شناسایی نقاط بحرانی شبکه قطار شهری با استفاده از مفاهیم شبکه‌های زمانمند مطالعه موردی: شبکه قطار شهری تهران

نویسندگان

1 استاد، دانشکده عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده عمران و محیط زیست، دانشگاه کارلتون، اتاوا، کانادا

3 دانشجوی دکتری، دانشکده عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

doi
10.22034/tri.2022.327891.3011
چکیده

شبکه قطار شهری یکی از زیرساخت‌های حیاتی است که نقش مهمی در توسعه پایدار شهرها ایفا می‌نماید، بنابراین حفظ کارکرد شبکه در شرایط مختلف از جمله وقوع اختلال از اهمیت بالایی برخوردار است که از آن با عنوان استواری یاد می‌شود. با توجه به محدودیت-های مالی و عملیاتی برای ارتقا استواری شبکه، شناسایی نقاط بحرانی به منظور اولویت‌بندی پروژه‌های تقویت شبکه ضروری است. نقاط بحرانی، نقاطی هستند که اختلال در عملکرد آن‌ها تاثیر قابل توجهی بر همبندی (اتصال) و کارایی شبکه دارد. پژوهش‌های صورت گرفته تا کنون به بررسی استواری شبکه و شناسایی نقاط بحرانی در مواجهه با اختلالات دامنه‌دار و با تمرکز بر ساختار شبکه پرداخته‌اند. احتمال وقوع اختلالات دامنه‌دار در مقایسه با اختلالات متمرکز کمتر است. از طرفی تمرکز بر ساختار شبکه موجب از دست رفتن اطلاعات پویا و در نتیجه تخمین دور از واقعیت در مورد ویژگی‌های شبکه می‌گردد. در این پژوهش نقاط بحرانی در مواجهه با اختلالات متمرکز با استفاده از مفاهیم شبکه‌های زمانمند که هر دو دسته ویژگی‌های پویا و ساختاری را در نظر می‌گیرد، شناسایی شده‌اند. نتایج نشان می-دهد ایستگاه‌های دروازه شمیران، شادمان، شهید بهشتی و میدان محمدیه، ایستگاه‌های بحرانی شبکه از هر دو منظر کارایی و همبندی هستند. این ایستگاه‌ها دارای مقادیر بالای شاخص‌های مرکزیت نیز هستند. بنابراین چنانچه شبکه قطار شهری با اختلالات هدفمند در گره‌های مهم (گره‌های با شاخص مرکزیت بالا) مواجه شود، در واقع گره‌های بحرانی شبکه مورد هدف قرار گرفته و عملکرد شبکه از منظر همبندی و کارایی به شدت کاهش خواهد یافت. این وضعیت نشان دهنده آسیب‌پذیری بالای شبکه قطار شهری در مواجهه با اختلالات هدفمند است. در مقابل، با توجه به نسبت بالای گره‌های غیربحرانی به گره‌های بحرانی و پایین بودن شاخص‌های مرکزیت گره‌های غیربحرانی، شبکه در مواجهه با اختلالات تصادفی استوار است. روش توسعه یافته در این پژوهش قابلیت تعمیم به سایر شبکه-های حمل‌ونقلی را دارد.