天气对低空航线网络抗毁性影响分析

来源：交通运输系统工程与信息杂志2025年第6期北京时间：

作者：程明, 黄泓鸣

单位：中国民航大学，安全科学与工程学院，天津300300

摘要：为精准量化天气因素和节点失效对低空物流航线网络抗毁性的影响，本文提出一种融合气象数据空间插值与复杂网络级联失效的评估框架。以公开的高程数据(DEM)作为协变量，应用局部薄盘光滑样条法对低空航线风速、降雨量数据进行高精度空间插值，克服了站点数据稀疏性，精确刻画了航路气象风险分布；基于熵权法融合度中心性、介数中心性等6项指标，构建综合节点重要性指标Msi，用于识别网络关键节点；定义融合网络效率、最大连通子图规模、网络密度的综合抗毁性指标H，并构建考虑节点失效和负载重分配的级联失效模型。以深圳市88个运营站点构建的低空物流航线网络为对象进行仿真。仿真结果表明：综合抗毁性指标H能全面反映网络抗毁性变化，熵权法节点重要性指标Msi识别关键节点效果显著，移除其前10个节点导致H下降80%，网络崩溃。气象影响量化分析表明：所构建网络有效规避了深圳市高风速区域，60%区域降雨量低于无人机运行阈值，移除受天气影响排序靠前的30个节点时，H仅下降28.3%，证明天气对网络整体抗毁性影响有限。同时，提出抗毁性优化方案，即在关键节点附近增设4个备降场。仿真验证表明，优化后网络抗毁性显著提升，按度值移除前10个节点时，H从优化前的0.08提升至0.25。本文为低空物流网络在恶劣天气下的安全运行与抗毁性提升提供了安全性评估工具与优化策略。

关键词：航空运输,抗毁性,复杂网络,航线网络,无人机

基金资助：体系安全驱动的国家安全方案中预测型风险管理 (HA202511)。