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目前，许多城市的轨道交通已成网运营，在城市公共出行中的客流分担率也逐渐增加。科学合理的规划是保证城市轨道交通系统稳定运营的关键，而网络内在特性的挖掘是科学规划的基础。本文以城市轨道交通网络为研究对象，从复杂网络系统分析学的角度出发，结合断面客流分配理论，对城市轨道交通网络的基本性质、关键节点以及鲁棒性三个方面进行了研究，旨在构建适用于识别城市轨道交通网络关键节点算法与鲁棒性优化模型，对优化城市轨道网络的布局、提升居民公共出行满意度具有重要意义。具体包括：
(1)城市轨道交通网络建模与挖掘。本文考虑到城市轨道网络中客流对网络整体的影响，结合客流分配相关理论，基于L模型法与H模型法，分别构建了城市轨道交通基础路网客流服务网络，通过分析网络测度，发现重庆轨道交通无论是在从基础路网层面还是和客流服务网络层面均表现出无标度性，网络中的站点之间连通性差，具有较大的脆弱性；
(2)城市轨道网络关键节点识别算法。为了准确并高效地识别城市轨道交通网络中的节点的关键程度，本文改进了PageRank算法中“均分转跳”的缺陷，并考虑站点失效后对其它站点的影响，分别针对城市轨道交通基础路网以及客流服务网络构建了DSPGA和VSPGA关键节点识别算法。通过从节点删除角度构建的网络全局效率、网络连通降低率以及从病毒传播角度构建的传播重要度、KendallRank相关系数四个指标，验证了DSPGA、VSPGA相较于其它四种算法对城市轨道交通的基础路网与服务网络具有更好的准确性与适用性；
(3)城市轨道网络鲁棒性优化模型研究。通过对城市轨道交通基础路网和客流服务网络分别进行五种不同方式的蓄意攻击，发现重庆轨道交通网络在面临蓄意攻击时表现出的较差的鲁棒性，尤其是在DSPGA/VSPGA关键节点排序下的蓄意攻击下。进一步证明了重庆轨道交通网络的无标度性及DSPGA/VSPGA的优越性，同时说明了重庆轨道网络中节点的关键程度差异较大。为提高城市轨道交通网络的鲁棒性，本文提出了成本控制下的网络鲁棒性优化模型，通过与复杂网络结合的禁忌搜索法进行组合优化模型求解，提出具体的优化链路组合，并提出相关优化建议。
论文研究成果可以为城市轨道交通的规划、建设和运营管理等决策部门提供参考。
(1)城市轨道交通网络建模与挖掘。本文考虑到城市轨道网络中客流对网络整体的影响，结合客流分配相关理论，基于L模型法与H模型法，分别构建了城市轨道交通基础路网客流服务网络，通过分析网络测度，发现重庆轨道交通无论是在从基础路网层面还是和客流服务网络层面均表现出无标度性，网络中的站点之间连通性差，具有较大的脆弱性；
(2)城市轨道网络关键节点识别算法。为了准确并高效地识别城市轨道交通网络中的节点的关键程度，本文改进了PageRank算法中“均分转跳”的缺陷，并考虑站点失效后对其它站点的影响，分别针对城市轨道交通基础路网以及客流服务网络构建了DSPGA和VSPGA关键节点识别算法。通过从节点删除角度构建的网络全局效率、网络连通降低率以及从病毒传播角度构建的传播重要度、KendallRank相关系数四个指标，验证了DSPGA、VSPGA相较于其它四种算法对城市轨道交通的基础路网与服务网络具有更好的准确性与适用性；
(3)城市轨道网络鲁棒性优化模型研究。通过对城市轨道交通基础路网和客流服务网络分别进行五种不同方式的蓄意攻击，发现重庆轨道交通网络在面临蓄意攻击时表现出的较差的鲁棒性，尤其是在DSPGA/VSPGA关键节点排序下的蓄意攻击下。进一步证明了重庆轨道交通网络的无标度性及DSPGA/VSPGA的优越性，同时说明了重庆轨道网络中节点的关键程度差异较大。为提高城市轨道交通网络的鲁棒性，本文提出了成本控制下的网络鲁棒性优化模型，通过与复杂网络结合的禁忌搜索法进行组合优化模型求解，提出具体的优化链路组合，并提出相关优化建议。
论文研究成果可以为城市轨道交通的规划、建设和运营管理等决策部门提供参考。