预防交通网络级联失效的重要路段与节点扩容策略
成绵高速扩容方案
成绵高速扩容方案一、背景介绍成绵高速公路是连接中国成都市和绵阳市的一条重要交通干线。
随着两市经济的快速发展，该高速公路在近年来的交通压力下已逐渐显现出承载能力不足的问题。
为了解决这一问题，我们提出了成绵高速扩容方案。
二、问题分析1.流量增长：随着城市人口的增加和交通需求的增长，成绵高速公路的车流量逐年增加，使得现有的路况变得拥堵不堪。
这不仅影响了交通效率，还带来了安全隐患。
2.缺乏应急通道：目前的成绵高速公路没有设置应急通道，一旦发生车祸或其他突发事件，往往会导致交通瘫痪，难以及时处理。
3.瓶颈路段：成绵高速的某些路段存在瓶颈，道路宽度狭小、拓宽空间有限，导致通行能力受限。
三、解决方案1. 扩容道路：针对现有拥堵路段，可以考虑对部分路段进行道路扩容。
扩宽道路宽度，增加车道数量，提升通行能力。
同时，合理规划出口和收费站位置，以减少拥堵和排队情况。
扩容工程需要充分考虑交通流量的变化情况，预留足够的扩容空间。
2. 增加应急通道：在现有的成绵高速公路中设置应急通道，使其成为一条真正具备应急通行能力的高速公路。
这样，在发生突发事件时，能够及时疏散车辆，保证车辆在短时间内能够迅速通行，减少交通压力和安全风险。
3. 引入智能交通管理系统：通过引入智能交通管理系统，可以及时获取成绵高速公路的交通信息，并做出相应的调整。
可以实时监控道路情况，提前预警，并通过调节车流分配、优化信号灯等手段，缓解交通拥堵，提高通行效率。
4. 采用高新技术：例如，利用无人驾驶技术，可以提高车辆的通行效率和安全性。
通过引入自动驾驶技术，减少了人为驾驶导致的交通拥堵，提高了车辆的通行速度和稳定性。
四、预期效果1. 通行能力提升：通过道路的扩容和优化，成绵高速公路的通行能力将大幅提升，减少拥堵情况，提高车辆通行效率。
2. 安全性提升：设置应急通道和引入智能交通管理系统，能够更好地应对突发事件，提高交通安全性。
3. 减少交通时间：通过增加通行能力和优化交通管理，减少车辆在高速公路上的停留时间，缩短交通时间。
IP地址的网络规划和扩容策略的影响
IP地址的网络规划和扩容策略的影响在现代网络架构中，IP地址扮演着至关重要的角色。
它们是网络通信的基础，对于网络规划和扩容策略具有重要影响。
本文将讨论IP地址规划和扩容策略对网络性能、安全性以及可扩展性等方面的影响。
一、IP地址规划对网络性能的影响IP地址规划直接影响着网络的性能。
合理的IP地址规划可以避免地址冲突和广播风暴等问题，提高网络的稳定性和传输效率。
常见的IP地址规划方法包括按网段规划和按功能规划两种。
按网段规划是指按照网络的拓扑结构来规划IP地址。
通过合理划分子网和子网掩码，可以将网络划分为多个独立的网段，实现不同网段间的互通。
这种规划方法对于大规模网络非常适用，能够减少广播域，提高网络性能和安全性。
按功能规划是指根据不同设备或功能的需要来规划IP地址。
例如，将服务器和路由器等关键设备分配独立的地址段，以便管理和监控；将不同部门或办公区域分配不同的地址段，以便实现更好的管理和隔离。
按功能规划能够提高网络的可管理性和可维护性，有助于快速故障隔离和网络资源的高效利用。
合理的IP地址规划能够有效优化网络结构，提高网络性能，减少故障发生的可能性，提升用户的使用体验。
二、IP地址规划对网络安全性的影响IP地址规划也对网络安全性产生重要影响。
合理的IP地址规划能够提高网络的安全性和防御能力。
首先，通过合理的IP地址规划，可以实现网络的分割和隔离。
将不同的子网或子网段分配给不同的用户或部门，可以实现网络资源的隔离，减少网络攻击的传播范围。
同时，通过设置访问控制列表（ACL）等方式，可以对不同网络段的流量进行过滤和管理，提高网络的安全性。
其次，IP地址规划还可以帮助实现网络的监控和审计。
将重要设备和服务器分配独立的地址段，方便网络管理员对其进行实时监控和审计，及时发现并应对网络安全威胁。
最后，合理的IP地址规划可以减少地址冲突和未授权设备接入的可能性，增强网络的稳定性和防护能力。
三、扩容策略对网络的影响网络扩容是在网络规划过程中需要考虑的重要因素。
台风与交通运输如何应对台风对交通网络的破坏
台风与交通运输如何应对台风对交通网络的破坏随着气候变化的加剧，台风已经成为不可忽视的自然灾害之一。
强台风带来的暴雨、风力以及海啸往往对交通网络造成严重的破坏，给人们的出行和货物运输带来了极大的困扰。
如何应对台风对交通运输的破坏成为了一个紧迫的问题。
本文将探讨台风对交通网络的影响以及应对台风的策略。
一、台风对交通网络的影响1. 道路交通台风带来的强风和暴雨会导致道路积水和路面塌陷等问题，使得道路中断或无法正常通行。
道路交通的中断将对人们的出行和物流运输产生严重影响。
2. 铁路交通铁路设施是台风侵袭的重点防护对象，但即使如此，强台风也有可能对铁路设施造成损坏。
铁路线路的中断会导致列车停运，旅客滞留，货物运输中断，给交通系统带来巨大的压力。
3. 航空交通台风会对机场起降航班造成严重影响。
飞行安全是最重要的考虑因素，强台风往往会导致多个机场关闭，航班取消或延误。
4. 港口运输强台风给港口运输带来的最直接影响是海浪和风暴潮。
这可能导致码头设施和船只受损，船只无法进出港口，货物装卸被迫中断，对供应链产生重大影响。
二、应对台风对交通网络的破坏1. 提前预警与安全疏散对于即将来临的台风，及时发布预警信息非常重要。
人们可以通过广播、电视、手机等途径获得相关信息，以便做好安全疏散准备。
政府和相关部门应建立完善的预警系统，及时提供准确的台风信息。
2. 提高交通设施的韧性交通设施的韧性是指其抵抗台风影响的能力。
为了应对台风的破坏，应采取相应措施，加固和提升交通设施的抗台风能力，包括道路、桥梁、隧道、铁路线路等。
3. 加强防台风设施建设在公共交通和物流关键节点，如机场、港口等地，加强建设防台风设施，包括风雨雪防护结构、护岸工程、排水设施等，以提高设施的抗台风能力。
4. 建立应急物资保障体系面对台风过后的重建与恢复，建立应急物资保障体系至关重要。
确保足够的物资供应，包括燃油、食品、通信设备等，以支持交通运输的快速恢复。
5. 加强交通组织与调度台风过后，交通组织与调度是确保交通网络迅速恢复的关键。
网络规划中避免网络拥堵的策略(四)
网络规划中避免网络拥堵的策略随着互联网的普及和发展，我们生活中离不开网络。
无论是办公、学习还是娱乐，网络扮演着重要的角色。
然而，随着用户数量不断增加，网络拥堵问题也逐渐凸显出来。
本文将从多个方面探讨，如何在网络规划中避免网络拥堵，并提出几种可行的策略。
一、提升带宽以增加网络容量网络拥堵的主要原因之一是带宽不足，无法满足用户的需求。
为了解决这个问题，提升带宽是一种常用的策略。
通过增加网络带宽，可以扩大网络容量，提高数据传输速度。
这样一来，用户可以更顺畅地访问互联网，避免拥堵问题的发生。
二、合理规划网络架构网络架构的规划对维护网络畅通非常重要。
在网络规划中避免网络拥堵的策略之一是合理规划网络架构。
这意味着将网络划分成若干个区域，并为每个区域配置相对独立的网络资源。
通过这种方式，可以限制网络资源在特定区域内的使用，避免单一区域的高负载导致网络拥堵。
三、实施流量控制技术流量控制技术可以有效地避免网络拥堵。
通过使用流量控制技术，可以实时监控网络中的数据流量，并对流量进行调度。
当网络流量超过一定阈值时，流量控制技术可以自动限制某些应用程序的带宽使用，优先满足重要应用的需求。
这样一来，可以避免网络拥堵的发生，提高整体网络的可用性和稳定性。
四、引入负载均衡技术负载均衡技术是一种有效的网络规划策略，可用于避免网络拥堵。
这种技术通过合理分配网络资源，将流量均匀地分配给不同的服务器或网络设备。
通过这种方式，可以避免某些服务器过载而导致拥堵，提高网络的整体性能和吞吐量。
五、优化网络服务策略网络服务策略的优化也是一种有效的网络规划策略。
通过针对不同用户群体的需求制定不同的网络服务策略，可以提高网络资源的利用率。
例如，针对在线游戏用户，可以优化游戏服务器的部署，并为其分配更多的带宽资源；而对于普通用户，可以设置流量限制和优先级控制等策略，以确保网络服务的公平性和稳定性。
六、定期进行网络性能监测和优化网络规划不是一次性的工作，而是需要定期进行监测和优化的。
网络规划设计中的容错与冗余策略(七)
网络规划设计中的容错与冗余策略一、引言网络在现代社会中扮演着重要的角色，它不仅是信息传输和交流的桥梁，也是支撑各类应用和服务的基础设施。
然而，网络中的故障和中断是无法避免的，为了保证网络的稳定和可靠性，容错与冗余策略成为了网络规划设计的重要组成部分。
二、容错策略容错策略是指在网络设计中采取措施，以应对各种可能的故障和中断。
常见的容错策略包括备份和冗余设备、负载均衡、容错路由等。
备份和冗余设备是指在网络中增加备用设备或冗余链路，以防止单点故障引发的网络中断。
例如，在关键交换机等设备上设置备份设备，一旦主设备出现故障，备份设备可以自动接管工作，保证网络的连通性。
负载均衡是指通过将网络流量分摊到多个设备上，提高网络处理能力和吞吐量。
通过在网络中添加冗余设备，并合理分配客户端请求到各个设备上，可以避免单个设备过载和性能瓶颈。
容错路由是指在网络中设计多条可备选路由，以实现故障自动迁移和快速恢复。
当网络故障发生时，容错路由可以自动切换到备选路径，保证网络连通性。
三、冗余策略冗余策略是指在网络设计中增加冗余设备或链路，以提高网络的可用性和可靠性。
冗余能够通过主备备份、冗余路径以及镜像机制等实现。
主备备份是指为关键设备或系统配置备份设备或资源，一旦主设备发生故障，备份设备可以迅速接管工作，保证网络的可用性。
冗余路径是指在网络中设计多条冗余链路，以应对链路故障和拥塞。
当一条链路发生故障或拥塞时，数据可以通过备选链路传输，从而保证网络的连通性和流量的正常传输。
镜像机制是指将网络中的关键设备数据实时备份到备用设备中，以防止数据丢失和损坏。
这样，在主设备故障时，备用设备可以快速接管，并保证数据的完整性。
四、容错与冗余结合策略容错与冗余策略在网络规划设计中常常相互结合，以提高网络的可靠性和鲁棒性。
例如，在网络设备中既可以采用备份和冗余设备策略，也可以设计冗余路径和容错路由策略。
这样，无论是设备故障还是链路故障，都可以通过备份设备和备选路径进行故障切换和自动恢复，从而保证网络的连通性和数据的正常传输。
宁夏高速公路联网系统网络安全防护的实现策略与基本技术要求
210研究与探索Research and Exploration ·探讨与创新中国设备工程 2018.11 (下)1 概 述宁夏高速公路联网系统网络安全建设，是我区高速公路运行管理中的一个薄弱环节，实施其网络安全建设，是通过对收费站、片区综合管理平台安全设施的建设和对管理总中心的现有网络安全设施进行加固，有效解决全网系统病毒感染、内外部恶意渗透攻击所导致的网络瘫痪、业务系统崩溃、数据丢失等安全隐患，进一步完善宁夏高速公路联网系统网络安全防护体系，提高高速公路运营和维护安全防护水平，为全区高速公路联网系统的安全稳定运行提供技术保障。
2 网络安全产品的选型原则宁夏高速公路联网系统是一个要求高可靠性和高安全性的网络系统，应用于宁夏高速公路联网系统的所有网络安全产品的招标采购，必须严格遵循以下原则：（1）安全性原则。
所有网络安全产品自身必须安全可靠，保证整个安全体系结构具有牢靠的自身安全基础。
（2）成熟性、先进性原则。
所选择的产品是技术成熟、先进，而且产品化程度高，能适应各种网络环境的要求。
（3）开放性、可扩展性原则。
所选择的必须是技术开放、可持续发展、具有可扩展性的产品。
（4）可靠性原则。
遵循国家有关规定，所有网络安全产品必须通过公安部公共信息网络安全监察局及中国信息安全认证中心的认证，即销售许可证和3C 认证；涉及到密码技术的网络安全产品，必须通过国家密码管理局的批准。
3 安全防护技术要求3.1 防火墙（1）实现策略。
根据宁夏高速公路联网系统的三级架构，分别在监控总中心、片区综合管理平台部署防火墙系统，收费站边界部署防病毒网关系统。
同时根据高速公路监控总中心、片区综合管理平台安全域的划分情况，分别部署防火墙系统，做到安全域间的访问控制。
（2）基本技术要求。
防火墙产品必须支持多虚拟防火墙系统，支持状态报文过滤，具有防蠕虫病毒攻击等多种功能；支持NAT 功能的同时，支持GRE、L2TP、IPSec 等VPN 协议；支持IPSEC 的NAT 穿越；支持HTTP URL 和内容过滤；支持SMTP 邮件地址、标题和内容过滤；支持QoS 带宽管理；支持多级安全管理员权限划分与管理；支持设备冗余备份；支持多种本地和远程身份认证；支持路由功能，包括静态路由、OSPF、策略路由等；高端防火墙还必须支持BGP 协议、MPLS 协议，保证后期向MPLS 新技术迁移的向后兼容性；支持冗余电源；支持接口模块的热插拔；同时提供千兆光接口和电接口。
考虑级联失效影响的复杂网络关键节点识别
Apr. 2021Vol. 42 No. 42021年4月 第42卷第4期计算机工程与设计COMPUTER ENGINEERING AND DESIGN考虑级联失效影响的复杂网络关键节点识别吴嫣媛，刘向军+（华北电力大学电气与电子工程学院，北京102206）摘 要：针对传统的关键节点识别方法以网络的一种或几种特征作为判定指标，存在片面性而不能普遍适用，且识别过程 中很少考虑网络的动态特性的问题，提出采用优化算法进行网络关键节点识别，考虑网络的动态性-入网络级联失效模型，基于此构造网络鲁棒性测度用以衡量网络性能，以此为目标函数，采用以佳点集、趋化行为及列维飞行策略改进的人工鱼群算法进行优化搜索。
实验分析结果表明，所提方法识别效果相比传统关键节点识别方法更为有效和优越，改进人工 鱼群算法相比此领域已采用的传统智能算法效果更佳。
关键词：复杂网络；关键节点；级联失效；鲁棒性；改进人工鱼群算法中图法分类号：TP393. 02文献标识号：A 文章编号：1000-7024 （2021） 04092007doi ： 10. 16208/j. issnl 000-7024. 2021. 04. 004Identification of key nodes in wireless sensor networksconsidering cascading failureWU Yan-yuan , LIU Xiang-jun +(School of Electrical and Electronic Engineering, North China Electric Power University, Beijing 102206, China)Abstract : Aiming at the problems that the traditional key node identification methods use one or several characteristics of the net work as the determination index, which is one-sided and cannot be universally applied, and the dynamic characteristics of the net works are rarely considered during the identification process, using optimization algorithm to identify the key nodes of the net works was proposed. Considering the dynamic properties of the network, a cascading failure model of the network was intro duced, based on which a network robustness function to measure network performance was constructed. Using the robustness as Rheobjecivefuncion &animprovedarificialfishschoolalgorihm whichwasimprovedRhroughRhegoodpoinRseR &chemoRacicbehavior &andLevyflighRsRraRegywasusedforopimizedsearch. ExperimenRalanalysisresulsshowRhaRRheproposedmeRhod smoree f eciveandsuperbRhanRheRradiionalkeynodeidenificaionmeRhods &andRheimprovedarificialfishswarmalgorihmsmoree f eciveRhanRheRradiionalinRe l igenRalgorihmsRhaRhavebeenusedinRhisfield.Keywords ： complex network ； key nodes ； cascading failure # robustness ； improved artificial fish swarm algorithm2引言目前对复杂网络节点重要性判断方法都是针对具体问题提出的，存在一定的片面性和局限性，且会随着网络结构的变化使识别结果存在一定误差13+。
运营商网络优化与扩容方案
运营商网络优化与扩容方案运营商网络是现代社会中不可或缺的基础设施之一，它为人们提供了更快更便捷的通信服务。
然而，随着用户数量的不断增加和使用需求的不断提高，网络出现了拥堵、延迟等问题，导致用户无法满足其使用需求。
因此，网络优化与扩容已经成为运营商必须面对的重要问题。
本文将从几个方面来探讨运营商网络优化与扩容方案。
一、网络互联互通网络互联互通是指将运营商的网络和其他网络进行连接，以加快网络通讯的速度和稳定性。
其中，最关键的是与其他运营商的互联互通。
由于不同运营商的网络结构和服务定价不同，因此他们之间的互联互通存在一定的难度。
解决这个问题的方法是加强合作，利用 VPN（虚拟专用网）技术将不同运营商的网络连接在一起，方便用户跨网使用网络服务。
二、优化网络结构运营商的网络结构是影响网络速度和稳定性的重要因素。
如果网络结构不合理，将会导致网络拥堵、延迟等问题。
针对这个问题，运营商可以采用优化网络结构的方案进行改善。
其中，主要有以下几种方式：1、搭建网络中心节点：通过在各个城市建立网络中心节点，将各个节点之间的数据流转量减少，避免拥堵，提高网络速度和稳定性。
2、增加带宽：带宽是指网络传输的速率。
如果带宽不足，将会导致网络拥堵。
因此，提高网络带宽是优化网络结构的重要方法。
3、增加服务器：通过增加服务器数量，将数据存储分散到多台服务器上，避免网络拥堵，提高网络速度和稳定性。
三、硬件升级硬件是决定网络速度和质量的关键因素。
运营商可以通过硬件升级来提高网络速度和稳定性。
例如，可以增加网络设备的处理能力，提高路由器性能等措施。
这样可以缩短网络数据传输路径，提高网络性能。
四、减少网络攻击网络攻击是随着互联网的发展而逐渐增多的问题。
运营商可以通过采取措施来减少网络攻击的发生。
例如，可以使用防火墙、入侵检测等安全设备来检测和防止网络攻击。
五、技术升级技术升级是优化网络的重要手段。
运营商可以采用一系列技术手段来提高网络质量。
网络规划设计中的网络升级与扩容指南(二)
网络规划设计中的网络升级与扩容指南随着互联网的迅猛发展，网络规划设计变得越来越重要。
随着业务的增长和用户的增加，网络升级和扩容成为网络规划设计的关键问题。
本文将探讨网络规划设计中网络升级和扩容的指南，以帮助网络规划设计者进行有效的决策。
一、了解业务需求在进行网络升级和扩容之前，必须深入了解业务需求。
网络升级和扩容的目的是为了更好地满足用户的需求，提供更稳定、更高效的网络服务。
因此，了解当前业务状况、未来业务发展趋势和用户需求，对网络升级和扩容的决策至关重要。
二、评估现有网络状况在进行网络升级和扩容之前，需要对现有网络状况进行评估。
这包括评估网络的性能、带宽利用率、拓扑结构等方面。
通过评估现有网络的状况，可以确定网络升级和扩容的重点，并制定相应的解决方案。
三、规划网络拓扑结构网络拓扑结构是网络规划设计的基础。
在进行网络升级和扩容时，需要对网络的拓扑结构进行规划。
这包括确定网络的层次结构、网络设备的布局、网络安全策略等。
通过合理规划网络的拓扑结构，可以提高网络的可靠性和性能，并为网络升级和扩容提供基础。
四、选择合适的网络设备网络设备是网络升级和扩容的关键要素。
在选择网络设备时，需要考虑多方面因素，如网络的带宽需求、网络的延迟要求、网络的可靠性要求等。
同时，还需考虑设备的兼容性、可扩展性等因素。
选择合适的网络设备是网络升级和扩容成功的关键一步。
五、优化网络带宽利用率网络带宽是网络升级和扩容的一个重要方面。
在进行网络升级和扩容之前，可以通过优化网络带宽利用率来提高网络性能。
这包括使用带宽管理技术、优化网络应用程序、调整网络流量等方面。
通过优化网络带宽利用率，可以有效提高网络的性能，延缓网络升级和扩容的需求。
六、确保网络安全网络升级和扩容必须兼顾网络安全。
在进行网络升级和扩容之前，需要评估网络的安全性，并采取相应的措施保护网络安全。
这包括使用防火墙、入侵检测和预防系统、数据加密等方面。
网络安全是网络升级和扩容工作不可忽视的重要环节。
IP地址的网络规划和扩容策略的方式
IP地址的网络规划和扩容策略的方式在当今数字化时代，网络规划和扩容策略对于任何组织或企业来说都至关重要。
IP地址作为互联网通信的基础，对于网络规划和扩容策略的方式具有重要意义。
本文将探讨IP地址的网络规划和扩容策略的方式，以帮助读者在面对网络扩展和扩容的挑战时能够做出明智和高效的决策。
一、IP地址的网络规划1. 分配子网网络规划的第一步是合理地分配子网。
通过合理地划分子网，可以将整个网络按照不同的功能或者地理位置进行划分，以便更好地管理IP地址。
例如，可以将子网分配给不同部门或者不同楼层，从而实现更好的网络管理和监控。
2. IP地址规划在进行网络规划时，需要考虑到已有的IP地址和未来的需求。
IP地址规划需要根据实际情况分配给各个子网，确保IP地址的有效利用和分配的合理性。
此外，还需要考虑到IP地址的扩展性，以应对未来网络扩张的需求。
3. 网络拓扑设计网络规划需要考虑网络拓扑的设计，即决定不同子网之间的连接方式。
根据实际情况，可以选择星型、环型、总线型等不同的拓扑结构。
网络拓扑设计的目标是确保网络连接的可靠性和高效性，以满足组织的通信需求。
二、IP地址的扩容策略1. 垂直扩容垂直扩容是指通过增加设备的处理能力或者硬件资源来提升网络性能。
在IP地址的扩容策略中，垂直扩容是一种常见的方式。
例如，可以通过升级路由器或者交换机的处理能力，增加带宽或者增加存储容量来满足网络扩张的需求。
2. 水平扩容水平扩容是指通过增加设备的数量来提升网络性能。
在IP地址的扩容策略中，水平扩容也是一种常见的方式。
例如，可以增加更多的服务器或者交换机，并将负载均衡分配到不同的设备上，以提高网络的运行效率和可靠性。
3. 虚拟化技术虚拟化技术是一种有效的IP地址扩容策略。
通过将服务器、存储和网络等资源虚拟化为逻辑实体，可以提高资源的利用率和性能，并且可以灵活地调整和管理IP地址。
虚拟化技术能够帮助组织或企业快速响应网络扩张的需求，并提供更高效、可靠的网络服务。
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摘要城市道路网络是特殊的复杂网络，级联失效作为城市道路交通网络的重要特征，已逐渐引起研究人员的关注。
建立城市道路交通网络级联失效模型，分析级联失效的传播过程，探寻级联失效预防与控制措施，提高城市道路交通网络的运行安全性、可靠性，具有重要的理论及实际意义。
本文研究城市道路交通网络级联失效的预防策略，通过对重要路段与重要节点进行扩容，可以预防级联失效的发生，主要研究工作包括：（1）考虑级联失效的动态重要路段（节点）识别模型研究。
基于城市核心道路的主要特点，将这些干路划分为两个主要分类，包括车流稳定的道路和持续变化的道路两个分类。
基于删除法，提出考虑级联失效的动态重要路段（节点）识别方法，认为边（节点）删除后引发的级联失效后果越严重，说明该边（节点）越重要，从而可以有效的选择动态重要路段（节点）。
（2）考虑级联失效的重要路段与重要节点扩容策略。
现有研究认为对重要路段与重要节点扩容有利于预防级联失效，但是仍处于定性的层面。
这其中需要解决两个关键问题：（1）可以通过扩容哪些路段与哪些节点来预防级联失效，该部分内容前一章以得到基本解决；（2）路段与节点扩容多少更有利于减轻级联失效的后果。
因此提出了定量化的重要路段与重要节点扩容策略，即首先确定需扩容的重要路段与重要节点，然后对扩容量进行试算，进而求得最佳扩容倍数，给出了具体的算法及流程，并通过试验分析，验证了该算法的有效性，解决了问题二。
（3）考虑级联失效的路口路段联合扩容策略。
道路交通网络是通过路段和路口连接的整体，单独的路口扩容策略、路段扩容策略往往不能有效的提高整个路网的通行能力（或提高路网的抵抗级联失效的性能）。
因此，提出了联合路口路段的扩容策略，即首先选定需扩容的整体单元集，然后分别对整体单元中的路段和节点的扩容量进行试算，求得整体扩容量。
选取整体扩容量最小的整体单元为最佳扩容整体单元，其对应的扩容量为最佳扩容量，给出了具体的算法及流程，并通过试验分析，验证了该算法的有效性。
关键词：城市道路交通网络复杂网络级联失效重要路段与重要节点预防第一章绪论1.1 研究背景及意义近些年来，我国城镇居民不断的增加，促进了城镇化的发展。
城镇中的道路建设发展的速度需要紧跟我国城镇化的需要，因此，城镇中道路的建设和发展就成为了关系其能否快速发展的关键。
近年来，随着社会经济的快速发展和科学技术的不断进步，城市道路交通网络，为生产生活、经济的发展等都带来极大的便利，大大提高了人们的生活质量、运输效率以及生产效率等。
然而，随着交通网络复杂性的不断增加，网络的安全性和可靠性都受到严峻的考验。
在城市道路交通网络是通过路段和交叉口紧密相连而形成的整体，因恶劣天气、交通事件等事件的发生，导致某些道路，甚至是城市的主要核心道路发生严重的堵塞现象，进而由于路段、路口间的相互关联引起其它路段或路口发生故障，形成连锁效应，最终导致交通网络局部或全部崩溃的现象，这就是所谓的交通网络级联失效。
交通网络例如2004年7月10日北京市遭受暴风雪的袭击，多条道路遭受积雪，造成交通严重阻塞；2010年9月10日因一场小雨竟又导致北京市140多条路段出现严重拥堵；2007年7月18日受暴风雨的袭击，导致济南市整个交通网络的崩溃，造成严重的恶劣影响。
级联失效属于复杂网络的重要特性，级联失效最初是在电力网络的研究中提出的，它是指在复杂网络中，起初由于少数节点或边受到攻击（这种攻击可能是蓄意造成，也可能是随机发生的），然而这些节点的失效，可能会通过网络中节点和边的关联引起其他节点或边的失效，从而形成连锁效应，引发大面积的网络失效，甚至整个网络的崩溃。
级联失效在复杂网络中极为常见，且往往造成较大的不良影响。
如在互通网中，我们不断的发现很多典型的现象，如某些关键的路由一旦受到人为破坏或者自身故障的影响，从而无法正常运转的时候，其自身的传输线路被打断，引起其他线路需要传输的数据过多，严重时造成“雪崩效应”。
在电力网络则更为常见，大规模的停电则大多是由级联失效引发，例如，最为典型的就是2003年8月的北美大停电事件，其最初只是3条高压线路因为过载被烧断，最后竟导致北美电网的大崩溃，造成几百亿美元的经济损失。
城市道路交通网络是混合型的复杂网络，其级联失效不同与一般复杂网络。
首先，城市道路交通网络结构的复杂性，它是一个由道路网络、出行网络组成的双层复杂网络，这比电力网络、计算机网络等单层网络更为复杂；其次，城市道路交通网络网络中参与者是高级智能体-人，出行者根据路段的出行时间及其阻塞程度选择出行路径，这显然不同与计算机网络与电力网络，如计算机网络信息包的传送，其路径选择完全由事先设定的路由算法来控制，其本身没有路径选择，且信息包在路由上等待时间过长，就会自动消失；而对于交通系统的人来说，如果路段过于阻塞，就会选择其他出行路径避开拥堵；再次，城市道路交通网络中的路段存在“拥堵效应”，即路段流量的增大，导致路段阻抗的增大，而电力网络或计算机网络中节点（或边）阻抗则是恒定的。
城市道路交通网络的这些特性，也决定了其级联失效的更为复杂。
因此，要想研究城市道路交通网络级联失效，其前提条件是需要考察和模拟城市交通自身所组成的网路其运行特点，进而依据关键的数据，设立适合本地城市的、各个时间的、全天候的有效模型，并分析级联失效的传播过程。
当前，我国的基础设施建设迅猛发展，并在我国的经济规模发展中起着非常重要的作用和明显的效果。
在城市的各个有关发展的基建项目中，道路建设是首要，而且是重要的和必要的。
道路网络结构愈发复杂，导致级联失效发生的可能性越来越大、破坏程度亦越来越严重。
建立城市道路交通网络级联失效模型，分析级联失效的传播过程，探寻级联失效预防与控制措施，提高城市道路交通网络的运行安全性、可靠性，具有重要的理论及实际意义。
许多研究表明，在道路网络中，存在少数重要的节点和路段，其对整个网路的正常运行起到了比其他道路更重要的作用，一旦其被影响就会导致全网交通引起连锁反应的问题。
我们如果能够对其进行研究和验证，就会对其进行有效管理和保护，能够提高整个路网的容量，有效避免道路网络全网崩馈，最终达到缓解城市交通拥堵问题的目的。
重要路段或节点之所以重要，是因为其能够影响整个路网的交通转态，其一旦发生遭受破坏就就可能造成整个路网的瘫痪，也就是说重要路段或节点正是级联失效所导致的。
因此，本文提出重要路段与节点扩容策略，有效预防交通网络级联失效的发生。
1.2 国内外研究现状1.2.1 级联失效研究现状级联失效是复杂网络的重要特征，级联失效最初的研究是由Newman M E J等错误！未找到引用源。
人在研究电力网络时提出的，后来扩展到互联网、交通网。
当前，国际上对这一问题的验证和分析主要在一下三个方面展开：（1）各个部分之间联系模型的分析国内外，相关的专家和学者们对此模型的描述主要涵盖由容量-负载模型错误！未找到引用源。
-错误！未找到引用源。
（分为容量与初始负载相关或者非相干的无效模型）、二数值分类的研究方法所建立的模型错误！未找到引用源。
、耦合映像格子模型错误！未找到引用源。
、灾害蔓延动力学模型错误！未找到引用源。
错误！未找到引用源。
在这些模型中，研究最多、应用最广是容量与初始负载相关的容量-负载模型（主要为ML模型和CLM模型），国外的Motter等错误！未找到引用源。
研究者，其比较早的发现和使用了容量负载之间呈现一定的正比例关系这一现象，概括并解释了经典的ML模型，拉开了容量-负载模型研究的序幕。
紧接着，Zhao等人错误！未找到引用源。
主要把非尺度的网路结构原理应用在了之前ML模型中，并对其中的部分变量进行了详细的计算，如αc 和αs等变量，而且在计算和验证之余进行了仿真验证，认为当α＜αc时，网络几乎完全崩溃，当α＞αc时，网络几乎不受影响。
ML模型认为一旦节点过载，就将该节点移除，这与许多网络的实际情况不符合。
因此，此类的模型在实际的应用中有很大的漏洞，所以在经过长期的研究和验证之后，Crucitti等错误！未找到引用源。
使用新的理论和原理，即持续变化的考虑点与边界的相互影响关系，给出了效率更高的新型模型，也就是我们现在常见的CLM模型。
随后，Kinny等错误！未找到引用源。
人应用CLM模型对北美路网进行了实证分析。
目前，现有的城市道路交通网络级联失效模型均采用的是容量与初始负载相关容量-负载模型错误！未找到引用源。
-错误！未找到引用源。
错误！未找到引用源。
Wu等建立了城市交通网络上不同移除条件下的级联失效模型错误！未找到引用源。
、边-点-边级联失效模型错误！未找到引用源。
和节点能力动态更新的级联失效模型错误！未找到引用源。
，这三个模型是在ML模型的基础上考虑交通网络的部分特性，是改进的ML模型。
Zheng等错误！未找到引用源。
认为，流量过载往往只增加车辆的通行时间，而不会破坏网络的结构连通性，因此提出了边能力自动更新的级联失效模型，该模型CLM模型基础上考虑交通网络的部分特性，是改进的CLM模型。
王正武[28]等认为城市道路交通网络是由道路网络与出行网络组成的双层网络，另外，他们认为道路网络中重要的节点容量主要是受整个网路本身的设计和规模限制，而不是最早认为的整个网路一开始的车辆流量所决定的。
他们由此提出了改进的交通网络级联失效模型。
（2）级联失效影响因素研究级联失效现象的出现可能是网络内部元素的过载、损坏等引起的，也有可能是外部攻击导致的。
目前，对级联失效影响因素研究中主要集中于网络拓扑结构及其相关参数、网络荷载、攻击方式三个方面。
①在网络结构及参数对级联失效的影响方面的有：Albert等错误！未找到引用源。
对无标度网络的研究表明，无标度网络对随机攻击表现出很强的抗毁性，但是恶意攻击则很可能导致网络的全盘崩溃，并把无标度网络的这种特性称为“鲁棒但又脆弱”；Xia等错误！未找到引用源。
、Bao等错误！未找到引用源。
、Duenas等错误！未找到引用源。
分别研究了介数的异构分布、网络拓扑结构、节点容量容许系数对级联失效的影响；Weng等错误！未找到引用源。
建立了普适性的灾害蔓延动力学模型，讨论了修复因子、延迟时间因子和噪声强度三个重要特征参数对网络中灾害蔓延的效果；Asha等错误！未找到引用源。
采用了新的思路和理论，其主要是利用计算机程序的仿真来计算、分析和解释包括汇集参量在内的三个变量造成级联失效的原因。
②在网络荷载对级联失效的影响方面的有：Bao等错误！未找到引用源。
分析了荷载的异构分布对级联失效的影响；Ian等错误！未找到引用源。
分析了临界荷载对电力系统级联失效的影响。
③在攻击方式对级联失效的影响方面：Jian等错误！未找到引用源。
-错误！未找到引用源。
分析了两种攻击点的方式（攻击度大的节点和攻击度小的节点）、两种攻击边的方式（攻击负载小的边和攻击负载大的边）对级联失效的影响。