交通系统震后连通性研究

作     者：刘润舟 

作者单位：中国地震局工程力学研究所 

学位级别：硕士

导师姓名：林均岐

授予年度：2008年

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 082302[工学-交通信息工程及控制] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：交通系统 网络分析 连通性 可靠性 蒙特卡罗法 

摘      要：交通系统是由交通单元(桥梁、路段、隧道等)构成的大范围的网络系统,随着社会经济的发展,交通系统已经成为人们赖以生存的必要条件。地震发生后,交通系统既是救援物资运输的通道,又是避震疏散,震后灾区人员安置、救援人员和工程队伍入驻及抢救转移伤员的路线,是生死攸关的抗震救灾生命线。因此对地震后交通系统连通性的相关问题开展研究,是减轻城市地震灾害影响的一项重要课题,有助于采取及时有效的地震应急行动和对策,极大地减轻地震灾害。本文针对交通系统网络连通性、连通可靠性和连通情况下的最短路径开展研究,主要包括以下内容。 1.回顾了国内外学者在生命线工程交通网络系统方面的研究现状和取得的成果,以及工程系统可靠性的分析方法,网络系统分析理论等。 2.介绍了图论的基本内容、包括图的定义、矩阵表示和连通性,网络可靠性分析基础、可靠性分析基本方法等,为本文内容的展开提供基本理论依据。 3.建立交通网络连通性分析模型,给出了两个连通性判定的快速算法,编写了基于Warshall算法的连通性分析程序并给出了实例,并编程实现了连通状况下的所有最小路集。 4.系统阐述了基于Monte Carlo方法的网络连通可靠性。通过路段和桥梁单元地震作用下的可靠性分析,采用Monte Carlo方法对西安市阎良区的交通系统网络系统可靠度进行分析,得到了一些有用的结论。 5.对网络最短路径问题和分类进行了讨论,给出了三种最短路径问题的描述及算法,改进了经典的最短路径问题的Dijkstra算法,给出了改进算法,优化了网络数据的存储方式,大大减少了数据存储量,编写了相应的程序,并进行了实例验证。