城市化的发展带来了城市规模和数量的不断扩大,城市人口呈现指数式增长,这给城市有限的交通资源带来巨大的压力,而城市轨道交通具有快速、便捷、高效、大容量、环保、无污染的特点,对于缓解这一压力具有良好的效果。城市轨道系统是由静态拓扑结构和加载在其上的客流共同构成的复杂的动态系统,也是受经济活动、城市布局、城市发展综合影响下的演化产物。近些年,研究学者用复杂网络理论研究轨道交通系统的特性,但大多数的研究集中在网络拓扑结构本身,忽略了网络运输客流的功能属性,而客流在轨道网络上的分布使得网络具有时空动态复杂性,研究轨道网络的特性不仅要研究它本身的静态拓扑结构更要挖掘其在动态客流影响下的特性。用动态变化的视角来重新认识网络,分析其复杂特性,这对保障轨道交通安全运营和轨道线网规划及优化具有重要意义。本文以加载了动态客流的轨道系统为研究对象,运用复杂网络相关理论,对客流加权下的轨道网络进行研究。首先,介绍复杂网络基本概念,引入复杂网络的表示方法,重点阐述轨道复杂网络的建模机理,并在此基础上提出基于客流加权的轨道网络模型,扩展了网络特征参数的度量指标,同时给出网络特征参数的Matlab仿真方法。其次,以重庆市轨道网络为研究对象,构建轨道站点网络模型和基于客流加权的轨道网络模型,基于数据结构的特点给出了轨道网络邻接矩阵的计算机获取方法,提出了基于AFC刷卡数据获取OD客流量的算法及利用Transcad建模来获取流量边权矩阵的方法。接着,对两种模型下网络的特征参数进行计算,发现未加权的轨道网络具有无标度特性,考虑客流因素后的网络呈现出类似小世界特性,利用比较分析的方法,揭示客流因素对网络影响的本质。然后,以网络的效率为评价指标采用两种不同的攻击方式对未加权和加权网络进行攻击来判断网络的脆弱性,并提出一种基于贡献矩阵的节点重要度排序方法,按照此方法评估下节点的重要程度,对网络进行攻击,并验证了此方法的可靠性。研究发现:1)未加权网络中,随机攻击下节点删除比例达36%时网络效率下降80%,蓄意攻击下节点删除比例达15%时轨道网络效率下降80%。加权网络中,节点删除比例达30%时网络效率下降80%,蓄意攻击下节点删除比例达10%时网络效率下降80%,这表明,网络对随机攻击脆弱性较高,对蓄意攻击脆弱性较差,而对考虑了客流因素后的蓄意攻击脆弱性更差;2)基于贡献矩阵的节点重要度排序法中网络在面临攻击时所展现的脆弱性和普通方法类似,且网络效率下降最快,计算耗时最短。最后,基于上述分析,对客流加权下网络提出降低其脆弱性的建议和措施。