基于复杂网络的华中城市基础设施关联响应研究

本文主要探讨了城市基础设施网络间的关联响应，特别是在面临灾害传播或恶意攻击时的相互依赖性。研究者以华中地区某城市的供水和供电系统为例，采用了复杂网络理论作为分析工具。复杂网络理论在本研究中扮演了关键角色，它提供了一种系统化的框架来理解和预测基础设施之间的复杂相互作用。 首先，论文提出了一个基于复杂网络的基础设施网络关联响应计算方法，这种方法强调了基础设施系统的网络结构对其性能和响应能力的重要影响。通过构建网络模型，研究者能够揭示不同基础设施组件之间的连接模式和依赖关系，这在实际应用中对于评估系统整体的抗风险能力至关重要。 其次，文中定义了网络关联响应因子，这是一个衡量两个或多个基础设施系统之间相互影响程度的指标。通过对比分析，研究了随机失效和蓄意攻击对城市供水网络和供电网络关联响应因子的影响。值得注意的是，研究发现，在遭受攻击时，关联响应因子并非一直上升，而是呈现出先增加后减少的趋势。此外，随机攻击相较于蓄意攻击，会导致关联响应因子有更大的变化，反映了其对系统稳定性的影响更为显著。 这篇论文的关键贡献在于提供了实用的分析工具和理论框架，有助于城市规划者和应急管理者更好地理解基础设施网络在面临灾害或恶意威胁时的动态响应行为，从而制定更有效的预防策略和应急预案。这对于保障城市基础设施的稳定运行，减少灾害损失具有重要的实践价值。该研究结果对于提高城市基础设施的韧性，提升整个社会的灾害应对能力具有深远的意义。