[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

说明书

本发明公开了一种以提升韧性为目标的轨道交通网络修复决策系统及方法。本发明的系统，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。

技术领域：

本发明涉及一种以提升韧性为目标的轨道交通网络修复决策系统及方法，属于轨道交通安全和应急管理技术领域。

背景技术：

基础设施系统的韧性定义为具备预测、吸收、适应潜在的扰动并能从中快速恢复的能力，这些扰动或破坏可以是自然灾害，也可以是设备故障、人为破坏等，其目的在于降低扰动的量级、影响和持续的时间。由于良好的韧性设计能更好降低系统面临不可避免的扰动或破坏下趋于崩溃的风险，提高系统的恢复能力，在近十五年来备受国内外学者和工程设计者的关注。

城市轨道交通作为公共交通的重要组成部分，具有运量大、速度快、效率高、准时、污染小等特点，承担着缓解交通拥堵、提高运行效率的功能。随着城市轨道交通网络规模的不断扩大，客流量的急剧增加，网络化运营条件下的城市轨道交通面临着来自自然灾害、社会安全、设施设备故障等突发事故以及高强度客流的冲击。评估轨道交通网络性能的改变，模拟各种修复策略下网络性能的表现，从而方便管理者做出正确的决策，这对城市轨道交通的风险辨识、风险防控、事故处理具有重要的意义，同时也有助于保证城市轨道交通的安全运营和服务水平的提升。

目前的轨道交通应急处理多集中在疏散优化路径的选择、应急调度指挥系统的设计、公交联动应急疏运等方向，还未聚焦到网络本身修复方案的决策。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题，将复杂网络理论和韧性测度方法相结合，在检测到故障发生后，自动生成各种修复方案，然后通过模拟各种修复方案下网络性能的表现，提供一种以提升韧性为目标的轨道交通网络修复决策系统及方法。

上述的目的通过以下技术方案实现：

一种以提升韧性为目标的轨道交通网络修复决策系统，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网络拓扑结构模块中，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。

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，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。