极端天气下城市公共交通多层复杂网络脆弱性研究

本书分析暴雨、重度雾霾等极端天气对城市公共交通系统的影响机理，建立了暴雨极端天气、重度雾霾和考虑鲁棒性的城市公共交通网络级联失效模型，通过实证分析测度暴雨极端天气和重度雾霾下考虑车辆动态限行的城市公共交通系统脆弱性，得到了暴雨强度阈值、网络节点和连边最佳容量，以及不同情景下脆弱性的主要诱因，并深入分析极端天气下城市公共交通系统的鲁棒性特征，最终提出城市公共交通复杂网络的脆弱性治理策略。

目录
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的及意义 3
1.2.1 研究目的 3
1.2.2 研究意义 4
1.3 研究内容和实施方案 5
1.3.1 研究内容 5
1.3.2 研究方法 7
1.3.3 方案设计 8
1.4 创新点 10
第2章 国内外研究综述 11
2.1 概念界定 11
2.1.1 城市交通 11
2.1.2 复杂网络 12
2.1.3 城市公共交通网络及其特征 13
2.1.4 脆弱性和鲁棒性 14
2.2 国内外研究现状 16
2.2.1 城市公共交通网络建模研究 16
2.2.2 城市公共交通系统脆弱性研究 18
2.2.3 极端天气对城市公共交通系统的影响研究 20
2.2.4 城市公共交通网络鲁棒性研究 23
2.3 国内外研究现状述评 25
2.3.1 城市公共交通网络脆弱性研究现状述评 25
2.3.2 城市公共交通网络鲁棒性研究现状述评 26
2.4 本章小结 27
第3章 极端天气对城市公共交通系统的影响机理 29
3.1 极端天气界定及其类型 29
3.1.1 极端天气的界定 29
3.1.2 极端天气的具体形式 30
3.2 常规天气对城市公共交通系统的影响表现 35
3.2.1 降雨对城市公共交通系统的影响分析 36
3.2.2 降雪对城市公共交通系统的影响分析 37
3.2.3 雾霾对城市公共交通系统的影响分析 38
3.3 极端天气对城市公共交通系统的影响分析 40
3.3.1 暴雨极端天气对城市公共交通系统的影响机理 42
3.3.2 暴雪极端天气对城市公共交通系统的影响机理 44
3.3.3 重度雾霾极端天气对城市公共交通系统的影响机理 46
3.4 本章小结 48
第4章 极端天气下城市公共交通多层复杂网络动态演变模型构建 49
4.1 极端天气下城市公共交通网络级联失效模型框架 49
4.2 城市公共交通复杂网络构建 51
4.2.1 城市常规公交-轨道交通复杂网络构建 51
4.2.2 城市轨道交通网络构建 55
4.3 暴雨极端天气下城市常规公交-轨道交通复杂网络级联失效模型 56
4.3.1 基于耦合映射格子的常规公交-轨道交通复杂网络级联失效模型 57
4.3.2 城市常规公交-轨道交通复杂网络的客流转移模型 62
4.4 雾霾极端天气下驱动动态限行的城市轨道交通网络级联失效模型 64
4.4.1 基于负载容量模型的城市轨道交通网络级联失效模型 64
4.4.2 车辆动态限行下城市客流转移规则 70
4.5 考虑鲁棒性的常规公交-轨道交通复杂网络级联失效模型 71
4.5.1 基于非线性负载容量模型的常规公交-轨道交通复杂网络级联失效模型 71
4.5.2 考虑鲁棒性的常规公交-轨道交通复杂网络客流转移规则 72
4.6 本章小结 74
第5章 暴雨极端天气下城市公共交通网络脆弱性测度 75
5.1 暴雨极端天气对城市公共交通网络的影响 75
5.1.1 暴雨极端天气对城市公共交通网络的影响表现 75
5.1.2 暴雨极端天气的定量化描述 76
5.2 城市常规公交-轨道交通复杂网络的脆弱性测度 78
5.2.1 城市常规公交-轨道交通复杂网络的脆弱性定义 78
5.2.2 城市常规公交-轨道交通复杂网络的脆弱性测度算子 79
5.3 城市常规公交-轨道交通复杂网络脆弱性的敏感性分析 82
5.3.1 敏感性分析方法 82
5.3.2 常规公交-轨道交通复杂网络脆弱性的节点敏感性分析 82
5.3.3 常规公交-轨道交通复杂网络脆弱性的连边敏感性分析 83
5.4 暴雨极端天气下西安老城区公共交通网络脆弱性分析 85
5.4.1 场景分析 85
5.4.2 情景设置 87
5.4.3 暴雨天气下复杂网络的级联失效脆弱性分析 89
5.4.4 不同变量与复杂网络脆弱性的变化关系分析 96
5.4.5 不同情景下常规公交-轨道交通复杂网络脆弱性的成因分析 98
5.4.6 常规公交-轨道交通复杂网络的节点敏感性分析 100
5.4.7 常规公交-轨道交通复杂网络的连边敏感性分析 102
5.4.8 常规公交-轨道交通复杂网络的脆弱性治理 104
5.5 本章小结 106
第6章 重度雾霾下考虑车辆动态限行的城市公共交通网络脆弱性测度 107
6.1 重度雾霾下车辆动态限行政策动机分析 107
6.2 重度雾霾下城市车辆动态限行政策概况 107
6.3 车辆动态限行下城市轨道交通网络脆弱性评价 108
6.3.1 车辆动态限行对城市居民出行的影响 108
6.3.2 车辆动态限行对城市轨道交通系统的影响 108
6.3.3 城市轨道交通网络的脆弱性评价指标 110
6.4 车辆动态限行下城市轨道交通网络脆弱性测度分析 112
6.4.1 场景分析 112
6.4.2 情景设置 116
6.4.3 脆弱性分析 118
6.5 本章小结 123
第7章 极端天气下城市公共交通复杂网络鲁棒性研究 124
7.1 极端天气下城市公交-轨道交通复杂网络鲁棒性测度指标 124
7.2 西安城区常规公交-轨道交通复杂网络鲁棒性分析 126
7.2.1 西安城区常规公交-轨道交通系统 126
7.2.2 容量调整参数对西安城区常规公交-轨道交通复杂网络级联失效的影响 127
7.2.3 仿真情景设置 134
7.2.4 最大节点度蓄意攻击下西安城区常规公交-轨道交通复杂网络鲁棒性分析 135
7.2.5 随机攻击模式下西安城区常规公交-轨道交通复杂网络鲁棒性分析 145
7.2.6 混合攻击模式下西安城区常规公交-轨道交通复杂网络鲁棒性分析 148
7.3 城市常规公交-轨道交通复杂网络鲁棒性提升策略 151
7.3.1 城市常规公交-轨道交通复杂网络关键节点识别 151
7.3.2 城市常规公交-轨道交通复杂网络鲁棒性提升策略 154
7.4 本章小结 156
第8章 城市公共交通复杂网络的脆弱性治理及未来展望 158
8.1 城市公共交通复杂网络脆弱性研究结论 158
8.2 城市公共交通复杂网络脆弱性治理策略 160
8.3 未来研究展望 162
参考文献 164
附录1 西安市气象数据（2011～2019年） 177
附录2 西安市空气质量数据（2014～2020年） 182
附录3 西安市地铁站点数据 186
附录4 西安市公交站点数据示例 189