結(jié)合網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)權(quán)的軌道交通服務(wù)效能的抗毀性測(cè)度方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)安全性，特別涉及一種結(jié)合網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)權(quán)的軌道 交通服務(wù)效能的抗毀性測(cè)度方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 城市軌道交通是一種乘載容量大、占地面積小、行駛速度快、安全系數(shù)高、環(huán)境污 染小的公共交通設(shè)施。城市軌道交通的穩(wěn)定運(yùn)行依賴(lài)于站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而城市軌道 交通的服務(wù)能力與站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)容量有關(guān)。遭受攻擊下軌道交通網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)輸服務(wù)效能的 測(cè)度成為重要的課題。
[0003] 網(wǎng)絡(luò)的抗毀性測(cè)度一直是國(guó)內(nèi)外研宄的熱點(diǎn)。Ash(2007)等采用了進(jìn)化算法來(lái)優(yōu) 化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；Wang(2007)等指出努力提高復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的連通效率可提高網(wǎng)絡(luò)對(duì)隨機(jī)攻 擊的抵抗能力和魯棒性。Sybil(2010)等曾調(diào)査過(guò)世界33個(gè)城市的地鐵網(wǎng)絡(luò)，將網(wǎng)絡(luò)科學(xué) 的方法融合到交通運(yùn)輸學(xué)中，證明大部分的地鐵網(wǎng)絡(luò)都屬于具有無(wú)尺度和小世界特性的復(fù) 雜網(wǎng)絡(luò)，并將魯棒性概念應(yīng)用到地鐵網(wǎng)絡(luò)中，提出增強(qiáng)地鐵網(wǎng)絡(luò)魯棒性的建議。何勝學(xué)等 (2007)通過(guò)研宄公交線網(wǎng)的生成機(jī)理，分析了公交線在隨機(jī)節(jié)點(diǎn)刪除和蓄意節(jié)點(diǎn)刪除下的 魯棒性；趙俊紅等（2009)以天津?yàn)槔M(jìn)行了公共交通網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性研宄，對(duì)天津市的公交網(wǎng) 絡(luò)設(shè)置提出了建設(shè)性的意見(jiàn)；段后利等人（2010)基于二分法提出了針對(duì)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的魯 棒性分析的快速算法；賴(lài)麗萍（2012)在自己的碩士學(xué)位論文定義了適用于城市軌道交通 網(wǎng)絡(luò)的魯棒性概念，根據(jù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)理論構(gòu)建城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖并以北 京市2015年城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)作為實(shí)例進(jìn)行了隨機(jī)性與選擇性攻擊模擬。
[0004] 在既有的軌道交通網(wǎng)絡(luò)抗毀性測(cè)度體系中，一般從拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的抽象性出發(fā)，忽略 網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)權(quán)與邊權(quán)，即沒(méi)有考慮不同站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)權(quán)與邊權(quán)的差異性，同時(shí)對(duì)于"站點(diǎn)-網(wǎng)絡(luò)" 拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)關(guān)系的考慮較為模糊，因此無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)估網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)受損對(duì)軌道交通服務(wù)效能的影 響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種結(jié)合網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)權(quán)的軌 道交通服務(wù)效能的抗毀性測(cè)度方法，以客觀的當(dāng)量數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)開(kāi)源數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，借助地理 分析、拓?fù)浞治?、?fù)雜網(wǎng)絡(luò)魯棒性分析等計(jì)量方法，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)抗毀性的評(píng)估和預(yù)測(cè)，輔助城 市軌道交通服務(wù)效能穩(wěn)定性優(yōu)化設(shè)計(jì)。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0007] -種結(jié)合網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)權(quán)的軌道交通服務(wù)效能的抗毀性測(cè)度方法，包括下述步驟：
[0008]S1、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源包括軌道交通網(wǎng)絡(luò)線路圖、百度開(kāi)放平臺(tái)數(shù)據(jù) 及網(wǎng)絡(luò)商戶銷(xiāo)售地理數(shù)據(jù)庫(kù)；具體為：
[0009]S1. 1、獲取軌道交通線路圖；
[0010] S1. 2、通過(guò)百度LBS開(kāi)放平臺(tái)中的地理信息接口，獲取軌道交通網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的經(jīng)煒 度信息；
[0011]S1. 3、以全國(guó)網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物用戶的收貨地址為基礎(chǔ)，通過(guò)百度LBS開(kāi)放平臺(tái)進(jìn)行地址 解析，得到網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物用戶的空間分布情況；
[0012]S1. 4、以軌道交通網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的服務(wù)范圍為半徑，通過(guò)GIS獲取每個(gè)站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)購(gòu) 物用戶數(shù)，將其作為軌道交通網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)量服務(wù)人口權(quán)重；
[0013]S2、空間網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換；具體為：
[0014]S2. 1、在Excel表格中建立初始軌道交通網(wǎng)絡(luò)"站點(diǎn)-線路"關(guān)系矩陣；
[0015]S2. 2、建立初始軌道交通網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚仃嚕?br>[0016]S2. 3、獲取初始軌道交通網(wǎng)絡(luò)最短路徑矩陣；
[0017]S2. 4、獲取軌道交通網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)服務(wù)能力權(quán)重矩陣
[0018]S2. 5、獲取初始加權(quán)網(wǎng)絡(luò)最短路徑矩陣；
[0019]S2. 6、初始軌道交通服務(wù)效能的測(cè)度
[0020]S3、根據(jù)加權(quán)網(wǎng)絡(luò)最短路徑矩陣、軌道交通網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚仃嚭蛙壍澜煌ňW(wǎng)絡(luò)"站 點(diǎn)-線路"關(guān)系矩陣，測(cè)試網(wǎng)絡(luò)攻擊下的軌道交通服務(wù)效能。
[0021] 優(yōu)選的，步驟S1. 1中，軌道交通網(wǎng)絡(luò)線路圖的獲取方法是：
[0022] 查詢百度地圖，獲得軌道交通線路圖，將軌道交通網(wǎng)絡(luò)中所有站點(diǎn)和線路編號(hào)，并 整理其位置、相連接站點(diǎn)信息。
[0023] 優(yōu)選的，步驟S1. 2具體為：
[0024]S1. 2. 1、申請(qǐng)獲取百度LBS開(kāi)放平臺(tái)API接口密鑰；
[0025]S1. 2. 2、設(shè)置相關(guān)的URL請(qǐng)求參數(shù)，包括密鑰號(hào)碼、搜索對(duì)象、矩形搜索范圍的經(jīng) 煒度坐標(biāo)設(shè)置相關(guān)的URL請(qǐng)求參數(shù)；
[0026]S1. 2. 3、將配置好的URL請(qǐng)求參數(shù)在瀏覽器中打開(kāi)，獲取搜索對(duì)象的數(shù)量；
[0027]S1. 2. 4、將拼寫(xiě)合格的地址解析URL請(qǐng)求導(dǎo)入LocoySpider工具，設(shè)置好采集標(biāo) 簽和文本模板后開(kāi)始對(duì)進(jìn)行百度用地?cái)?shù)據(jù)的獲取，獲取的數(shù)據(jù)信息包括站點(diǎn)名稱(chēng)、站點(diǎn)經(jīng) 煒度、所屬線路。
[0028] 優(yōu)選的，步驟S1. 3具體為：
[0029]S1. 3. 1、根據(jù)地址解析的URL請(qǐng)求參數(shù)格式，將網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物用戶的收貨地址拼寫(xiě)成 合格的URL請(qǐng)求；
[0030]S1. 3. 2、將拼寫(xiě)合格的URL請(qǐng)求批量導(dǎo)入LocoySpider工具中，設(shè)置好采集標(biāo)簽 和文本模板之后開(kāi)始進(jìn)行地址解析；
[0031]S1. 3. 3、將地址解析完畢的網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物數(shù)據(jù)導(dǎo)入GIS系統(tǒng)中進(jìn)行空間落位和坐標(biāo)糾 偏，將站點(diǎn)作設(shè)定距離的的緩沖分析，分別統(tǒng)計(jì)每個(gè)站點(diǎn)緩沖區(qū)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物用戶數(shù)量，從 而得到各個(gè)地站點(diǎn)服務(wù)人口數(shù)量。
[0032] 優(yōu)選的，步驟S2. 1具體為：
[0033] 在完成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集和整理工作之后，考慮到某一站點(diǎn)的毀損與其所屬線路能 否運(yùn)行有關(guān)，利用Excel表格建立軌道交通網(wǎng)絡(luò)"站點(diǎn)-線路"關(guān)系矩陣，當(dāng)某一站點(diǎn)失效 時(shí)，其所屬線路上其他站點(diǎn)也隨之失效，"站點(diǎn)-線路"關(guān)系矩陣建立的方法為：若站點(diǎn)A屬 于軌道線路H，則將兩者的關(guān)系記錄為1，；若站點(diǎn)A不屬于線路H，則將兩者的關(guān)系記錄為 0〇
[0034] 優(yōu)選的，步驟S2. 2具體為：
[0035] 為了便于輸入MATLAB中進(jìn)行程序的計(jì)算，使用Excel和MATLAB軟件將軌道交通 線路圖轉(zhuǎn)化為軌道交通網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚仃?，?duì)照軌道交通線路圖，若站點(diǎn)A和站點(diǎn)B有直接的軌 道相連接，則將兩者關(guān)系記錄為1;若站點(diǎn)A和站點(diǎn)B沒(méi)有直接的軌道相連接，則將兩者關(guān) 系記錄為無(wú)限（Int);對(duì)于站點(diǎn)A和站點(diǎn)A的關(guān)系，將其記錄為0。
[0036] 優(yōu)選的，步驟S2. 3中，通過(guò)Dijkstra算法求得軌道交通網(wǎng)絡(luò)最短路徑矩陣，軌道 交通網(wǎng)絡(luò)最短路徑反映了任意一站點(diǎn)到其他站點(diǎn)的最短步徑數(shù)。
[0037] 優(yōu)選的，步驟S2. 4具體為：
[0038] 利用Excel軟件，計(jì)算服務(wù)范圍內(nèi)的服務(wù)對(duì)象數(shù)量及任意兩站的地理距離得到軌 道交通網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)服務(wù)能力權(quán)重；
[0039] 軌道交通網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)服務(wù)能力權(quán)重測(cè)定模型為：
[0040]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種結(jié)合網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)權(quán)的軌道交通服務(wù)效能的抗毀性測(cè)度方法，其特征在于，包括下述 步驟： S1、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源包括軌道交通網(wǎng)絡(luò)線路圖、百度開(kāi)放平臺(tái)數(shù)據(jù)及網(wǎng) 絡(luò)商戶銷(xiāo)售地理數(shù)據(jù)庫(kù)；具體為： SI. 1、獲取軌道交通線路圖； SI. 2、通過(guò)百度LBS開(kāi)放平臺(tái)中的地理信息接口，獲取軌道交通網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的經(jīng)煒度信 息； SI. 3、以全國(guó)網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物用戶的收貨地址為基礎(chǔ)，通過(guò)百度LBS開(kāi)放平臺(tái)進(jìn)行地址解析， 得到網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物用戶的空間分布情況； 51. 4、以軌道交通網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的服務(wù)范圍為半徑，通過(guò)GIS獲取每個(gè)站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物用 戶數(shù)，將其作