近年来,煤炭资源对国民经济的发展起到至关重要的作用。随着我国高速公路的发展,运输行业也得到了飞速地发展。我国一些产煤大省的煤炭运输网络结构日趋复杂,网络的稳定性受到多种内部因素与外部因素的影响。内部因素是指网络本身造成的网络故障;外部因素是由自然灾害、重大交通事故等造成的网络故障,导致网络中的节点或边失效,进而引起煤炭运输网络堵塞、运输时间增长,严重地影响煤炭运输行业的发展,同时对煤化工企业也造成一定程度的经济损失。为保证煤炭运输网络的正常运行,必须深入地研究煤炭运输网络的可靠性,其目标旨在帮助煤炭运输企业制定合理的运输线路,同时帮助决策者识别网络中的脆弱节点及边,以便在突发事件发生前,采取相应的保护措施来提高网络的抗毁能力。煤炭运输公路网络模型构建及特征分析。利用复杂网络相关知识,根据相关假设条件,构建煤炭运输网络模型。在该模型中,将煤炭运输系统中煤炭产地、中转地、需求地抽象成网络的节点,节点间的运输线路抽象成网络的边。选择复杂网络评价指标,从度分布、聚类系数、平均路径长度、介数等指标分析煤炭运输网络的静态结构特征。结果发现煤炭运输公路网络属于无标度网络,即大部分节点的度相对较低,只有少部分度较高的节点;同时发现该网络具有异配性,即网络中度大的节点趋向于与网络中度小的节点发生连接。煤炭运输公路网络静态可靠性仿真研究。突发事件对煤炭运输公路网络中节点或边的破坏,引起煤炭运输公路网络堵塞的问题,基于复杂网络理论,建立了对偶法构建的网络模型,并用MATLAB软件对其可靠性进行仿真分析。首先,对比分析了两种网络的基本特征,然后提出了网络效率相对变化量对网络中的关键路段进行识别。基于此,建立了网络可靠性评价模型,并提出了网络效率、最大连通子图相对大小和网络离散度三个可靠性评价指标,对在随机毁坏和蓄意毁坏两种毁坏模式下的网络可靠性进行仿真分析。结果表明基于原始法和对偶法构建的煤炭运输公路网络对随机毁坏具有鲁棒性,对蓄意毁坏具有脆弱性。级联失效视角下煤炭运输公路网络动态可靠性研究。为了研究煤炭运输公路网络级联失效视角下的可靠性,构建了煤炭运输公路加权无向网络模型,提出节点强度分析了网络中节点的重要程度;并建立煤炭运输公路网络级联失效模型;在此基础上又提出了改进的级联失效模型,从4种不同的毁坏策略分析了煤炭运输公路网络的级联失效可靠性;然后又提出网络效率和级联失效度两个级联失效指标研究了4种不同毁坏策略对网络级联失效规模的影响。研究结果表明网络级联失效规模与节点容量参数密切相关,当节点容量参数较大时,网络级联失效规模较小,反之较大,并且发现蓄意毁坏模式下的网络级联失效规模大于随机毁坏模式下的网络级联失效规模。通过对陕西省煤炭运输公路网络可靠性的研究可得:在今后的规划运营中,应加强对煤炭运输公路网络中处于重要位置的节点城市和运输线路进行重点保护;提高重要节点的运输效率;必须优化煤炭运输公路网络结构,协调级联失效抗毁性与经济性的平衡;适当提高相邻节点的负载能力,分担重要节点的负载;优化网络管理手段,提高网络的管理水平;同时,应建立失效节点城市快速恢复应急机制,完善信息发布机制,及时更新失效节点城市的具体情况,为运输企业改变运输线路,提供参考。