[发明专利]一种铁路网结构可靠度的度量方法

摘要

本发明公开了一种铁路网结构可靠度的度量方法，包括以下步骤：1)计算铁路网饱和度；2)计算运输需求未满足率，进而计算铁路网瘫痪的概率、铁路网承载度，测度铁路网在正常运营条件下的可靠度；3)计算抗毁度，用以测度铁路网在自然灾害或人为破坏情况下的可靠度；4)用路网承载度与抗毁度来计算铁路网结构可靠度。本发明的有益效果在于：1、计算复杂度很低，可操作性好；2、既能测试铁路网在正常运营条件下的可靠度，又能测试铁路网在自然灾害或人为破坏情况下的可靠度；3、方法有效度高：路网结构的微小不同，会引起路网运行状态明显差别；这种结构可靠度可有效反映路网结构不同所导致的运行状态差别。

主权项

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Ej的能力利用率为：式中，Vj为区段j车流量，而Cj为区段Ej通过能力；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fk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；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，Hij＝0表示i区段不在有效路径j上，Hij＝0表示i区段在有效路径j上；Hx为矩阵H的第x个列向量；Ωl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(Sm×n,Tm×n)]ij＝OR(sij,tij)；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，/E/＝m；J为节点集，/J/＝n；τl为子系统l抗毁度；τavg为所有子系统(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。