中国的高铁与航空系统承载着国内主要的长途运输功能。许多城市既有高铁车站又有机场,因此高铁和航空系统在长途运输功能上发挥着互补的作用。同时,高铁和航空系统频繁受到台风、暴雨、暴雪等灾害的影响,造成列车和航班大面积取消或晚点,影响人们的出行。对高铁和航空系统在在各类灾害下的脆弱性进行研究,具有很强的现实意义。然而目前的大多数相关研究只是针对单个系统的脆弱性进行分析,从互补的角度,对两个系统在灾害下的脆弱性研究涉及较少。本文对中国高铁和航空系统的脆弱性研究分为两部分,一部分是互补系统的可达性分析,本文选用可达性作为评价系统性能的指标,系统脆弱性则定义为灾害情形下可达性的降低幅度;另一部分是在灾害情形下互补系统的脆弱性分析。本文在构建高铁和航空系统的耦合关系的基础上,提出了基于列车和航班时刻表的互补系统可达性计算方法,进而对高铁系统和航空系统在不同出发时刻下,不同时间区域内的可达性进行分析。本文分析了互补系统在随机破坏、蓄意攻击和区域攻击三种破坏方式下的脆弱性,并从动态互补角度对两个系统在灾害下的互补强度进行了量化。研究结果表明:长三角地区城市群的高铁可达性和互补系统可达性较好,一线城市和准一线城市的航空可达性较好;不同出发时刻下,城市的航空可达性波动较小,高铁可达性在夜间波动较大,互补系统的可达性均高于单个系统;随机破坏下高铁系统比航空系统更脆弱;在破坏概率低时,航空系统对高铁系统的动态互补作用更强,破坏概率高时则相反;区域攻击下,破坏半径小于50km时,高铁系统的关键区域分布在长三角,航空系统的关键区域分布在珠三角,区域破坏半径大于50km小于300km时,高铁系统和航空系统的关键区域都分布在长三角,但是区域圆心不同。