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动态干扰韧性:集成流量加权与中心性度量的跨模态运输网络

物理与社会 2026-01-06 v1 最优化与控制 应用统计

摘要

韧性跨模态货运网络对于应对日益增加的自然灾害和网络攻击所威胁下的供应链至关重要。尽管运输韧性已被广泛研究,但了解随机和针对性干扰如何同时影响结构连通性和功能性能仍是关键挑战。为此,我们研究评估了美国跨模态货运网络(包含铁路和水运模式)的韧性,该网络采用集成图论度量与流量加权中心性度量的仿真框架进行评估。我们检讨包括随机故障以及基于静态和动态更新后的度数和介数中心性的针对性节点和边缘移除情景。为反映更真实的条件,我们还考虑流量加权度数中心性和部分节点退化。两种韧性指标被用于:巨型连通分量(GCC)的大小以衡量结构连通性,流量加权网络效率(NE)以评估干扰下的货运 mobility。结果表明,按加权度数中心性排序的节点的功能逐渐退化至原功能的60%,对于约45个受影响节点,导致标准化NE的下降明显低于完全失效(100%功能丧失)作用于按加权介数中心性或随机选取的节点。这一发现突显了高重量枢纽的部分退化如何产生超大比例的功能损失。该研究强调,韧性策略需要超越网络拓扑结构,纳入货运流动力学。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.00906,
  title  = {Dynamic Disruption Resilience in Intermodal Transport Networks: Integrating Flow Weighting and Centrality Measures},
  author = {Aliza Sharmin and Bharat Sharma and Mustafa Can Camur and Olufemi A. Omitaomu and Xueping Li},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.00906},
  year   = {2026}
}