铁路网脆弱性评估方法研究

Science &Technology Vision 科技视界0引言
铁路网络的脆弱性是当网络中出现确定性或者是随机性故障时,铁路网络的输送能力达到可接受程度的能力。

目前的关于网络脆弱性的研究大多从“共性”角度入手,试图揭示网络可靠性、脆弱性的一般规律,如文献[2,4,5]。

忽视了不同应用背景下、不同性质下的网络可靠性、脆弱性的“特殊性”。

因此,本文在分析铁路网特性的基础上,提出铁路网的脆弱性不仅要研究网络的拓扑结构抗毁,而且要重点考虑系统的功能,从网络拓扑结构,业务有效性,流量动态变化下的网络效能三个方面构建了铁路网的评估模型,给出了评估指标和指标的计算方法。

1铁路网络脆弱性
1.1铁路网络脆弱性定义
铁路网脆弱性是当网络中出现确定性或者是随机性故障时,铁路网络的输送能力达到可接受程度的能力。

铁路网脆弱性包括拓扑结构脆弱性和功能脆弱性,拓扑结构脆弱性分析有助于远期铁路网络设施的规划和改善,而功能脆弱性分析有助于短期内维护铁路网的效率。

1.2网络脆弱性评估方法
网络脆弱性的评估方法可以归类为三种:特定场景的评估、特定策略的评估和模拟方法。

每种方法有其优点和缺点,在评估网络脆弱性时,根据目标需要综合使用以下三种方法。

1.2.1特定场景的评估
特定场景的评估是研究如果特定场景出现了,对网络的影响。

通常选择特殊的几个场景进行研究,可以根据特定场景选择适合评估该场景的参数指标。

1.2.2特定策略的评估
特定策略的评估是研究网络在一定策略攻击下的网络脆弱性,其研究的方法主要是基于统计物理的脆弱性指标分析。

1.2.3模拟方法
基于模拟的方法的目标是通过评估合理数量的假设情境来评估网络的脆弱性,得到网络可能的影响范围。

2铁路网脆弱性分析
铁路网脆弱性的影响因素一般包括恐怖袭击、自然灾害、恶劣天气、需求的不稳定以及网络中的设施或设备故障等因素,其特点如下:2.1外部攻击
外部攻击指铁路网受到恐怖袭击或者在战时遭到敌方的破坏,属于外部影响因素。

攻击者一般对网络的特点非常的了解,具有很强的目的性。

一旦重要节点和边遭受攻击,网络中的连通度急剧下降、变坏。

2.2恶劣天气与自然灾害
暴风雨、泥石流、雪灾的恶劣的天气或自然灾害也能够影响铁路网的抗毁性。

它们属于外部影响因素,具有随机性,对铁路网的损坏也是随机出现的,但是一般破坏的面积较大。

2.3网络故障
铁路网络是由铁路枢纽、线路区段、设施设备等元素组成,它们的可靠性不相同,在硬件或软件方面可能出现故障,影响到设备或设施发挥作用,属于外部影响因素。

2.4需求的不稳定
当铁路网的客货流量急剧增加时,超过网络的承载能力,需求就不能被满足,网络的性能下降。

3铁路网脆弱性评估
铁路网脆弱性首先考虑拓扑结构的脆弱性;其次,需要考虑网络的功能有效性,它与铁路网的能力以及客货流需求等有关,服务质量也是一个很重要的指标,当客货流剧增,或遭受灾害等,服务水平达不到客户的要求,也会影响到网络的性能。

3.1铁路网络拓扑结构评估3.1.1铁路网网络效率
铁路网网络效率E 定义为网络中节点间最短路径的倒数的平均值,其表征了全局网络的脆弱性。

E (
F m )=2N (N-1)n
i ≥j ∑1d ij
上式中,E (F m )为场景F m 下的网络效率值,N 为网络中节点的数目,d ij 为节点i 和j 之间的最短路段数。

当E 值很大时,表明网络有很好的连通性和很高的效率。

3.1.2网络局部效率
网络边l ij 路径数增加值Δd l 定义为当网络中l ij 路段失效以后,路
段首尾节点的最短路的增加值。

网络局部效率R 表征局部网络的脆弱性。

R (F m )=1
M
l ∈L
∑1Δd
l 上式中,R (F m )代表网络在F m 场景下网络局部效率值,L 为F m 场景下网络中失效的路段或路径的集合,M 为集合中元素的个数。

3.2铁路网络功能评估
3.2.1铁路网实际运输承载率
铁路网实际运输承载率L 定义为F m 场景下实际有效运输能力与路网实际有效运输能力的比值。

L (F m )=Z k
(F m )Z k
上式中,L (F m )代表网络在F m 场景下的网络实际运输承载率,Z k
(F m )代表网络在F m 场景下实际有效运输能力,Z k 代表网络在正常情况下实际有效运输能力。

3.2.2平均逾期时间
平均逾期时间T y 是节点之间运输时间超过运到时限的平均值,假设同一OD 之间货物具有相同的运到时限。

T y (F m )=
2
N (N-1)i>j,i ≠j
∑ϕ(t ij -T ij )(t ij -T ij )
在上式中,T y (F m )代表平均逾期时间,是服务质量的评估值,t ij 在F m 场景下节点i 和节点j 之间实际运输时间,T ij 为节点i 到节点j 的规定运输时间,ϕ(t ij -T ij )满足如下关系:
ϕ(t ij -T ij )=
1t ij >T ij
0t ij ≤T ij
{
4结论
本文提出了从网络拓扑结构、网络业务有效性和服务质量等三个方面对网络进行评估,给出了相应指标的计算方法。

铁路网脆弱性是铁路网的一种分析方法,它应该在基础设施建设的(下转第300页)
铁路网脆弱性评估方法研究
王伟
(宁夏银川市规划编制研究中心,宁夏银川750001)
【摘要】在分析铁路网络系统特点的基础上,本文提出铁路网的脆弱性不仅要研究网络的拓扑结构脆弱性,而且要重点考虑系统的功能,并且建立了铁路网脆弱性性的评估模型,提出了从网络拓扑结构、业务有效性、流量动态变化下的网络效能等三个方面对铁路网进行评估,给出了指标及其计算方法。

【关键词】铁路;抗毁性;可靠性;网络效率
作者简介:王伟(1983—),男,汉族,宁夏平罗人,工程师,从事交通运输系统分析及规划方面的工作。

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科技视界组无明显变化(用药前:0.634±0.07,用药后:0.654±0.06,P>0.05)。

两组用药前肝/脾CT 比值有明显差异(他汀组:0.614±0.08,对照组:0.634土0.07。

P>0.05),两组用药6个月后肝/脾CT 比值有显著性差异(辛伐他汀组:0.824±0.05,对照组:0.654±0.06,P<0.05)。

2.3肝酶升高与相关危险因素分析
将肝酶升高与患者的基础疾病情况行回归分析发现,肝酶升高与患者的性别、年龄、基础肝酶水平、所用药物以及药物剂量无显著相关关系(P>0.05)。

3讨论
3.1他汀的代谢途径
口服后,他汀经肠上皮细胞的被动转运和主动转运[三磷酸腺苷(ATP)结合盒式(ABC)家族膜转运蛋白和溶性载体(SLC)家族膜转运蛋白参与主动转运]进入血循环。

他汀的主要代谢器官是肝脏和肾脏,其中肝脏的作用更大。

在他汀的代谢过程中,产生催化作用的酶主要是细胞色素P450(CYP)家族和尿苷二磷酸葡醛酸(基)转移酶(UGT)家族。

主要排出途径是ABC 家族膜转运蛋白介导的经胆汁排出。

亲水他汀(如普伐他汀)须经主动转运进入肝脏,较少经CYP 家族代谢而经肾脏排出,而亲水性差的他汀的转运方式主要是被动扩散,然后经胆汁排出[6]。

3.2药物性肝病的发生机制
如许多药物一样,肝脏也是他汀类药物的重要代谢场所。

肝脏内参与药物代谢的酶的活性影响药物在体内的代谢。

不同的药物通过不同的机制影响肝脏,药物可直接损伤肝细胞或通过活性中间体经过非免疫或免疫机制引起肝脏病变。

部分药物性肝病是由药物本身的毒性所致,常与药物剂量相关,属可预测的损伤;部分是由特应性反应所致,主要发生于特异性代谢体质和特异性免疫体质人群中,作用机制不十分明确,难以预测。

他汀类药物引起肝脏损害的机制不十分明确,可能与特异性特质有关[7]。

3.3他汀产生肝毒性的发生机制
可能是:(1)作用于线粒体某些环节,使甲-羟戊酸盐缺乏,因而细胞合成辅酶Q10发生障碍,能量受到抑制,导致细胞能量耗竭死亡;(2)他汀类药物可能减少法呢醇及异戊二烯合成,而法呢醇与异戊二烯是合成某些蛋白质的必须物质;(3)他汀类药物可能引起细胞内钙离子浓度增加而引起细胞死亡;(4)他汀类药物使胆固醇的合成减少导致细胞膜的通透性及不稳定性增加;(5)他汀类药物通过细胞色素P450的同工酶3A4所代谢,故应避免抑制细胞色素P450代谢途径的药物与他汀类药物合用,使肌肉毒性明显增加。

与服用他汀类药物有关的肝脏异常有两种类型,一是由于所有降脂药物的药代动力学效应,表现为无症状性的剂量依赖性的肝酶水平升高;另一类是少有的肝毒性反应,主要表现为胆汁淤积性或混合性肝损害,急性肝衰竭罕见。

前者与胆固醇降低本身有关,随着继续药物治疗,升高的肝酶水平会逐渐下降,大多数服用他汀类药物后肝酶升高的患者属此类情况;而后者十分罕见,即使监测肝功能也不一定能够预防严重的肝损害[8]。

3.4他汀引起肝损害的预防
在应用降脂药物之前,应全面了解患者情况,尤其是了解肝脏功能及其影响因素,了解是否有乙型肝炎病毒及丙型肝炎病毒感染,是否饮酒及每日饮酒量,是否有代谢综合征,是否合并其他疾病等。

如患者肝功能不正常,出现ALT 及TBil 升高等,则应进一步了解肝功能异常的原因。

如有乙肝病毒或丙肝病毒感染,应按照乙型或丙型病毒性肝炎的治疗指南进行治疗。

如肝脏功能较差,应加强抗炎、护肝治疗,待肝功能恢复并稳定后再开始必要的降脂治疗。

饮酒者应戒酒。

在应用他汀降脂药物的同时,应尽可能减少合并用药,以减少降脂药物与其他药物的相互作用,避免加重肝脏损害。

对于有肝病史和(或)大量饮酒史的患者及老年患者,如果必须接受药物降脂治疗,宜从小剂量开始,密切并定期监测肝脏功能,必要时调整剂量甚至停药[9]。

4结论
随着全球第一个他汀类药物洛伐他汀获美国FDA 批准上市以来,辛伐他汀、阿伐他汀等他汀类新药不断问世。

许多大型研究已经证实,他汀类药物可降低冠心病的发病率和死亡率,减慢动脉粥样硬化斑块的发展,甚至使斑块消退,从而打破了冠心病不可逆转的传统观念。

但随着他汀类药物的广泛使用,其可能产生的弊端也渐渐浮出水面。

他汀类药物是治疗高胆固醇血症的首选药物。

它具有抑制人体合成胆固醇、降低血中甘油三酯浓度的作用。

一般的他汀类药物适用于治疗除纯合子家族性(遗传性)高胆固醇血症以外的任何类型的高胆固醇血症(在他汀类药物中唯有辛伐他汀对于纯合子家族性的高胆固醇血症有一定的疗效)。

短期内服用他汀类药物较为安全,长期服用此药则容易产生副作用。

所以长期服用此药的患者应定期检查其血丙氨酸氨基转换酶及肌酸激酶等项目。

儿童、孕妇、哺乳期的妇女及存在肝脏病变者禁用他汀类药物。

本类药不宜与烟酸、贝特类、环胞霉素合用,以免引起严重的肌肉及肝、肾功能损害。

目前,他汀类药物降脂效果显著,同时具抗炎等多种对心血管有利的功用,但广大医务工作者对它可能引起的肝脏损害过于关注而影响了它的应用。

本次试验观察证明他汀药物在治疗高脂血症过程中,会对肝功能造成一定影响,但在调整剂量的情况下,继续应用他汀类药物,适当应用保肝药物,患者的转氨酶会逐渐地下降甚至降至正常。

而各人不同影响程度有待进一步调查评价。

他汀类药物能降低冠心病的发病率和死亡率已是学术界的共识,SPARCL 研究则进一步证实了其在缺血性脑血管病2级预防中的作用,目前他汀类药物在心脑血管疾病治疗中基本上是常规用药,处方量很大,虽然服用他汀类药物副作用发生几率很小,但这种大量应用必然会在一些特殊个体发生,医生头脑中一定要有这个概念。

总之,在强调降脂治疗使患者获益的同时,应关注其引起的不利影响。

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[责任编辑:杨扬
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(上接第285页)不同阶段,在投资计划、道路维修优化和日常的操作管理中体现它的重要性。

脆弱性评估维持网络在一个想要功能的能力,然而更加重要的是网络怎样恢复到原来的状态,这是网络抗毁性需要研究的内容。

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