[发明专利]一种铁路网结构可靠度的度量方法

权利要求书

1.一种铁路网结构可靠度的度量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据铁路网各区段饱和度来计算路网饱和度：

1.1)计算区段能力利用率，它是区段车流量与通过能力的比值，区段E_j的能力利用率为：

式中，V_j为区段j车流量，而C_j为区段E_j通过能力，M为铁路网总区段数；

1.2)计算铁路网饱和率为：

式中，m表示铁路网饱和区段数，区段饱和的概念是区段的能力利用率达到拥挤程度，根据国际惯例，双线区段0.8，单线区段是0.75，具体到我国的情况，可为0.9；M为铁路网总区段数；

2)计算运输需求未满足率

其中f_k为第k个OD对的实际实现的流量，为所有OD对实际实现流量的总和，也是路网运输能力，是所有OD对的运输需求总量，即总运输需求量；OD对是个专业术语，表示路网中一个起点与一个终点的有序组合；OD对是一个抽象概念，因为一个起点O与终点D间可以有多条路，定义了OD对就可以研究它们的交通需求，交通流；

3)定义铁路网瘫痪的概率：P＝θ(1+λ)，0≤P≤1； (4)

4)铁路网结构承载度r₁为：r₁＝1-P＝1-θ(1+λ)

5)计算铁路网区段和节点的抗毁度为：

式中，H为有效路径区段关联矩阵，H的横坐标值表示区段编号，纵坐标值表示有效路径编号，H由元素0和1组成，H_ij＝0表示i区段不在有效路径j上，H_ij＝0表示i区段在有效路径j上；H_x为矩阵H的第x个列向量；Ω_l表示区段或节点被破坏后，受其影响路网中不能正常运行的区段集；为区段或节点受到破坏后所影响的交通量；为铁路网中的总交通量；∑^OR为逻辑或运算；有效路径区段关联矩阵H由元素0和1组成，引入逻辑或运算，用OR表示；

逻辑或运算的运算规则：OR(0,0)＝0；OR(0,1)＝OR(1,0)＝1；OR(1,1)＝1；在此基础上，定义矩阵逻辑或运算：设有m×n维矩阵S，T，则[OR(S_m×n,T_m×n)]_ij＝OR(s_ij,t_ij)；把基于矩阵逻辑或运算的连续运算符号记为∑^OR；

6)取区段和节点抗毁度的方差的函数作为铁路网抗毁度r₂，即

式中，E为区段集，区段是两个相邻节点之间的连线，M为铁路网总区段数；J为节点集，n为铁路网总节点数；τ_l为子系统l抗毁度；τ_avg为所有子系统，即区段及节点的平均抗毁度；

7)计算铁路网结构可靠度：r＝(r₁+r₂)/2。

2.根据权利要求1所述的铁路网结构可靠度的度量方法，其特征在于：采用蒙特卡罗摸拟法模拟运输需求及运输能力随机变化情况下结构可靠度的特性，并将结构可靠度的抽样均值做为结构可靠度的期望值。