论文标题：Understanding the Resilience of Urban Rail Transit: Concepts, Reviews, and Trends

期刊：Engineering

DOI：https://doi.org/10.1016/j.eng.2024.01.022

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北京地铁运营有限公司魏运、北京交通大学杨欣教授团队联合北京交控科技股份有限公司肖骁等研究人员，在中国工程院院刊 《Engineering》发表了题为 “Understanding the Resilience of Urban Rail Transit: Concepts, Reviews, and Trends” （认知城市轨道交通的韧性——概念、方法与趋势）的综述文章。该研究系统梳理了城市轨道交通韧性的核心内涵、评估体系与发展趋势，为全球超大城市轨道交通系统应对干扰、保障安全高效运营提供了关键理论支撑与实践路径。

随着城市化进程加速，城市轨道交通已成为缓解交通拥堵的核心力量。截至 2023 年 6 月 30 日，中国内地 57 个城市开通 295 条线路，运营里程超 1.05 万公里，总客流量达 175.9 亿人次，北京、上海等特大城市日均客流更是突破千万人次。然而，网络规模扩大与交通强度提升也使系统面临列车晚点、客流骤增、线路拥堵等干扰挑战，严重时可能引发全网中断，因此 “韧性” 研究成为保障城市交通稳定的关键课题。

研究首次明确，城市轨道交通韧性的核心在于三大能力与四大属性：吸收干扰能力（如通过运行图时间冗余缓冲日常波动）、抗毁能力（突发事故下快速调控客流降低影响）、恢复能力（灾后检修重建效率），以及鲁棒性、脆弱性、快速性和冗余性四大属性。

在此基础上，团队构建了多维度评估体系，将度量标准分为拓扑（如节点度、网络效率）、特征（如抗扰能力、恢复速度）和系统性能（如延误时间、客流损失）三类，评估方法则涵盖拓扑分析、仿真模拟、优化算法与数据驱动四大类。例如，通过 Space-L 模型分析网络静态结构，结合多智能体仿真模拟中断对乘客行为的影响，或利用自动收费系统（AFC）的海量客流数据识别关键脆弱站点，实现从 “静态评估” 到 “动态适配” 的跨越。

在评估方法的拓扑分析部分，城市轨道交通网络的拓扑构建方法包括 Space-L 和 Space-P 等，不同构建方法的含义和特征有所不同。而在仿真模拟方法中，为衡量系统韧性，需仿真一系列攻击，最常见的攻击模式包括蓄意和随机攻击，若遭遇极端天气事件，还会发生区域性损害。

值得关注的是，研究指出当前韧性研究正呈现 “传统方法 + 新技术” 融合趋势。例如，将复杂网络分析与大数据结合，精准捕捉客流、车流动态影响；通过双层规划模型优化公交接驳策略，提升灾后恢复效率。同时，团队提出五大未来研究方向，为后续技术研发与工程应用指明了路径，且明确了各研究方向的技术实施框架：一是基于多源数据构建全周期韧性评估体系，捕捉系统动态变化；二是优化多场景列车运行图，结合客流动态与延误不确定性，增强抗扰及恢复能力；三是借新技术解析客流特征，实现多线路站点客流控制联动；四是建立客流与车流耦合关系，突破传统管理模式，构建协同管理机制；五是优化线路设计，制定韧性度量标准，设计应急调度模型并推动跨线路运营，提升路径冗余性。

图1 未来研究中如何提高韧性的技术路线图

该研究不仅完善了城市轨道交通运营优化理论，更为实际场景提供了指导，如帮助识别关键车站、制定应急疏散方案，减少干扰造成的经济损失与乘客不便。未来，随着人工智能、分布式计算等技术的融入，城市轨道交通系统将具备更强大的抗扰能力与恢复效率，为打造安全、高效、可持续的城市交通网络奠定基础。

论文信息：

Yun Wei, Xin Yang, Xiao Xiao, Zhiao Ma, Tianlei Zhu, Fei Dou, Jianjun Wu, Anthony Chen, Ziyou Gao. Understanding the Resilience of Urban Rail Transit: Concepts, Reviews, and Trends. Engineering, 2024, 41 (10): 7-18. DOI: 10.1016/j.eng.2024.01.022

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