随机攻击策略下的城市群交通网络可靠性修复方法技术

本发明专利技术涉及交通网络领域,尤其是随机攻击策略下的城市群交通网络可靠性修复方法，其方法步骤为：步骤1为构建城市群交通网络模型；步骤2为城市群交通网络级联失效仿真；步骤3为基于改进二进制粒子群算法的城市群交通网络可靠性修复方法。本发明专利技术考虑了负荷随修复节点状态变化的特性，对网络中正常节点均会分担暂停节点负荷的过程进行分析，能够更加客观的描述城市群交通流现象。提出了精细扰动算子、速度混沌搜索算子，一方面增加了解的精细程度，另一方面增加了解的全局搜索能力；而修复约束算子使得所有粒子均是可行解以保证算法的高效、简便，并将其运用在了城市群交通网络修复中，最大程度的恢复城市群交通网络的可靠性。

Reliability restoration method of urban agglomeration traffic network under random attack strategy

The present invention relates to the field of network traffic, especially the city transportation network reliability repair method of random attack strategy, the method comprises the following steps: Step 1 for the construction of city transportation network model; step 2 for city transportation network cascading failure simulation; step 3 for improved binary particle swarm optimization city traffic network reliability repair method based on. The invention considers the characteristics that the load changes with the repair node state, and analyzes the process that the normal nodes share the load of the suspended nodes in the network, and can describe the traffic flow phenomenon of the urban agglomeration more objectively. Fine, chaos disturbance operator speed search operator is proposed, a fine degree of increase understanding, on the other hand to increase understanding of the global search ability; and repair operator makes all particles is a feasible solution to ensure that the algorithm is efficient and convenient, and its application in the city transportation network reliability repair, restore City the maximum degree of transportation network.

【技术实现步骤摘要】
随机攻击策略下的城市群交通网络可靠性修复方法
本专利技术涉及交通网络领域,尤其是随机攻击策略下的城市群交通网络可靠性修复方法。
技术介绍
随着城市群的不断发展，在城市群内的各种交通网络日益复杂，交通网络可靠性面临的挑战不断增多。城市群交通网络中的站点，一旦面对重大自然灾害，节点的负荷发生变化，使得站点内的客货流向其他站点流动，进而导致其余站点的负荷过大致使站点失效，以此形成恶性循环。致使运输效率将大幅度下降，严重影响着人民正常生产生活安全。因此，如何利用有限的资源对网络进行快速、有效地修复，及时恢复网络功能，是本方法着重解决的问题。本方法能够找寻随机异常事件发生后较优的修复策略，以最大程度恢复网络可靠性。此外，本方法存在着较强的实用价值，可以减少因部分站点失效而影响城市群正常运转所带来的经济损失，提高网络抵御异常事件影响的能力。近年来，学者们对交通网络的可靠性研究越来越多。王云琴在硕士学位论文中，以两种测度指标，网络效率和最大连通子图的相对大小研究了北京轨道交通网络的可靠性。种鹏云等将级联失效平均规模作为网络抗毁性的评估测度指标，对危险品运输关联网络的级联失效机理进行了仿真。赵渺希等本文档来自技高网...

【技术保护点】
随机攻击策略下的城市群交通网络可靠性修复方法，其特征在于：其方法步骤为：步骤1为构建城市群交通网络模型；步骤2为城市群交通网络级联失效仿真；步骤3为基于改进二进制粒子群算法的城市群交通网络可靠性修复方法，所述步骤1还包括：步骤1.1：根据城市群交通网络存在的类别，构建单种交通网络模型，如城市群内存在四种运输方式，则需分别构建道路交通网络模型、轨道交通网络模型、航空运输网络模型、水路运输网络模型；步骤1.2：在各种交通网络模型中，若汽车站、火车站、机场、港口的地理位置较近，则对节点进行叠加，在城市群交通网络中视其为一个节点；步骤1.3：以汽车的发车频率、火车的开行列车数、飞机的航班班次、船舶的航...

【技术特征摘要】
1.随机攻击策略下的城市群交通网络可靠性修复方法，其特征在于：其方法步骤为：步骤1为构建城市群交通网络模型；步骤2为城市群交通网络级联失效仿真；步骤3为基于改进二进制粒子群算法的城市群交通网络可靠性修复方法，所述步骤1还包括：步骤1.1：根据城市群交通网络存在的类别，构建单种交通网络模型，如城市群内存在四种运输方式，则需分别构建道路交通网络模型、轨道交通网络模型、航空运输网络模型、水路运输网络模型；步骤1.2：在各种交通网络模型中，若汽车站、火车站、机场、港口的地理位置较近，则对节点进行叠加，在城市群交通网络中视其为一个节点；步骤1.3：以汽车的发车频率、火车的开行列车数、飞机的航班班次、船舶的航线班次分别作为道路交通网络、轨道交通网络、航空运输网络、水路运输网络中边的权重，运用熵权法求得每种运输方式的重要程度，最终在城市群交通网络中边ij的权重ew(i,j)为重要程度与单一交通网络中边权重的乘积；步骤1.4：依据汽车站、火车站、机场、港口的旅客最高集聚人数，确定网络中节点i的容量c(i)，则叠加后的节点容量为叠加前节点容量之和。2.根据权利要求1所述的随机攻击策略下的城市群交通网络可靠性修复方法，其特征在于：步骤1.1进一步包括：步骤1.1.1：以城市群内的汽车站为道路交通网络中的节点，若汽车站之间通车，则节点之间存在一条边相连，以此构建道路交通网络模型；步骤1.1.2：以城市群内的火车站为轨道交通网络中的节点，若火车站之间有轨道线路相连，则节点之间存在一条边相连，以此构建轨道交通网络模型；步骤1.1.3：以城市群内的机场为航空运输网络中的节点，若机场之间有航班飞行，则节点之间存在一条边相连，以此构建航空运输网络模型；步骤1.1.4：以城市群内的港口为水路运输网络中的节点，若港口之间存在通航船舶，则节点之间存在一条边相连，以此构建水路运输网络模型。3.根据权利要求1所述的随机攻击策略下的城市群交通网络可靠性修复方法，其特征在于：步骤2进一步包括：步骤2.1：根据容量系数α，可确定节点i在未攻击时刻的负荷l(i)如式(1)；l(i)＝α*c(i)(1)步骤2.2：以随机攻击的策略攻击节点i；步骤2.3：节点i失效，判断是否存在正常状态且相连的节点j，若存在则负荷l(i)分配给与其相连的节点j，节点j的负荷如式(2)，若不存在则转至步骤2.5；

【专利技术属性】
技术研发人员：李成兵，郝羽成，魏磊，卢天伟，
申请(专利权)人：内蒙古大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15