本書分析暴雨、重度霧霾等極端天氣對城市公共交通系統的影響機理，建立了暴雨極端天氣、重度霧霾和考慮魯棒性的城市公共交通網絡級聯失效模型，通過實證分析測度暴雨極端天氣和重度霧霾下考慮車輛動態限行的城市公共交通系統脆弱性，得到了暴雨強度閾值、網絡節點和連邊最佳容量，以及不同情景下脆弱性的主要誘因，并深入分析極端天氣下城市公共交通系統的魯棒性特征，最終提出城市公共交通復雜網絡的脆弱性治理策略。
中國軟科學研究會常務理事；陜西省城市經濟文化研究會秘書長
目錄
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的及意義 3
1.2.1 研究目的 3
1.2.2 研究意義 4
1.3 研究內容和實施方案 5
1.3.1 研究內容 5
1.3.2 研究方法 7
1.3.3 方案設計 8
1.4 創新點 10
第2章 國內外研究綜述 11
2.1 概念界定 11
2.1.1 城市交通 11
2.1.2 復雜網絡 12
2.1.3 城市公共交通網絡及其特征 13
2.1.4 脆弱性和魯棒性 14
2.2 國內外研究現狀 16
2.2.1 城市公共交通網絡建模研究 16
2.2.2 城市公共交通系統脆弱性研究 18
2.2.3 極端天氣對城市公共交通系統的影響研究 20
2.2.4 城市公共交通網絡魯棒性研究 23
2.3 國內外研究現狀述評 25
2.3.1 城市公共交通網絡脆弱性研究現狀述評 25
2.3.2 城市公共交通網絡魯棒性研究現狀述評 26
2.4 本章小結 27
第3章 極端天氣對城市公共交通系統的影響機理 29
3.1 極端天氣界定及其類型 29
3.1.1 極端天氣的界定 29
3.1.2 極端天氣的具體形式 30
3.2 常規天氣對城市公共交通系統的影響表現 35
3.2.1 降雨對城市公共交通系統的影響分析 36
3.2.2 降雪對城市公共交通系統的影響分析 37
3.2.3 霧霾對城市公共交通系統的影響分析 38
3.3 極端天氣對城市公共交通系統的影響分析 40
3.3.1 暴雨極端天氣對城市公共交通系統的影響機理 42
3.3.2 暴雪極端天氣對城市公共交通系統的影響機理 44
3.3.3 重度霧霾極端天氣對城市公共交通系統的影響機理 46
3.4 本章小結 48
第4章 極端天氣下城市公共交通多層復雜網絡動態演變模型構建 49
4.1 極端天氣下城市公共交通網絡級聯失效模型框架 49
4.2 城市公共交通復雜網絡構建 51
4.2.1 城市常規公交-軌道交通復雜網絡構建 51
4.2.2 城市軌道交通網絡構建 55
4.3 暴雨極端天氣下城市常規公交-軌道交通復雜網絡級聯失效模型 56
4.3.1 基于耦合映射格子的常規公交-軌道交通復雜網絡級聯失效模型 57
4.3.2 城市常規公交-軌道交通復雜網絡的客流轉移模型 62
4.4 霧霾極端天氣下驅動動態限行的城市軌道交通網絡級聯失效模型 64
4.4.1 基于負載容量模型的城市軌道交通網絡級聯失效模型 64
4.4.2 車輛動態限行下城市客流轉移規則 70
4.5 考慮魯棒性的常規公交-軌道交通復雜網絡級聯失效模型 71
4.5.1 基于非線性負載容量模型的常規公交-軌道交通復雜網絡級聯失效模型 71
4.5.2 考慮魯棒性的常規公交-軌道交通復雜網絡客流轉移規則 72
4.6 本章小結 74
第5章 暴雨極端天氣下城市公共交通網絡脆弱性測度 75
5.1 暴雨極端天氣對城市公共交通網絡的影響 75
5.1.1 暴雨極端天氣對城市公共交通網絡的影響表現 75
5.1.2 暴雨極端天氣的定量化描述 76
5.2 城市常規公交-軌道交通復雜網絡的脆弱性測度 78
5.2.1 城市常規公交-軌道交通復雜網絡的脆弱性定義 78
5.2.2 城市常規公交-軌道交通復雜網絡的脆弱性測度算子 79
5.3 城市常規公交-軌道交通復雜網絡脆弱性的敏感性分析 82
5.3.1 敏感性分析方法 82
5.3.2 常規公交-軌道交通復雜網絡脆弱性的節點敏感性分析 82
5.3.3 常規公交-軌道交通復雜網絡脆弱性的連邊敏感性分析 83
5.4 暴雨極端天氣下西安老城區公共交通網絡脆弱性分析 85
5.4.1 場景分析 85
5.4.2 情景設置 87
5.4.3 暴雨天氣下復雜網絡的級聯失效脆弱性分析 89
5.4.4 不同變量與復雜網絡脆弱性的變化關系分析 96
5.4.5 不同情景下常規公交-軌道交通復雜網絡脆弱性的成因分析 98
5.4.6 常規公交-軌道交通復雜網絡的節點敏感性分析 100
5.4.7 常規公交-軌道交通復雜網絡的連邊敏感性分析 102
5.4.8 常規公交-軌道交通復雜網絡的脆弱性治理 104
5.5 本章小結 106
第6章 重度霧霾下考慮車輛動態限行的城市公共交通網絡脆弱性測度 107
6.1 重度霧霾下車輛動態限行政策動機分析 107
6.2 重度霧霾下城市車輛動態限行政策概況 107
6.3 車輛動態限行下城市軌道交通網絡脆弱性評價 108
6.3.1 車輛動態限行對城市居民出行的影響 108
6.3.2 車輛動態限行對城市軌道交通系統的影響 108
6.3.3 城市軌道交通網絡的脆弱性評價指標 110
6.4 車輛動態限行下城市軌道交通網絡脆弱性測度分析 112
6.4.1 場景分析 112
6.4.2 情景設置 116
6.4.3 脆弱性分析 118
6.5 本章小結 123
第7章 極端天氣下城市公共交通復雜網絡魯棒性研究 124
7.1 極端天氣下城市公交-軌道交通復雜網絡魯棒性測度指標 124
7.2 西安城區常規公交-軌道交通復雜網絡魯棒性分析 126
7.2.1 西安城區常規公交-軌道交通系統 126
7.2.2 容量調整參數對西安城區常規公交-軌道交通復雜網絡級聯失效的影響 127
7.2.3 仿真情景設置 134
7.2.4 最大節點度蓄意攻擊下西安城區常規公交-軌道交通復雜網絡魯棒性分析 135
7.2.5 隨機攻擊模式下西安城區常規公交-軌道交通復雜網絡魯棒性分析 145
7.2.6 混合攻擊模式下西安城區常規公交-軌道交通復雜網絡魯棒性分析 148
7.3 城市常規公交-軌道交通復雜網絡魯棒性提升策略 151
7.3.1 城市常規公交-軌道交通復雜網絡關鍵節點識別 151
7.3.2 城市常規公交-軌道交通復雜網絡魯棒性提升策略 154
7.4 本章小結 156
第8章 城市公共交通復雜網絡的脆弱性治理及未來展望 158
8.1 城市公共交通復雜網絡脆弱性研究結論 158
8.2 城市公共交通復雜網絡脆弱性治理策略 160
8.3 未來研究展望 162
參考文獻 164
附錄1 西安市氣象數據（2011～2019年） 177
附錄2 西安市空氣質量數據（2014～2020年） 182
附錄3 西安市地鐵站點數據 186
附錄4 西安市公交站點數據示例 189
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