[发明专利]以提升韧性为目标的轨道交通网络修复决策系统及方法

权利要求书

1.一种以提升韧性为目标的轨道交通网络修复决策系统，其特征在于，该系统包括网络拓扑结构模块、故障监测模块、行动集产生模块、行动决策模块；

所述网络拓扑结构模块用于将实际的轨道交通网络结构存储至该模块中，使计算机能够识别、存储与处理；

所述故障监测模块用于监测轨道交通网络是否完全连通，并接受来自外部的故障信息，生成故障下的网络邻接矩阵；

所述行动集产生模块用于当检测到故障发生后，根据故障的类型、可利用的修复物资，自动生成可选择的修复方案；

所述行动决策模块包括网络韧性评估模块和最优方案推荐模块，通过评估不同修复方案下网络韧性的表现，选取韧性最强的方案作为推荐方案。

2.一种用上述以提升韧性为目标的轨道交通网络修复决策系统进行轨道交通网络修复决策的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)网络拓扑结构模块利用Space L空间构造法和图论的知识，将实际的轨道交通网络结构存储至网络拓扑结构模块中，使计算机能够识别、存储与处理；

(2)故障监测模块监测轨道交通网络是否完全连通，并接受来自外部的故障信息，生成故障下的网络邻接矩阵；

(3)当故障监测模块检测到故障发生后，行动集产生模块根据故障的类型、可利用的修复物资，自动生成可选择的修复方案；

(4)行动决策模块通过评估不同修复方案下网络韧性的表现，选取韧性最强的方案作为推荐方案。

3.根据权利要求2所述的轨道交通网络修复决策的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的网络拓扑结构模块利用Space L空间构造法和图论的知识，将实际的轨道交通网络结构存储至网络拓扑结构模块中，使计算机能够识别、存储与处理的具体方法为：

步骤1.1：利用Space L空间构造法构建网络拓扑，视轨道交通的车站为节点，若两个节点之间直接有区间线路相连且不经过其他节点，则两点之间存在一条直接相连的边，否则无边连接；

步骤1.2：用图G＝(V,A)来描述轨道交通网络模型，将车站抽象为点集合V＝{V₁,V₂,…,V_N}，将线路抽象为弧集合A＝{A₁,A₂,…,A_M}，其中：N为轨道交通网络内的车站数，M为轨道交通网络包含的弧个数，点集合包括以下字段属性：站点ID，站点名称，站点类型，所属的线路；弧集合包括以下字段属性：弧ID、方向、长度、连接的节点；

步骤1.3：用邻接矩阵表征网络节点间的连通，邻接矩阵L是一个N阶方阵，其中的元素l_ij表示轨道交通网络中节点的邻接关系，定义为：

4.根据权利要求2所述的轨道交通网络修复决策的方法，其特征在于，步骤(4)中所述的行动决策模块通过评估不同修复方案下网络韧性的表现，选取韧性最强的方案作为推荐方案的具体方法为：

步骤4.1网络韧性评估模块根据邻接矩阵，计算网络的平均效率E：

其中，d_ij为连接两节点i与j间的最短路径长度，两节点间的最短路径的搜索用Dijkstra算法实现，N为轨道交通网络内的车站数；

步骤4.2根据行动集产生模块产生的不同修复方案下不同修复阶段的邻接矩阵计算网络平均效率，同时绘制随时间改变的不同修复方案的网络性能曲线；

步骤4.3最优方案推荐模块对比不同修复方案的网络性能曲线，选择“韧性三角”面积最小的方案为推荐方案。