破坏相比，节点在介数破坏下的铁路货运复杂网络更加脆弱；无向无权网络度破坏与无向加权网络强度破坏相比，无向加权网络强度蓄意破坏下网络静态鲁棒性更强。