地铁不仅是一个城市公共交通的主要组成部分,也担任着城市居民日常出行最为依赖的交通工具这一角色。随着各大城市地铁建设速度的快速提高,关于地铁运行的安全问题也日益受到人们的关注和重视,车辆故障、突发大客流、自然灾害、恐怖袭击等突发事件频频造成地铁站点或线路的瘫痪,引发地铁网络的脆弱性,破坏城市整体交通网络的正常运行。在此背景下,对地铁网络脆弱性问题的防控和治理也更为迫切和必要。本文在大量阅读和梳理文献的基础上,以城市地铁的运营和发展现状为背景,搜集了90起国内外地铁运行事故的案例,对案例资料进行统计分析并结合地铁实际访谈的结果,得到当前地铁运行过程中存在的主要问题。其次,为了确定激发地铁网络脆弱性的主要因素,首先借助扎根理论对上述90起事故案例进行更为深入地分析,通过开放性编码、主轴编码和选择性编码等步骤建立起地铁网络脆弱性的理论模型,并从中识别出影响地铁网络脆弱性的基本因素:再次利用DEMATEL方法对所有基本因素进行筛选,最终得出人员、设备、环境、管理四个影响地铁网络脆弱性的一级因素,及其所包含的9个二级因素与20个三级因素。在此基础上,为深入研究我国城市地铁网络脆弱性的演化路径,从多层耦合网络理论入手,构建了以影响因素为节点、因素之间的逻辑作用关系为连边的城市地铁的多层因素网络模型,并利用事故链分析法对各因素之间的相互作用关系进行了辨识,同时基于这些关系确定了该多层网络模型的层间耦合作用方式及路径。紧接着,为了进一步探究城市地铁网络脆弱性的动态演化过程,在城市地铁的多层因素网络模型的基础上,利用系统动力学分析的方法建立了城市地铁网络脆弱性的SD结构模型,一方面确定了系统边界和系统中所包含的要素,给出了系统因果关系图和系统流图,另一方面借助模糊层次分析法、回归分析法和专家打分法得到了系统中各变量的差分方程。最后,以西安地铁为例,将其相关数据输入上述模型中,对西安地铁网络脆弱性的变化趋势。首先对模型中各变量的取值进行调控,观察西安地铁网络脆弱性的动态深化规律,及其对于不同影响因素的敏感性水平:然后仿真分析不同网络层之间的耦合作用关系对地铁网络脆弱性的影响趋势和影响程度。研究发现,西安地铁网络的脆弱性水平存在峰值,呈现出先增加后逐步降低的变化趋势;在分析了地铁运行事故对各因素的敏感性程度之后,发现地铁设备系统、安全管理水平和员工综合职能水平等因素对西安地铁网络脆弱性的影响最为显著:另外,网络层之间的耦合作用强度与地铁网络脆弱性水平成正比,层间耦合作用越小,地铁网络的脆弱性就越低,其中人员-设备层与人员-管理层之间的耦合关系强度对激发地铁网络的脆弱性有着较高的影响。最后,综合西安地铁网络脆弱性的动态仿真结果,提出了相应的脆弱性防控策略。本文的研究对我国城市地铁网络脆弱性的动态演化过程进行了辨识,也扩展了多层耦合网络理论在地铁脆弱性领域的应用研究。与此同时,本文给出了如何从地铁网络脆弱性的主要影响因素入手去有效地预防、控制和降低地铁运行过程中的脆弱性,具有一定的实际意义。