高速铁路运营安全管理成熟度与监督演化博弈模型研究

本书探讨了高速铁路运营安全管理的成熟度及其监督演化博弈模型，系统地分析和研究了高速铁路运营安全管理体系的构建、评价、优化及其动态演化博弈过程。全书主要章节安排如下：第一章介绍了研究的背景、意义和现状，阐述了高速铁路运营安全管理的重要性，并提出了研究的主要目标和内容。第二章综述了相关基础理论，包括综合评价理论、传统与演化博弈理论以及系统动力学理论。第三章构建了高速铁路运营安全管理体系成熟度模型，并提出了基于灰色系统理论的综合评价方法，对高铁运营安全管理水平进行了定量化分析。第四章基于演化博弈理论，构建了高铁运营安全监督系统和多委托方监督的静态演化博弈模型，分析了各利益相关方之间的博弈关系和策略选择。第五章运用系统动力学理论，建立了高铁运营安全监督博弈演化的系统动力学模型，通过仿真分析揭示了博弈参与者的行为特征及其稳定性状态。第六章针对高铁运营安全监督系统奖惩机制进行了优化研究，提出了动态奖励、动态奖惩和优化动态奖惩模型，旨在实现高铁运营安全监督系统中各参与方的最优控制状态。第七章为主要工作、 研究结论及未来展望。

本书第一章介绍了研究的背景、意义和现状, 阐述了高速铁路运营安全管理的重要性, 并提出了研究的主要目标和内容。第二章综述了相关基础理论, 包括综合评价理论、传统与演化博弈理论以及系统动力学理论。第三章构建了高速铁路运营安全管理体系成熟度模型, 并提出了基于灰色系统理论的综合评价方法, 对高铁运营安全管理水平进行了定量化分析。第四章基于演化博弈理论, 构建了高铁运营安全监督系统和多委托方监督的静态演化博弈模型, 分析了各利益相关方之间的博弈关系和策略选择。第五章运用系统动力学理论, 建立了高铁运营安全监督博弈演化的系统动力学模型, 通过仿真分析揭示了博弈参与者的行为特征及其稳定性状态。第六章针对高铁运营安全监督系统奖惩机制进行了优化研究, 提出了动态奖励、动态奖惩和优化动态奖惩模型, 旨在实现高铁运营安全监督系统中各参与方的最优控制状态。

李科宏，西南交通大学交通信息及控制专业工学博士，西华大学管理学院讲师，主要研究方向为系统工程和系统安全。

目 录 １ 绪论 ………………………………………………………………… （１） １. １ 研究背景及意义 …………………………………………… （１） １. ２ 国内外研究现状 …………………………………………… （４） １. ２. １ 成熟度理论研究 …………………………………… （４） １. ２. ２ 安全评价体系和方法研究 ……………………… （１３） １. ２. ３ 铁路运营安全管理体系研究 …………………… （１６） １. ２. ４ 高铁委托运输管理模式研究 …………………… （２１） １. ２. ５ 博弈论结合系统动力学方法研究 ……………… （２４） １. ２. ６ 小结 ……………………………………………… （２６） １. ３ 研究方案 ………………………………………………… （２８） １. ３. １ 研究目标 ………………………………………… （２８） １. ３. ２ 研究内容、 结构及技术路线 …………………… （２８） ２ 相关基础方法和理论 …………………………………………… （３１） ２. １ 综合评价方法 …………………………………………… （３１） ２. １. １ 传统综合评价方法 ……………………………… （３１） ２. １. ２ 基于灰色系统理论的综合评价方法 …………… （３５） ２. ２ 传统博弈理论与演化博弈理论 ………………………… （３８） ２. ２. １ 传统博弈理论的局限性与演化博弈理论的产生 ……………………………………………… （３８） ２. ２. ２ 相关概念和基础知识 …………………………… （３９） ２. ２. ３ 演化博弈理论的复制动态、 演化稳定策略及演化均衡 ……………………………………………… （４０） ２. ２. ４ 演化博弈模型的均衡稳定性判别方法 ………… （４２） ２. ２. ５ 传统博弈理论与演化博弈理论中的假设比较 … （４３） ２. ３ 系统动力学理论 ………………………………………… （４４） ２. ３. １ 系统动力学概述 ………………………………… （４４） ２. ３. ２ 系统动力学建模基础 …………………………… （４５） ２. ３. ３ 系统动力学模拟仿真 …………………………… （４８） ２. ３. ４ 系统动力学模型构建的基本步骤 ……………… （４９） ２. ４ 本章小结 ………………………………………………… （５０） ３ 高铁运营安全管理体系成熟度模型及灰色综合评价方法研究 ………………………………………………………… （５３） ３. １ 高铁运营安全管理体系成熟度模型 …………………… （５３） ３. １. １ 属性维度 ………………………………………… （５５） ３. １. ２ 水平维度 ………………………………………… （６３） ３. ２ 高铁运营安全管理体系成熟度灰色综合评价方法 …… （６５） ３. ２. １ 评价指标体系、 等级特征及估值范围 ………… （６５） ３. ２. ２ 单元层和要素层成熟度评价 …………………… （６６） ３. ３ 案例分析 ………………………………………………… （６８） ３. ４ 本章小结 ………………………………………………… （７２） ４ 高铁运营安全监督系统静态演化博弈模型研究 …………… （７４） ４. １ 高铁运营安全监督系统现状 …………………………… （７５） ４. １. １ 国家铁路局行政安全监察监管 ………………… （７５） ４. １. ２ 国铁集团企业内部安全监管 …………………… （７６） ４. ２ 高铁运营安全监督系统静态演化博弈模型 …………… （７８） ４. ２. １ 模型描述及构建 ………………………………… （７８） ４. ２. ２ 模型求解与分析 ………………………………… （８１） ４. ２. ３ 模型稳定性证明 ………………………………… （８５） ４. ３ 高铁运营安全监督系统多受托方静态演化博弈模型 … （８６） ４. ３. １ 模型描述及构建 ………………………………… （８６） ４. ３. ２ 模型求解与分析 ………………………………… （８８） ４. ３. ３ 模型稳定性证明 ………………………………… （９１） ４. ４ 本章小结 ………………………………………………… （９３） ５ 高铁运营安全监督系统静态演化博弈系统动力学模型研究 ………………………………………………………… （９４） ５. １ 建模目的及系统边界确定 ……………………………… （９４） ５. ２ 高铁运营安全监督系统静态演化博弈系统动力学模型 ……………………………………………………… （９５） ５. ２. １ 系统模型结构分析 ……………………………… （９５） ２５. ２. ２ 模型仿真及稳定性分析 ………………………… （１０１） ５. ３ 高铁运营安全监督系统多受托方静态演化博弈系统动力学模型 ……………………………………………………… （１０５） ５. ３. １ 系统模型结构分析 ……………………………… （１０５） ５. ３. ２ 模型仿真及稳定性分析 ………………………… （１１０） ５. ４ 本章小结 ………………………………………………… （１１４） ６ 高铁运营安全监督系统奖惩机制优化研究 ………………… （１１６） ６. １ 高铁运营安全监督系统动态演化博弈模型 …………… （１１６） ６. １. １ 动态奖励模型求解及稳定性证明 ……………… （１１６） ６. １. ２ 基于系统动力学的动态奖励模型仿真及稳定性分析 ……………………………………………… （１１９） ６. １. ３ 动态奖惩模型求解及稳定性证明 ……………… （１２１） ６. １. ４ 基于系统动力学的动态奖惩模型仿真及稳定性分析 ……………………………………………… （１２２） ６. １. ５ 优化动态奖惩模型求解及稳定性证明 ………… （１２４） ６. １. ６ 基于系统动力学的优化动态奖惩模型仿真及稳定性分析 ……………………………………………… （１２６） ６. ２ 高铁运营安全监督系统多受托方动态演化博弈模型…… （１２８） ６. ２. １ 多受托方动态奖惩模型求解及稳定性证明 …… （１２８） ６. ２. ２ 基于系统动力学的多受托方动态奖惩模型仿真及稳定性分析 …………………………………… （１３０） ６. ３ 本章小结 ………………………………………………… （１３４） ７ 主要工作、 研究结论及未来展望 …………………………… （１３６） ７. １ 主要工作与研究结论 …………………………………… （１３６） ７. ２ 未来展望 ………………………………………………… （１３９） 参考文献 …………………………………………………………… （１４１） 附表 成熟度等级定义及评价方法 ……………………………… （１５４）