《南京地铁网络韧性分析》魔法香蕉nanb

2、概念界定及理论方法

　　韧性概念复杂多样，广泛应用于学术研究的各个领域内，不同的领域内对概念范围界定也不同。本章内容是在明确论文研究内容、研究目的和研究意义后基于复杂网络理论对论文相关的地铁网络概念及理论方法进行界定、阐述，并解释这些概念定义是为了解决什么问题，以及如何运用在论文中的。
　　2.1城市地铁网络韧性概念界定
　　韧性，即回弹，广义上是指研究目标系统在不改变自身基本状态的前提下，在面对突发故障时应对危机、改变现状以及扰动困境的能力。论文中的概念指的是韧性在城市建设方向上的应用，即城市韧性。城市韧性指的是城市系统和城市区域通过提前合理准备、缓冲恢复还有应对不确定性因素扰动的能力，来实现公共安全、社会秩序和经济建设等方面日常运营的能力。韧性的意义包括弹性和恢复力两个方面的概念。
　　韧性在不同领域有不同涵义，在风险管理领域，韧性概念涵盖了对风险事件及不利事件的事前、事中、事后的应对处理。而在安全管理领域，韧性概念则包括了系统在发生风险事件或不利事件时抵抗、应对、适应和恢复的能力，以及经过一段时间的动态恢复过程后安全管理系统重新达到全新安全状态的能力。
　　在地铁网络系统的范围领域中，韧性概念指的是地铁系统在运行过程中，面临已知或未知的风险攻击时，能够借助自身系统的韧性能力完成维持原状、吸收攻击、应对风险、恢复原状的能力。并且地铁网络系统能够通过回顾这次控制事件吸取经验，尽可能避免下一次类似风险或事故的发生，可以提高对不确定性风险事件的适应及抵抗能力，以此达到优化系统的目的，地铁系统的安全管理过程也是整个地铁网络系统处于动态优化的过程，本文对地铁网络进行韧性分析的目的也在于此。[29]
　　2.2复杂网络理论
　　论文全文基于复杂网络理论进行后续研究分析。
　　自然界中存在无数的复杂系统，这些基本都可以通过依据其网络特性构建特殊化网络进行阐述解释，这种特殊化的网络就是复杂网络。复杂网络是基于对复杂系统的抽象描述，把复杂系统中包含大量分支的子单元抽象为节点，单元间的沟通的特定相互关系抽象为连结节点的边。在这种抽象化的表述下，理论上真实存在的复杂系统都可以抽象为平面化的复杂网络进行分析。在这种抽象概念下强调的是研究系统结构，并从这个角度来分析其拥有的功能。与其他研究网络所不同的是，这些抽象出来的、真实存在的网络拓扑结构特性复杂、节点众多, 所以称之为复杂网络。
　　复杂网络理论是专门研究复杂系统的一种角度和方法，它关注于系统中所有个体相互关联、联结的拓扑结构，复杂网络理论是理解复杂系统特性和功能的理论基前提，复杂网络的主要研究方法往往都是基于拓扑网络结构图图论的理论和方法开展的。论文把南京市地铁网络复杂系统抽象为一个平面化的复杂网络进行后续研究，既保证了地铁网络的复杂特性，也使计算过程可量化分析。
　　抽象化的拓扑结构图指的是由网络设备（节点）和通信介质（边）所组成的网络结构图，也就是将复杂网络平面化为一个具体可分析的结构模型图。网络拓扑结构定义了各种复杂网络中子单元之间的连接方式。换而言之，网络拓扑阐述的是子单元和相互关系的布局以及数据传输时所采用的路径。网络拓扑结构模型表明整个网络是如何运行的。论文将在复杂网络理论的基础上，构建南京市地铁网络的拓扑结构图，并对其中部分的拓扑指标进行计算分析，来为下一步地铁网络的韧性进行评估分析做数据基础。[30]
　　2.3关键节点控制方法
　　关键节点控制方法应用在各个领域内的相关问题，近年来成为学术界研究关注的热点。对于一个系统来说，识别关键控制节点是控制系统其中最重要的一步，控制了关键节点就抓住了问题的关键。在网络拓扑学说中，节点指网络中任何支路的终端或网络中两个及以上支路的互连公共点。其中关键节点指的是依据论文设计研究评估方法下，占据一定重要程度的节点。
　　应用于复杂网络方向的关键节点识别控制，主要有两个方向的意义：一方面是通过对关键节点的保护来进一步提高网络的抗毁性，使其在遭受攻击或节点连边自然失效情况下，能够使自身的功能特性维持或恢复到一个可以接受的程度。复杂网络在面对定向攻击时抵抗性很脆弱，识别出网络关键节点并进行定向攻击，能够快速达到破坏网络结构和功能的目的。另一方面，在实际研究中，可以使用关键节点识别方法对复杂网络中具有重要影响力的节点进行识别，对其采取相应的处理操作，能够快速达到保护网路或摧毁网络等目标。
　　综上所述，应用在复杂网络方向的关键节点识别具有重要的现实意义、广泛的现实价值。识别关键节点为透彻理解网络结构和功能关系、探索网络隐藏规律、确保信息有效传播、优化可用资源等实际问题的解决提供了启发思路。[31]