突发灾害下考虑地铁网络脆弱性的应急资源调度方法

作     者：李林超 魏璞瑄 杜博文 

作者机构：深圳大学土木与交通工程学院 北京航空航天大学交通科学与工程学院 

出 版 物：《铁道科学与工程学报》 (Journal of Railway Science and Engineering)

年 卷 期：2024年

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52202402) 

主　　题：城市轨道交通 网络脆弱性 应急资源调度 多目标优化模型 集体影响力 

摘      要：为了合理高效地分配应急物资，兼顾应急物资运输成本和运输时间，确保在突发灾害发生初期能迅速、有效地响应。以深圳市城市轨道交通网络为例，针对突发灾害下站点可能被破坏从而影响整体网络运行的情况，考虑轨道交通网络的脆弱性。采用了基于集体影响力的关键节点识别方法，对深圳市城市轨道交通网络各个站点进行优先权排序，将其作为优先权系数考虑到优化模型中，进而建立了一个以最短应急调度时间、最小应急调度成本和最小惩罚成本为目标的多目标应急资源调度优化模型。采用遗传算法对模型求解，确立了有效的应急资源调度策略，旨在最大化应急响应效率并保证高优先级的资源供应。通过对比验证深圳市和上海市的城市轨道交通网络算例，结果表明所提出的多目标优化模型不仅考虑了轨道交通网络的脆弱性，还能够有效地平衡应急物资分配的成本和效率，特别是在物资供应不足的情况下，能优先满足关键节点的需求，显著降低了城市轨道交通网络受到突发事件冲击而影响的风险，有效保障了整体网络的稳定运行。研究结果识别出了容易被忽略但对整体网络至关重要的弱连接站点，同时为城市轨道交通系统在突发灾害情况下的应急资源调度提供了参考，有助于提高城市应对突发灾害的整体能力和效率。