【摘要】：基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)在社會(huì)穩(wěn)定和發(fā)展中有舉足輕重的地位,但是不可避免的面臨著元件老化、自然災(zāi)害、人為失誤等因素的破壞。因而學(xué)者們提出脆弱性的概念,研究系統(tǒng)在破壞事件下的性能響應(yīng),識別系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié),以更好的保護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)。近年來,學(xué)者們運(yùn)用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型和基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的指標(biāo)從不同視角和維度來研究基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的脆弱性,那么不同模型和不同指標(biāo)下系統(tǒng)脆弱性響應(yīng)有何不同,這些模型或指標(biāo)適用范圍及其相關(guān)性如何是一個(gè)有待研究的領(lǐng)域。為探討上述問題,本文提出基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的多視角多維度脆弱性分析框架,并應(yīng)用到電網(wǎng)和中國鐵路客運(yùn)網(wǎng)的脆弱性分析中。針對電網(wǎng),本文選擇了三種電網(wǎng)模型:純拓?fù)淠Ｐ?Purely Topological Model,PTM)、基于介數(shù)的虛擬流模型(Betweenness Based Model,BBM)以及直流潮流模型(Direct Current Power Flow Model,DCPFM),并采用了六種脆弱性指標(biāo):基于網(wǎng)絡(luò)效率的脆弱性指標(biāo)VE、基于源匯節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)效率的脆弱性指標(biāo)VSDE、基于最大團(tuán)尺寸的脆弱性指標(biāo)VLCS、基于連通度的脆弱性指標(biāo)VCL、基于平均聚類系數(shù)的脆弱性指標(biāo)VCCO、基于供電量的脆弱性指標(biāo)VPS�；谶@些模型與指標(biāo),本文分析了IEEE300電網(wǎng)在隨機(jī)故障情形下的脆弱性值并討論了模型之間的差異性與指標(biāo)之間的相關(guān)性。結(jié)果顯示:在邊容量系數(shù)或故障概率較大情形下,三個(gè)模型產(chǎn)生將近相同的基于拓?fù)渲笜?biāo)的脆弱性值,而僅當(dāng)所有元件故障時(shí)才能產(chǎn)生將近相同的基于流量指標(biāo)的脆弱性值。PTM和BBM在逼近DCPFM方面哪個(gè)更優(yōu)取決于故障概率的大小。此外,兩個(gè)考慮源匯節(jié)點(diǎn)的脆弱性指標(biāo)VCL和VSDE具有很強(qiáng)的相關(guān)性,VPS與考慮源匯節(jié)點(diǎn)的脆弱性指標(biāo)VSDE和VCL有中等強(qiáng)度的相關(guān)性。針對鐵路網(wǎng),本文選擇了四種模型:純拓?fù)淠Ｐ?Purely Topological Model,PTM)、純最短路徑模型(Purely Shortest Path Model,PSPM)、加權(quán)最短路徑模型(Weight Based Shortest Path Model,WBSPM)以及實(shí)際鐵路流模型(Real Train Flow Model,RTFM),并采用了兩個(gè)脆弱性指標(biāo):可達(dá)性脆弱性指標(biāo)VACC和基于流量的脆弱性指標(biāo)VFOT�；谶@些模型與指標(biāo),本文分析了中國客運(yùn)鐵路網(wǎng)在隨機(jī)故障情形下的脆弱性值并討論了模型之間的差異性與指標(biāo)之間的相關(guān)性。此外,本文還從互補(bǔ)視角研究了鐵路網(wǎng)在是否考慮其互補(bǔ)航空網(wǎng)這兩種情形下的脆弱性差異,并定義此差異性為互補(bǔ)強(qiáng)度。結(jié)果顯示:在一些極端事件中(元件故障概率為0.6-0.7),基于可達(dá)性指標(biāo)衡量下,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型可以較好的逼近實(shí)際模型。然而基于流量指標(biāo)衡量下,所有元件故障時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型才能對實(shí)際模型進(jìn)行良好的逼近�；诹髁康拇嗳跣灾笜�(biāo)和可達(dá)性脆弱性指標(biāo)間中等相關(guān)。此外,鐵路網(wǎng)對航空網(wǎng)的互補(bǔ)強(qiáng)度要比航空網(wǎng)對鐵路網(wǎng)的互補(bǔ)強(qiáng)度大得多。當(dāng)鐵路網(wǎng)隨機(jī)故障15%的元件時(shí),不同破壞強(qiáng)度下航空網(wǎng)對鐵路網(wǎng)有最大互補(bǔ)強(qiáng)度,而鐵路網(wǎng)對航空網(wǎng)的互補(bǔ)強(qiáng)度隨著航空網(wǎng)故障元件比例的增加而降低。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：N945.1
【圖文】：

30圖 3-7 單節(jié)點(diǎn)故障情形下任意兩指標(biāo)間皮爾森系數(shù) CC 隨容量參數(shù) tp 變化圖：(a) VSDE&VE,VSDE&VLCS, VSDE&VCL,VSDE&VCCO,VSDE&VPS間 CC 值；(b) VE&VLCS,VE&VCL, VE&VCCO,VE&VPS,VLCS&VCL間 CC 值；(c) VLCS&VCCO, VLCS&VPS, VCL&VCCO,VCL&VPS, VCCO&VPS間 CC 值（2）多節(jié)點(diǎn)故障下的相關(guān)性分析

3不網(wǎng)蓖機(jī)故陣拼率多下荃于可沽牲推標(biāo)脆雙勝值，擂留為不廁必下PS}dd和側(cè)習(xí)spM與

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本文編號：2794823