Nat. Commun. 速递：相互连通性增强多式联运公共交通系统韧性

关键词：城市科学，交通网络，网络鲁棒性，韧性

论文标题：Interconnectedness enhances network resilience of multimodal public transportation systems for Safe-to-Fail urban mobility

期刊来源：Nature Communications

斑图链接：https://pattern.swarma.org/paper/4472f81e-257c-11ee-931d-0242ac17000d

论文地址：https://www.nature.com/articles/s41467-023-39999-w

城市基础设施网络之间的联系日益紧密，这也对其处理未知扰动的能力提出了挑战，尤其是面临气候变化导致的极端天气的情况下。理解互联基础设施系统的韧性是有效管理此类扰动的必要条件。本研究以紧密依赖公共交通系统的香港为研究对象，探讨互联互通性在提升公共交通系统韧性方面的作用。

本研究结果表明，互联交通系统能通过降低拓扑脆弱性、提高攻击容忍度和增强扰动中断后的互操作性（interoperability）来提高韧性。研究结果还发现了整合多个脆弱子系统具有提升整体系统鲁棒性的潜力，这强调提高多式联运的边际效益。研究为加强城市公共交通各出行方式之间的相互联系、建立安全可靠的系统，提出了一种新颖的韧性设计方法，丰富了传统的以干预为基础的恢复方法（如优化个别系统或引入全新的系统）。

图1. 研究过程示意图。通过对比网络整合前后和孤立互联状态下的韧性指标和其他特征指标来得出结论。特别地，考虑到鲁棒性和效率指标对网络规模和平均节点度等变化参数的敏感性，将其与零模型进行了比较。

图2. 互联互通对网络鲁棒性的影响。A图：孤立（左列）和互联（右列）多模式公共交通系统（multi-modal public transportation network, MPTN）在整合子系统过程中每一步的网络鲁棒性。每一步都集成了相应的子系统，分别是1-地铁，2-专营巴士，3：专营小巴，4：轻轨，5-轮渡，6-有轨电车。为便于比较，将多模式换乘距离DIMT设置为0和100米。同时，提出了三种失效场景：随机中断(RND)、节点度攻击(ND)和节点介数攻击(BC)。互联MPTN在三种场景下都表现出了较好的网络鲁棒性。B 图：MPTN在零模型网络上的网络鲁棒性 Z-score。C图：不同换乘距离下鲁棒性改善情况。在3种中断场景下，随着换乘距离的增加，网络鲁棒性的边际改善是不同的。

编译｜胡一冰

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