中國進口原油海運網絡連通可靠性

呂 靖, 王 爽

(大連海事大學 交通運輸管理學院，遼寧 大連 116026)

2017-03-18

國家自然科學基金(71473023)；教育部哲學社會科學研究重大課題攻關項目(11JZD049)；教育部人文社會科學研究規(guī)劃基金(16YJAZH030)

呂 靖(1959—) ，男，黑龍江五常人，教授，博士生導師，研究方向為航運經濟與交通運輸管理。E-mail:lujing@dlmu.edu.cn

1000-4653(2017)02-0118-07

中國進口原油海運網絡連通可靠性

呂 靖, 王 爽

(大連海事大學 交通運輸管理學院，遼寧 大連 116026)

為科學衡量中國進口原油海運網絡中節(jié)點功能失效對網絡連通可靠性的影響，在識別網絡中重要節(jié)點的基礎上，針對節(jié)點面臨的隨機性攻擊和選擇性攻擊，分別采用蒙特卡洛模擬和不交化最小路集算法建立中國進口原油海運網絡的連通可靠性評估模型。評價結果表明：當節(jié)點面臨隨機性攻擊時，中國進口原油海運網絡相對可靠；而在面對選擇性攻擊時，網絡連通可靠性大幅下降，原油進口安全受到較大威脅。此外，在中國進口原油海運網絡的3個原油海運通道中，拉美通道的連通可靠性相對最好，中東通道的連通可靠性相對最差。

原油海運網絡；連通可靠性；節(jié)點失效；隨機性攻擊；選擇性攻擊

全球原油海運網絡是原油運輸?shù)闹匾d體，一旦遭受攻擊致使網絡中部分節(jié)點失效，將嚴重威脅原油進口國的原油供應安全。因此，對全球原油海運網絡的連通可靠性進行研究具有重要意義。

連通可靠性[1]最早反映的是交通網絡2個節(jié)點之間保持連通的概率，一般只研究路段的0和1狀態(tài)，即連通或不連通。此后，相關學者[2]對連通可靠性作進一步研究，例如IIDA等[3]將兩點間的連通性擴展到k點及整個網絡的可靠性。對交通網絡可靠性進行分析所采用的方法[4]主要有解析法和近似法，其中解析法主要包括最小路算法和最小割算法。2種算法都需已知路段或節(jié)點正常運營的概率，且計算的復雜度隨網絡節(jié)點數(shù)的增加呈指數(shù)增長。王英杰等[5]提出利用交點法計算起終點連通度的路徑集和割集確定方法，簡化計算；EDRISSI等[6]通過引入網絡可靠性概念尋找網絡中的關鍵路段，從而在發(fā)生突發(fā)事件時修復重要路段，進而最大化網絡連通可靠性；種鵬云等[7]提出基于連通可靠性的危險品運輸路徑選擇方法；REGGIANI等[8]將連通性、可靠性、脆弱性及魯棒性等概念聯(lián)系起來研究運輸系統(tǒng)的易損性和恢復力；SHINOZUKA等[9]探究震后高速公路整體功能的評價方法，為研究突發(fā)事件時高速公路的連通可靠性提供理論支持；WU等[10]提出網絡連通熵的概念，并引入一個新的網絡連通可靠性指標，將其應用到南京地鐵網絡的連通可靠性研究中，證明新指標的有效性和實用性；楊成等[11]研究線網結構對地鐵線網連通可靠性的影響；HOLME等[12]借鑒復雜網絡理論計算交通網絡在受到不同攻擊策略的攻擊后最大連通子圖的相對大小及網絡的效率等指標，進而反映網絡的連通可靠性。

綜上，目前國內外學者對交通網絡連通可靠性的研究主要集中在城市道路網絡方面。對于原油海運網絡而言，港口、海峽及運河等節(jié)點是真實存在的，而2個節(jié)點之間的航段是虛擬存在的，且原油海運網絡不同于道路網絡，其注重的是節(jié)點與終點之間的連通性，并不要求所有節(jié)點對間都連通，因此研究港口、海峽及運河等節(jié)點遭到攻擊失效時網絡的運輸能力，可豐富交通網絡的理論研究。此外，中國進口原油海運網絡的可靠暢通關乎我國的能源安全，國外進口節(jié)點與國內節(jié)點的OD對間是否連通決定著原油進口海運網絡能否為原油運輸提供穩(wěn)定服務。網絡中的節(jié)點易受自然災害、海盜、恐怖主義和戰(zhàn)爭等極端事件的影響，使原油海運網絡斷開，原油供應遭受威脅。因此，對我國原油進口海運網絡的連通可靠性進行研究具有重要的現(xiàn)實意義。

這里利用節(jié)點度和節(jié)點工作強度2個指標識別中國進口原油海運網絡中的重要節(jié)點，針對節(jié)點面臨的隨機性攻擊和選擇性攻擊，分別采用蒙特卡洛模擬和不交化最小路集算法建立中國進口原油海運網絡的連通可靠性評估模型，通過模擬節(jié)點隨機失效及選擇攻擊重要節(jié)點評估節(jié)點失效后的OD對間連通可靠性，進而估計構成進口原油海運網絡的各海運通道及整個網絡的可靠性，為預防和處置對重要節(jié)點的協(xié)同攻擊和破壞、改善網絡可靠性、優(yōu)化原油運輸網絡提供依據。

1 中國進口原油海運網絡連通可靠性模型構建

1.1問題描述

中國進口原油海運網絡由海峽、運河和港口等節(jié)點及節(jié)點間的邊(航段)組成，V為網絡中的節(jié)點集合，E為航段集合，則中國進口原油海運網絡為G=(V，E)。圖1為中國進口原油海運網絡示意，其中起點為原油進口來源國港口，經由一系列海峽或運河到達我國港口。受節(jié)點隸屬國家或地區(qū)局勢不穩(wěn)定、利益相關國家軍事干預、海盜及恐怖主義等因素影響，部分節(jié)點會面臨封閉或遭受襲擊的威脅，進而致使其在網絡中的功能失效。這里對隨機性攻擊中國進口原油海運網絡中的節(jié)點及選擇性攻擊重要節(jié)點時網絡的連通可靠性進行研究。

圖1 中國進口原油海運網絡示意

假設節(jié)點只有全負荷運營和完全失效2種狀態(tài)，節(jié)點間的邊(即航段)一直處于正常狀態(tài)，且各節(jié)點的失效相互獨立；同時，我國港口不會失效?；谠摷僭O，給出中國進口原油海運網絡OD對間、指定海運通道及整個網絡連通可靠性的定義。

1)OD對間連通可靠性：當網絡中部分節(jié)點完全失效時，OD對保持連通的概率。

2)原油海運通道連通可靠性：根據我國進口原油海上運輸航線的分布情況，將中國進口原油海運網絡分為若干個海運通道；指定海運通道的連通可靠性為網絡中部分節(jié)點完全失效時通道內所有OD對連通可靠性的加權平均值，權重為OD對的原油進口份額。

3)中國進口原油海運網絡連通可靠性：當網絡中部分節(jié)點完全失效時，網絡中所有OD對連通可靠性的加權平均值，權重為OD對的原油進口份額。

1.2重要節(jié)點識別

中國進口原油海運網絡與城市交通網絡的連通性不同：城市交通網絡是既存在內向樹為子網絡又存在外向樹為子網絡的強連通網絡，網絡的連通效率較高，且節(jié)點間因邊的連接而具有緊密聯(lián)系；中國進口原油海運網絡只存在內向樹為子網絡，且進口來源國港口節(jié)點間互不相連，多數(shù)節(jié)點的相鄰節(jié)點沒有太大差異。此外，原油海運網絡中越靠近內向樹根部的節(jié)點受到攻擊，對網絡連通可靠性的影響就越大，因為越靠近根部的節(jié)點的工作強度通常較大。因此，采用節(jié)點度和節(jié)點工作強度2個指標，綜合考慮節(jié)點度值及節(jié)點在網絡中的位置來識別中國進口原油海運網絡中的重要節(jié)點。

1.2.1節(jié)點度

中國進口原油海運網絡中節(jié)點的度di是指與該節(jié)點相連接的節(jié)點數(shù)量。一個節(jié)點的度越大，表示其在中國進口原油海運網絡中越重要。

1.2.2節(jié)點工作強度

中國進口原油海運網絡中末梢節(jié)點的重要程度與非末梢節(jié)點不同，且某些節(jié)點即使有相同的度，重要性也不同。因此，引入節(jié)點工作強度指標(即節(jié)點承擔的原油運輸份額)來識別網絡中的重要節(jié)點。節(jié)點承擔的原油運輸份額是指經由某個節(jié)點運輸?shù)脑土空己＿\網絡原油總運量的比例，即

δi=oi/O

(1)

式(1)中：δi為第i個節(jié)點的工作強度；oi為第i個節(jié)點承擔的原油運量；O為海運網絡原油總運量。

1.2.3節(jié)點重要度

分別對2個指標進行標準化處理，并賦予其相同的權重，對各節(jié)點的重要度進行計算。

(2)

1.3可靠性模型構建

1.3.1隨機性攻擊模型構建

隨機性攻擊通常是攻擊一方沒有掌握網絡的信息或網絡自身的一些故障引發(fā)的。攻擊過程從中國進口原油海運網絡的初始狀態(tài)開始，隨機選擇網絡中的節(jié)點令其失效，重新計算網絡的連通可靠性。這里采用近似算法中的蒙特卡洛模擬，隨機產生失效節(jié)點，且失效節(jié)點從1個開始逐步增加，直至網絡中的節(jié)點全部失效，并借鑒圖論中的連通性判別準則建立可靠性模型[12]，從而評估網絡的可靠性。

圖1中：網絡G=(V，E)的邊集合E={(vi,vj)/vi,vj∈V}；有序對(vi,vj)表示節(jié)點i與節(jié)點j之間有一條有向邊，2個節(jié)點之間是連通的，可使用m×m階的鄰接矩陣A=(aij)m×m表示網絡中任意2個節(jié)點之間的連接關系。

(3)

(4)

(5)

(6)

在利用蒙特卡洛模擬隨機產生失效節(jié)點后，根據失效節(jié)點重新計算網絡的鄰接矩陣，采用改進的布爾矩陣方法計算可達矩陣，進而根據中國進口原油海運網絡的可達矩陣判斷任意海外進口節(jié)點與國內節(jié)點之間的連通性?；谏鲜龇治?，給出網絡中節(jié)點面臨隨機攻擊時的連通可靠性評估模型為

(7)

ru=xu/K

(8)

根據網絡中OD對間的連通可靠性，可評估構成網絡的各個原油海運通道的連通可靠性為

(9)

式(7)～式(9)中：ru，R?和R分別為OD對間的連通可靠性、通道連通可靠性及網絡連通可靠性；K為模擬次數(shù)；xu為K次模擬中第u個OD對間連通的次數(shù)；q和n分別為指定通道內及整個網絡的OD對數(shù)；ωu為第u個OD對的權重。

1.3.2選擇性攻擊模型構建

選擇性攻擊是根據“1.2”節(jié)中節(jié)點的重要度判別方法，按照節(jié)點重要度的高低，依次對節(jié)點進行攻擊，并重新計算網絡連通可靠性，直至所有節(jié)點都被攻擊。選擇性攻擊是攻擊一方充分掌握網絡信息對網絡進行的蓄意破壞，無需利用蒙特卡洛模擬失效節(jié)點。因此，采用解析算法中的不交化最小路集算法[13]對選擇性攻擊下的中國進口原油海運網絡可靠性進行計算。

設L1，L2，…，Lm為中國進口原油海運網絡中某條OD的所有最小路，則OD對間的連通可靠性為

Ro,d(G)=Pr(L1+L2+…+Lm)

(10)

為計算式(10)，由不交化公式可得

(11)

式(11)中各項是不交的，因此

(12)

運用不交和定理對式(12)進行簡化，可得

(13)

利用式(13)，根據節(jié)點失效情況計算中國進口原油海運網絡中各OD對的連通可靠性。與隨機性攻擊相同，利用式(7)和式(9)，根據各OD對的連通可靠性進一步計算各海運通道的連通可靠性及整個網絡的連通可靠性。

2 中國進口原油海運網絡連通可靠性實證分析

為正確衡量并全面掌握中國進口原油海運網絡的連通可靠性狀況，根據中國進口原油來源國分布情況，獲取實際的原油進口海運網絡。利用已識別的重要節(jié)點及構建的可靠性模型，分別計算面臨隨機性攻擊和選擇性攻擊時中國進口原油海運網絡中各OD對的連通可靠性，并結合各OD對的進口份額計算各海運通道及整個網絡的連通可靠性。

2.1中國進口原油海運網絡概述

中東、非洲、俄羅斯及美洲是中國4大原油來源地區(qū)。除了從俄羅斯、哈薩克斯坦和蒙古進口的原油采用陸路運輸之外，其余全部依賴海運。結合我國近年來原油主要進口來源國的分布情況及進口量情況，得到中國進口原油海運網絡見圖2。

圖2 中國進口原油海運網絡

從圖2中可看出，中國進口原油海上運輸網絡由中東—中國、非洲—中國及拉丁美洲—中國等3條海上運輸通道構成，網絡中的主要海峽和運河包括霍爾木茲海峽、馬六甲海峽、巽他海峽、龍目海峽、直布羅陀海峽、曼德海峽、蘇伊士運河、巴拿馬運河、臺灣海峽及巴士海峽。原油來源國的原油裝船港和我國的原油接卸港是網絡中的另一類節(jié)點，其中原油裝船港以主要原油來源國(見表1)中的一個原油港口為代表，我國的原油接卸港以寧波-舟山港為代表，因此網絡中的節(jié)點集合V=(v1,v2,…,vn)，由原油來源國港口、寧波-舟山港及上述海峽和運河構成，且|V|=24，共有24個節(jié)點。在24個節(jié)點中，有13個節(jié)點是原油來源國港口，因此網絡中共有13個OD對，各OD對中包含的節(jié)點情況、各OD對的原油進口份額及隸屬海運通道的情況見表1，數(shù)據來源于美國能源信息署。利用已建立的可靠性模型對網絡中的3個運輸通道的連通可靠性及整個網絡的連通可靠性進行實例計算。

表1 中國進口原油海運網絡中各OD對的節(jié)點情況、原油海運進口份額及隸屬通道

2.2重要節(jié)點

原油船型主要有超大型油船(Very Large Crude Carrier, VLCC)、蘇伊士型、阿芙拉型和巴拿馬型等，而蘇伊士運河無法通過VLCC型船舶。例如：若從利比亞進口的原油采用VLCC運輸，則只能向西過直布羅陀海峽，繞道好望角東行，而不能選擇經蘇伊士運河東行；若從拉美3個國家進口的原油選擇VLCC、蘇伊士型和阿芙拉型船舶運輸，則無法通過巴拿馬運河，只能經好望角向東航行。因此，在計算各節(jié)點承擔的原油運輸份額(即各節(jié)點的工作強度)時，應考慮各OD對中節(jié)點所能通過船型的不同，從而更準確地進行重要節(jié)點的識別。例如：對于從利比亞進口的原油，VLCC、蘇伊士型、阿芙拉型和巴拿馬型船舶都可通過直布羅陀海峽；而蘇伊士運河只能通過后3種船型。假設2條航線配的船舶數(shù)量相同，根據各船型的載重能力，經直布羅陀海峽運輸?shù)膹睦葋嗊M口的原油約為蘇伊士運河的1.44倍。根據該比例，在利比亞—中國間分配各節(jié)點的原油承擔量，其他OD對各節(jié)點承擔的原油運輸份額也用該方法計算。此外，對于臺灣海峽和巴士海峽，假設二者承擔的原油份額相同。

中國進口原油海運網絡中各節(jié)點的度、各節(jié)點工作強度及各節(jié)點的重要度見表2。

從表2中可看出，中國進口原油海運網絡中最重要的節(jié)點為馬六甲海峽和霍爾木茲海峽，且海峽和運河的重要度相比港口節(jié)點要高。

2.3可靠性結果

2.3.1隨機性攻擊

借鑒參數(shù)估計中樣本量的確定方法[14]，確定模擬次數(shù)K。當K=1 000時，可滿足中國進口原油海運網絡連通可靠性在置信水平為95%情況下誤差≤0.01的要求，因此取K=1 000，失效節(jié)點從1個逐步增加到23個，中國進口原油海運網絡連通可靠性及各原油海運通道連通可靠性分別見圖3和圖4。

圖3 隨機性攻擊下中國進口原油海運網絡連通可靠性

圖4 隨機性攻擊下各原油海運通道連通可靠性

2.3.2選擇性攻擊

根據表2中各節(jié)點重要度的高低，依次攻擊各節(jié)點，并假設未被攻擊的節(jié)點正常運營的概率為0.95，重新計算網絡的連通可靠性，直至網絡中所有節(jié)點被攻擊，得到面臨選擇性攻擊時網絡連通可靠性及各原油海運通道連通可靠性見圖5和圖6。

表2 各節(jié)點重要度排序

圖5 選擇性攻擊下中國進口原油海運網絡連通可靠性

2.4結果分析

2.4.1隨機性攻擊

從圖3中可看出：隨著網絡中失效節(jié)點數(shù)量增多，網絡的連通可靠性快速下降。當有1個節(jié)點完全失效時，網絡的連通可靠性為0.940 7；當失效節(jié)點數(shù)量增加到7個時，網絡的連通可靠性降為0.502 4，我國原油進口安全受到較大威脅；當網絡中有1/2以上節(jié)點失效時，幾乎所有OD對都不連通，原油供應中斷。這表明：當多個節(jié)點隨機遭受攻擊而同時失效時，中國進口原油海運網絡的連通可靠性較低，原油進口安全性相對較差；但對于攻擊一方，隨機攻擊分散在全球各地的節(jié)點也將耗費較高成本，因此在節(jié)點面臨隨機攻擊時中國進口原油海運網絡相對可靠。

圖6 選擇性攻擊下各原油海運通道連通可靠性

從圖4中可看出，在中國進口原油海運通道中，中東通道的連通可靠性相對最差，拉美通道的連通可靠性相對最好，這主要是因為中東通道過度依賴安全狀況較差的霍爾木茲海峽和馬六甲海峽，而拉美通道中從巴西、委內瑞拉等國家進口的原油可選擇經由巴拿馬運河運輸?shù)轿覈?。由于非洲通道避開了霍爾木茲海峽，其連通可靠性介于中東通道和拉美通道之間。目前拉美通道承擔的原油進口量相對較少，可考慮增加該通道的原油進口量，從而改善整個網絡的連通可靠性。

2.4.2選擇性攻擊

在節(jié)點面臨選擇性攻擊時，中國進口原油海運網絡的連通可靠性下降速度很快，網絡的抗攻擊性很差。節(jié)點重要度排序靠前的節(jié)點一般為各原油海運通道中的必經節(jié)點，當首先選擇攻擊這些節(jié)點時，許多節(jié)點對之間不再連通，會大幅度降低網絡的連通可靠性，造成中國進口原油海運網絡癱瘓。

從圖5中可看出：當攻擊重要度最高的節(jié)點馬六甲海峽時，由于其有替代的節(jié)點巽他海峽和龍目海峽，因此馬六甲海峽的中斷沒有給網絡的連通可靠性帶來較大的不利影響，此時網絡連通可靠性為0.920 4；而當繼續(xù)攻擊霍爾木茲海峽時，網絡的連通可靠性驟降為0.441 8，因為從中東地區(qū)進口的原油絕大部分都要經由霍爾木茲海峽運輸，霍爾木茲海峽的失效將導致中東通道癱瘓；在攻擊巽他海峽時，馬六甲海峽的替代海峽中只有龍目海峽還連通，網絡的連通可靠性繼續(xù)惡化，此時為0.284 9；再攻擊龍目海峽時，網絡的連通可靠性僅為0.105 6，網絡中絕大部分OD對間不再連通，原因是除了拉美通道中的拉美國家經巴拿馬運河到我國的路徑外，其他原油海運網絡中各OD對的各條路徑都需經過馬六甲海峽、巽他海峽及龍目海峽，而當這3個海峽都被攻擊時，中東通道和非洲通道均不再連通，網絡中只有拉美地區(qū)的OD對可達；選擇攻擊臺灣海峽、巴士海峽、曼德海峽、安哥拉及阿曼都不會影響拉美地區(qū)3個國家經巴拿馬運河到我國OD對的連通性，網絡的連通可靠性不再發(fā)生變化；當攻擊拉美通道的委內瑞拉和哥倫比亞時，只有巴西經巴拿馬運河到我國的唯一一條OD對連通，網絡可靠性依次降為0.059和0.023；繼續(xù)攻擊巴拿馬運河時，整個網絡中的所有OD對不再連通，連通可靠性為0。

中國進口原油海運網絡中的各個通道都有關鍵節(jié)點，因此在選擇攻擊不同節(jié)點時，各原油海運通道的連通可靠性不盡相同。馬六甲海峽雖為整個網絡的關鍵節(jié)點，但當其面臨攻擊時，巽他海峽和龍目海峽可作為替代海峽，并沒有給3個通道的連通可靠性帶來較大影響；霍爾木茲海峽是中東通道的關鍵節(jié)點，在繼續(xù)攻擊霍爾木茲海峽時，中東通道的連通可靠性僅有0.185 3，下降了79.6%，而非洲通道和拉美通道的連通可靠性沒有受到影響；當繼續(xù)攻擊巽他海峽時，中東通道的連通可靠性變化不大，非洲通道的連通可靠性驟降為0.257 5，拉美通道的連通可靠性沒有變化；當繼續(xù)攻擊馬六甲海峽的另一個替代節(jié)點龍目海峽時，中東通道和非洲通道徹底癱瘓，連通可靠性為0，拉美通道由于可經巴拿馬運河到中國，其連通可靠性并未受到較大影響，之后保持不變；當攻擊拉美通道的委內瑞拉和哥倫比亞時，連通可靠性開始驟降到0.501 4和0.200 6；當攻擊巴拿馬運河時，其連通可靠性也驟降為0；至此，整個中國進口原油海運網絡不再連通。

2.4.32種攻擊模式對比

2種攻擊模式下的網絡連通可靠性對比見圖7。

圖7 2種攻擊模式下的網絡連通可靠性對比

從圖7中可看出：2種攻擊模式下的中國進口原油海運網絡的連通可靠性有較大差異。當網絡中的節(jié)點面臨選擇性攻擊時，網絡的連通可靠性反應劇烈，當只選擇攻擊馬六甲海峽和霍爾木茲海峽(即8%的節(jié)點)時，網絡的連通可靠性為0.441 8，降到原來的1/2以下，已變得相對較差。對于隨機性攻擊，當隨機攻擊8個節(jié)點(即33%的節(jié)點)時，網絡的連通可靠性與只選擇攻擊馬六甲海峽和霍爾木茲海峽時的連通可靠性基本相同；當進行第4次選擇性攻擊時，網絡的連通可靠性已降為0.105 6，隨機攻擊14個節(jié)點才會使網絡的連通可靠性降為0.1左右；在繼續(xù)選擇性攻擊第12個節(jié)點時，網絡的連通可靠性為0，此時網絡已完全癱瘓；隨機攻擊網絡中的21個節(jié)點會使整個網絡不再連通。

選擇性攻擊是攻擊一方首先對網絡中重要度高的節(jié)點發(fā)起攻擊，這些節(jié)點對保證網絡的連通性具有重要作用。當攻擊這些通道的關鍵節(jié)點時，網絡的結構會發(fā)生較大變化，從而使較多的OD對不再連通。當隨機性攻擊時，恰好攻擊到這些關鍵節(jié)點的概率較低，攻擊較多的節(jié)點才會使網絡癱瘓。因此，當攻擊一方掌握中國進口原油海運網絡的相關信息，對重要節(jié)點進行選擇攻擊時，會給整個網絡帶來較大破壞，原油的穩(wěn)定供應會遭受嚴重威脅。

3 結束語

利用蒙特卡洛模擬和不交化最小路集算法對中國進口原油海運網絡中節(jié)點面臨隨機性攻擊及選擇性攻擊時的網絡連通可靠性進行評估，得到以下結論：

1)根據節(jié)點度和節(jié)點工作強度指標計算的節(jié)點重要度，中國進口原油海運網絡中最重要的節(jié)點有馬六甲海峽和霍爾木茲海峽，且海峽和運河的重要度相對高于港口節(jié)點。

2)當網絡中節(jié)點面臨隨機性攻擊時，中國進口原油海運網絡相對可靠。當網絡中有1個節(jié)點隨機失效時，網絡的連通可靠性為0.940 7；隨機攻擊網絡中的21個節(jié)點會使整個網絡不再連通。

3)當網絡中的節(jié)點遭受選擇性攻擊時，網絡連通可靠性反應劇烈，原油穩(wěn)定供應遭受較大威脅。當選擇攻擊馬六甲海峽時，網絡的連通可靠性沒有受到太大影響；當繼續(xù)攻擊霍爾木茲海峽時，網絡的連通可靠性僅為0.441 8；當選擇性攻擊第4個節(jié)點時，網絡的連通可靠性僅為0.105 6，原油供應受到嚴重影響。若攻擊一方掌握網絡信息，在選擇性攻擊網絡中的重要節(jié)點時，會給原油運輸帶來巨大壓力。

4)在中國進口原油的3個海運通道中，拉美通道的連通可靠性相對最好，中東通道的連通可靠性相對最差，可通過適當增加拉美通道的原油進口份額來提高中國進口原油海運網絡的連通可靠性。

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ConnectivityReliabilityofMaritimeTransportationNetworkforImportingCrudeOiltoChina

LYUJing,WANGShuang

(School of Transportation Management, Dalian Maritime University, Dalian 116026, China)

In order to measure the effects of the function failure of nodes on the connectivity reliability of the maritime transportation network for importing crude oil to China, the important nodes in the network is identified and a connectivity reliability evaluation model is builded with Monte Carlo Simulation and the disjoint minimal path set algorithm. The evaluation results indicate that to random attack, the maritime transportation network is relatively reliable, but the targeted attack may cause a substantial decline in the network connectivity reliability, threatening the security of crude oil imports. The analysis also reveal that, comparatively, among the three crude oil importing shipping channels, the connectivity reliability of Latin channel is the best, the Middle East channel is the worst.

maritime transportation network for crude oil; connectivity reliability; node failure; random attack; targeted attack

U698

A