量智信息中心_量科网

结构扰动下交通网络的连通性退化是网络韧性研究中的一个核心问题。现有方法主要依赖于渗流理论与拓扑连通性指标，聚焦于路径是否存在以及连通分量是否碎裂。这些方法无法捕捉当网络拓扑结构保持完整但传播能力已显著下降时的功能性退化。本文将量子渗流理论引入交通网络连通性分析，并提出动态传播连通性（Dynamic Propagation Connectivity, DPC）作为一项衡量扰动下网络传播能力的新指标。通过将受扰动交通网络映射为一个传播算子系统，该研究建立了DPC的谱分析框架，并将时间平均参与指数定义为其核心量化指标。该研究提供了一系列严格的理论结果：DPC在均匀扰动下保持不变，在异质性扰动下发生退化；并建立了退化速率、传播算子最小特征值间距与异质性偏离强度之间的定量关系。该研究证明了DPC与代数连通性之间的分离定理，并在环状图上推导出DPC的解析表达式及二阶摄动近似。基于三个交通基准网络的数值实验验证了所有理论结论，并证实了退化单调性、与代数连通性的分离性以及网络规模对退化效应的放大作用。本文提供了一个超越拓扑连通性的交通网络韧性评估理论框架。