基于微观仿真的车辆疏散策略研究

发布时间：2020-09-29 21:45

　　目前城市局部区域重大突发事故频发,给城市居民安全造成了很大的威胁。针对危险品泄漏、爆炸引发的火灾、核泄漏等重大城市隐患,急需研制一套有效的疏散方法。交通流分配模型、多目标优化模型、数学建模分析、计算机仿真等,常用来研究疏散问题,采用信号控制的车辆疏散多是利用信号配时参数优化、路径规划等思路。针对车辆通过交叉口时不同流向组合的研究并不多。而突发事故场景下,车辆作为城市较大范围受影响时的主要疏散对象,忽略流向问题会影响疏散效率。与此同时事故场景复杂、多数情况难以预测,通过做实验获取灾害数据进行数学分析并不合适,因此本研究通过对流向组合的深入研究,旨在制定较为完备的微观疏散仿真方法,为车辆的高效、安全疏散制定策略并实现仿真模拟。针对车辆疏散策略仿真方法的研究,分为三个模块进行。(1)疏散仿真模型构建。利用C++程序实现包括路网结构模拟、车辆运行模拟和信号控制模拟。实现可以对各种场景、不同车辆、多种策略进行加载、分析,并对仿真效果进行评价及优化的完备模型。(2)毒气泄漏及火灾场景分析。利用高斯气体扩散模型、BLEVE火球动态计算模型对不同场景下的事故影响范围进行验算和确定,根据对人体造成损害的浓度标准将疏散区域划分成危害区和缓冲区,以制定不同应急响应等级的疏散措施。(3)逐层寻优式信号控制策略。针对车辆流向组合的高复杂度以及不同应急等级的事故范围,利用先从内层危害区进行局部信号控制策略优化,找出局部最优控制策略,再结合外层缓冲区进行全局信号控制策略优化的方法,最终得到整个路网高效的信号控制疏散策略。
【学位单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U491
【部分图文】：

仿真方法,微观

图１－１微观疏散仿真方法构成逡逑Ｆｉｇｕｒｅｌ－１邋Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ邋ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ邋ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑１．３．２研究目标逡逑面对城市突发事故场景下事故影响区域范围、程度的不同，以及车辆对于应逡逑急疏散时间的敏感性、路径规划的合理性，本文将围绕以下几个目标展开研究：逡逑（１）突发事故场景下车辆仿真模型框架。包括路网搭建模拟、车辆加载模逡逑拟、信号控制方式模拟等。逡逑（２）制定毒气泄漏场景下的车辆疏散策略。根据高斯气体扩散模型及事故逡逑程度确定疏散范围，制定对疏散范围采取分区控制、逐层优化的策略。逡逑（３）制定火灾事故场景下的车辆疏散策略。根据ＢＬＥＶＥ火球动态计算模逡逑型及事故程度确定疏散范围，制定无冲突流向的信号控制策略。逡逑

毒气,影响范围,大气稳定度,有毒气体

逦ｇｚ邋＝邋０．０８ｘＶｌ邋＋邋０．００１５ｘ逡逑当大气稳定度较稳定时，有毒气体瞬时泄露的影响区域在下风向和垂直风向逡逑上都有较大范围的扩散，区域近似为椭圆，如图２－２所示，星形处为泄露源所在逡逑１７逡逑

毒气,影响范围

逦？逡逑下风向逡逑图２＿：１毒气连续泄露影响范围逡逑Ｆｉｇｕｒｅ２－１邋Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ邋ｇａｓ邋ｒｅｌｅａｓｅ邋ｒａｎｇｅ逡逑２．４．２毒气瞬时泄漏扩散模型逡逑用来模拟气体连续性扩散模型的高斯扩散模型［４１］，见公式（２－３）：逡逑｛ｘ－ｘｑ）２逦－（ｙ－ｙ0）２邋－ｘｑ逡逑Ｃ0，ｙ，０）＝—＾——ｅ逦ｅ邋２ａｙ逦（２－３）逡逑Ｖ邋＾邋Ｊ邋｛２ｎ）＾ａｘａｙａｚ逡逑当气体为瞬时性泄漏时扩散系数的计算如公式如下表２－４所示。逡逑表２－４扩散系数＿逡逑逦Ｔａｂｌｅ２－４邋Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ邋ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ［４１］逦逡逑大气稳定度逦Ｇｙ邋＝邋Ｃｘ逦0ｚ逦逡逑Ａ逦Ｇｙ逦＝逦０．３２ｘＶｌ逦＋逦０．０００４ｘ逦ｏｚ逦＝逦０＿２４ｘＶｌ逦＋逦Ｏ．ＯＯｌｘ逡逑Ｂ逦ａｙ逦＝逦０．３２Ｗ１逦＋逦０．０００４ｘ逦ｏｚ逦＝逦０．２４Ｗ１逦Ｈ－逦Ｏ．ＯＯｌｘ逡逑Ｃ逦Ｇｙ邋＝邋０．２２ｘＶｌ邋＋邋０．０００４ｘ逦ｏｚ邋＝邋０．２ｘ逡逑Ｄ逦Ｇｙ逦＝逦０．１６Ｗｌ逦＋逦０．０００４ｘ逦ｏｚ逦—逦０．１４ｘＶｌ逦＋逦０．００３ｘ逡逑Ｅ逦ａｙ邋＝邋Ｏ．ｌｌＷｌ邋＋邋０．０００４ｘ逦ｏｚ邋＝邋０．０８Ｗ１邋＋邋０．００１５ｘ逡逑Ｆ逦Ｇｙ邋—邋Ｏ．ｌｌＷｌ邋＋邋０．０００４ａ逦ｇｚ邋＝邋０．０８ｘＶｌ邋＋邋０．００１５ｘ逡逑当大气稳定度较稳定时，有毒气体瞬时泄露的影响区域在下风向和垂直风向逡逑上都有较大范围的扩散，区域近似为椭圆，如图２－２所示，星形处为泄露源所在逡逑１７逡逑

【参考文献】