城市“三交”区域地下管网耦合特征研究-张昱.pdf

1、汇报人：张昱同济大学上海防灾救灾研究所2023年11月30日 汇报内容课题背景与总体思路一“三交区域”耦合分析二“三交区域”破坏机理三结论与讨论四 一、课题背景与总体思路基础设施迅速发展道路年增率5.2%市政管网7%复杂网络耦合空间、时间、功能三个尺度耦合级联失效严重，社会影响大01020304050600204060801001202001200320052007200920112013201520172019道路长度（万公里）管网长度（万公里）燃气排水供水道路2021年1723起事故81.5%与交通道路相关 一、课题背景与总体思路2017/11/12017/11/16 6 溧阳路四平路路口

2、溧阳路四平路路口2019/4/8 2019/4/8 新港路近瑞虹路新港路近瑞虹路9/119/11 北京海淀区永定路北京海淀区永定路交通荷载交通荷载 爆管爆管爆管爆管 交通瘫痪交通瘫痪道路施工道路施工 管线损坏管线损坏 一、课题背景与总体思路耦合级联作用特征复杂网络模拟分析总体思路地下管网城市交通网络耦合特征：时间、空间、功能耦合网络灾害类型及特征参数灾害场景、致灾因子、时间特征级联失效模型最不利时空情景局部增强全局优化网络流分配网络韧性增强 汇报内容“三交区域”耦合分析二课题背景与总体思路一“三交区域”破坏机理三结论与讨论四 二、“三交区域”耦合分析2.1城市交通网络与市政管网的耦合特征研究内

3、容研究方法研究内容代表研究市政管网安全分析数理统计指标评价（管道属性、周边环境等指标A.Gorenstein,2020;Z.Chen,2021机理模型Taormina,R 2016检测法破坏性实验Ivanov et al,2005非破坏性Tong et al,2017 单一网络分析方法研究内容研究方法研究内容代表研究交通网络安全分析组件脆弱性度量定性评价FHWA定量评价SCOTT.V 2015网络拓扑结构随机/蓄意攻击韦佳伶 et al,2020可达性指数法网络连通性时空可达性周爱华，2016李保杰，2021 复杂系统网络发展推动了网络分析技术研究，Science和Nature曾专门讨论。系统

4、级联失效问题已成为网络分析的焦点，市政管网和交通道路研究相对缺乏。复杂网络研究代表文章：Gao,J.,Barzel,B.&Barabsi,AL.Erratum:Universal resilience patterns in complex networks.Nature536,238(2016).Albert,R.,Jeong,H.&Barabsi,AL.Error and attack tolerance of complex networks.Nature406,378382(2000).Austin R.Benson et al.Higher-order organization of

5、 complex networks.Science 353,163-166(2016).Justin Ruths Derek Ruths,Control Profiles of Complex Networks.Science 343,1373-1376(2014).理论网络现实网络时序网络网络动力学过程自适应网络高阶网络研究热点：二、“三交区域”耦合分析2.1城市交通网络与市政管网的耦合特征研究内容研究方法研究范围研究尺度代表研究设施间物理作用以及失效机制实验法、数值模拟以及二者结合方法事前作用空间Liu,2021徐伟，2021杨康建,2019耦合网络脆弱性分析级联失效模型数字模拟事后影响空

6、间或时间+空间Zou,2019Kong,2019Hossain,2019概率模型事前作用空间Cui,2020Xiang,2021 耦合网络分析方法 大多偏重于时间、空间、相互作用这三个尺度中的某一到两种尺度，缺乏三种尺度的系统性研究。对于事故高发区交叉口的研究不够深入。需要大数据支持，并且需要对不同系统的物理作用以及失效动态机制了解透彻。二、“三交区域”耦合分析2.1城市交通网络与市政管网的耦合特征不同属性下网络要素空间分布特征交叉口处管网和道路分布特征空间耦合分析时间耦合分析作用耦合分析管网、交通系统运行特征管网、交通事故时间分布管网、交通灾后持续时间不同管网属性的事故分布交叉口处事故分布及