复杂网络级联失效与城市供水管网可靠性的建模与分析PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 问题的提出与研究意义 1

1.2 国内外相关研究进展 3

1.2.1 供水管网可靠性研究概况 3

1.2.2 复杂网络级联失效研究概况 17

1.2.3 基于复杂网络的供水管网研究概况 24

1.3 供水管网数值模拟的工程背景 28

1.3.1 供水管网数值模拟的必要性 28

1.3.2 供水管网数值模拟的优势 28

1.3.3 供水管网模型的建立 29

1.3.4 供水管网模型的分析 30

1.4 本书主要研究思路与内容 31

2 基于级联失效的供水管网节点脆弱性评价 35

2.1 引言 35

2.2 供水管网的水力计算 36

2.2.1 供水管网模型 36

2.2.2 供水管网拓扑结构表达 36

2.2.3 供水管网的基本水力方程 38

2.2.4 供水管网水力方程的求解 40

2.3 供水管网的水力分析方法 41

2.3.1 需求驱动分析方法 41

2.3.2 压力驱动分析方法 42

2.4 基于级联失效的供水管网节点脆弱性评价模型 45

2.4.1 供水管网的节点负载 45

2.4.2 供水管网的节点承载力 45

2.4.3 失效情况下网络拓扑结构分析 48

2.4.4 基于节点的攻击模式 48

2.4.5 级联失效过程 49

2.4.6 节点负载变化函数 50

2.4.7 节点脆弱性评价 51

2.4.8 算法流程 52

2.5 数值算例分析 53

2.5.1 数值算例概况 53

2.5.2 对比试验：介数负载 54

2.5.3 对比试验：流量熵模型 56

2.5.4 对比试验：最小割集模型 59

2.5.5 试验结果与数据分析 62

2.5.6 节点级联失效过程分析 66

2.5.7 节点脆弱性分析与关键节点识别 68

2.6 本章小结 69

3 基于级联失效的供水管网关键管段识别 71

3.1 引言 71

3.2 EPANET 2简介 72

3.2.1 EPANET2功能简介 72

3.2.2 EPANET2动态链接库 73

3.2.3 利用Mat1ab对EPANET 2二次开发 73

3.3 基于级联失效的供水管网系统可靠性分析模型 75

3.3.1 供水管网节点可靠性和系统可靠性评价方法 75

3.3.2 供水管网节点负载和承载力之间的关系 76

3.3.3 失效情况下负载的重分配模型 78

3.3.4 供水管网的需水量模式 78

3.3.5 模型的基本假设 80

3.3.6 算法流程 80

3.4 数值算例 82

3.4.1 数值算例概况 82

3.4.2 管段故障率和管网边介数的计算与对比分析 84

3.4.3 供水管网峰值和演变周期的计算结果与数据分析 85

3.4.4 关键管段的识别 87

3.4.5 24小时内供水管网最可靠时段的分析 90

3.5 本章小结 91

4 基于管段节点攻击的供水管网级联演变分析 93

4.1 引言 93

4.2 供水管网的级联演变模型参数 94

4.2.1 负载 94

4.2.2 承载力区间 94

4.2.3 实际配水量 95

4.2.4 可靠性评价 95

4.3 供水管网的级联演变模型 96

4.3.1 基于管段攻击的供水管网级联演变模型 96

4.3.2 基于节点攻击的供水管网级联演变模型 97

4.3.3 供水管网级联演变的模拟流程 97

4.4 数值算例 98

4.4.1 数值算例1概况 98

4.4.2 供水管网级联反应的系统可靠性演变规律 102

4.4.3 供水管网级联反应时间演变特征 106

4.4.4 供水管网系统可靠性和级联反应时间的关系 109

4.4.5 数值算例2计算结果与数据分析 110

4.4.6 数值算例3计算结果与数据分析 113

4.5 本章小结 118

5 基于级联失效的城市供水管网应急策略 120

5.1 引言 120

5.2 带有应急恢复机制的供水管网级联失效模型 121

5.2.1 资源引入阈值 121

5.2.2 负载的重分配 122

5.2.3 应急资源的分配策略 123

5.3 评价指标 124

5.4 模拟流程 125

5.5 算例研究 127

5.6 本章小结 132

6 结论与展望 134

6.1 结论 134

6.2 创新点摘要 138

6.3 展望 138

参考文献 141

图索引 156

表索引 159