晋陕蒙能源富集区铁路运输网络可靠性评估与关键通道识别

摘要

铁路在煤炭等大宗能源物资的长距离运输中发挥着不可替代的作用，在不确定性成为交通运行新常态背景下，探究能源富集区域铁路运输网络的可靠性对提升铁路运输网络韧性、保障国家能源安全具有深远的战略意义。基于此，以中国最重要的能源化工基地之一的晋陕蒙能源富集区铁路网络为研究对象，在采用Space-L方法构建晋陕蒙能源富集区铁路网络模型的基础上，采取随机攻击和蓄意攻击两种攻击策略系统分析了铁路运输网络的可靠性，并识别了关键运输通道。研究结果表明：晋陕蒙能源富集区铁路网络结构较为稀疏，具有无标度网络特性；小规模的随机攻击使路网呈现更好的可靠性，高介数攻击下路网则更加稳健，而高度数攻击下路网呈现出脆弱性；在不同的攻击策略下，多个节点失效的累积效应导致路网性能呈现阶段式急剧下降；晋陕蒙能源富集区铁路网络的关键通道呈现小区域高度集中分布态势，主要位于运煤专线与外运铁路交会地带，在未来的能源运输规划中需要加强保护力度确保这些关键通道能够持续稳定地发挥作用，维系能源运输网络的安全运作。

关键词

铁路网络 / 拓扑特征 / 可靠性 / 攻击策略 / 关键通道