Skip to main content
SUPERVISOR
Meisam Akbarzadeh
میثم اکبرزاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Soroush Memarmontazerin
سروش معمارمنتظرین

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی حمل‌ونقل
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Evaluating the vulnerability of urban transportation networks and identification of critical nodes based on complex network concepts
Urban traortation networks are among the most important infrastructures whose performance has profound effects on different aspects of citizens’ lives; so, assessment the vulnerability of these networks is very important. The performance of urban traortation networks derived from the interaction between demand and supply. The sudden change in supply or demand makes perturbation in network performance. Decreasing the vulnerability of an urban traortation network include two fundamental concepts; averting failures and planning to minimize its consequences. This research focuses on the second concept. For this purpose, the critical nodes whose elimination leads to plunge of network performance have been identified. Besides, introducing indices for identification of critical parts, the comparison of behavior of urban traortation networks against malicious attacks and random failures, assessment of network vulnerability based on the size of the giant component, efficiency, and adaptive capacity, evaluating the centrality measures distribution, and investigation whether urban traortation networks are scale-free or not have been assessed in this study. The results reveal that although the networks are different from geographic point of view, their general behavior against failures are the same. But, introducing a unique index to identify critical parts in all networks is impossible. In Isfahan, in the failures affecting less than 3 percent of nodes, weighted degree capacity is the best measure to identify critical nodes. Moreover, streets with high capacity are critical streets whose elimination decreases the performance of the network. It is worthwhile mentioning that elimination of congested streets has no striking effect on the performance of the network. Urban traortation networks are robust against random failures and vulnerable against malicious attacks; moreover, their betweenness distribution follows law-rule. Based on these two phenomena, we can say that urban traortation networks are scale-free.
شبکه‌های حمل‌ونقل شهری یکی از مهم‌ترین زیرساخت‌های شهری بوده که عملکرد مناسب آن‌ها تاثیر قابل توجهی بر جنبه‌های مختلف زندگی شهروندان دارد، از این رو بررسی آسیب‌پذیری این شبکه‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. عملکرد شبکه‌های حمل‌ونقل شهری نتیجه‌ی اندرکنش عرضه و تقاضاست. تغییرات ناگهانی در جانب عرضه و یا تقاضا موجب اختلال در عملکرد شبکه می‌گردد. کاهش آسیب‌پذیری شبکه‌های حمل‌ونقلی متشکل از دو رکن اصلی پیشگیری از وقوع اختلالات و برنامه‌ریزی برای کاهش پیامدهای ناشی از وقوع اختلالات است. این پژوهش بر رکن دوم متمرکز است. بدین منظور اجزای بحرانی شبکه که اختلال در عملکرد آن‌ها موجب افت شدید کارایی شبکه می‌گردد با استفاده از مفاهیم شبکه‌های پیچیده شناسایی شده‌اند. علاوه بر این، معرفی بهترین شاخص‌ها برای شناسایی اجزایی بحرانی، مقایسه‌ی رفتار شبکه‌های حمل‌ونقل شهری در مقابل حملات هدفمند و اختلالات تصادفی، بررسی آسیب‌پذیری شبکه بر اساس اندازه‌ی بزرگ‌ترین جزء شبکه، کارایی سراسری و ظرفیت وفقی، بررسی نحوه‌ی توزیع شاخص‌های مرکزیت در شبکه‌ی شهرهای مختلف و بررسی بی‌مقیاس بودن شبکه‌های حمل‌ونقل شهری از دیگر مسائل بررسی شده در این پژوهش است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که شبکه‌های حمل‌ونقلی شهرهای مختلف علیرغم ویژگی‌های مختلف جغرافیایی رفتار کلی مشابهی را از خود بروز می‌دهند. با این وجود معرفی یک شاخص یکسان برای شناسایی اجزای بحرانی در تمام شبکه‌ها غیرممکن است. در شبکه‌ی معابر شهری اصفهان، در اختلالات کمتر از 3 درصد درجه‌ی وزن‌دار ظرفیت بهترین شاخص برای شناسایی گره‌های بحرانی است. همچنین معابر شهری با ظرفیت بالا بحرانی‌ترین معابر هستند که حذف آن‌ها موجب افت چشمگیر کارکرد شبکه می‌گردد. نکته‌ی قابل توجه آن است که علیرغم تمرکز مدیریت شهری بر معابر پر ازدحام، حذف این معابر تاثیر قابل توجهی بر کارکرد شبکه ندارد، بنابراین توجه به این دسته معابر از منظر آسیب‌پذیری دارای اولویت نیست. شبکه‌های حمل‌ونقل شهری، در مقابل اختلالات تصادفی در مقایسه با حملات هدفمند ستبری بیشتری بروز می‌دهند. این پدیده در کنار توزیع توانی مرکزیت میانگی (1) شاهدی بر بی‌مقیاس بودن شبکه‌های حمل‌ونقل شهری است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی