面向应急疏散的山区公路交通节点连通性研究

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第 4期

宋永朝，等：面向应急疏散的山区公路交通节点连通性研究

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0 引言 近年来世界各地灾害事件频发，严重影响了社

路段中断时，连线公路

能及时将人员、车辆疏散到相

邻公路，这在抗灾救灾中发挥着重要作用。

会发展及公众安全，如何应对突发事件，保障公众生 命财产安全已成为世界各国的重要议题，关于路网应急疏散问题的研究已经成为研究热点 l 1]。路网应

2疏散连通可靠性 2 . 1疏散连通度 2 . 1 . 1 疏散连通度定义的提出

急疏散是指发生突发性灾害事件时，将处于路网中的人员、车辆及时疏散到安全区域，从而使灾害事件

路网连通可靠性体现了交通网络节点两两之间 保持连通的概率。连通性的分析主要是找出给定节点对问的连通强度],节点间的连通强度是网络可

带来的负面影响尽量降至最低。路网的连通性反映了网络中各节点的连通状况，体现了交通网络的结 构特征],路网存在的连通性问题加重了灾害事件造成的危害程度。

靠性的重要度量，不能简单地以 0或 1来表征，线路 连通度是具有模糊性的l l。

灾害事件发生时，人们关心的是如何进行人员的救护、车辆的疏散及救灾物资的输送。当灾害事

2 O世纪 7 0年代国外开始了路网疏散、连通可 靠度等方面的研究。。;中国开展相关研究相对较晚，大多从城市路网应急疏散问题、高速公路紧急救援系统方面进行了相关研究],在路网可靠度及通路算法方面也展开了一定的研究l l 7]。目前针对山区路网应对突发事件下的应急疏散问题研究较少，山区公路网布局形式多为并列形、树权形，干线公路在山区路网中起着重要作用，一旦灾害事件导致某条干线公路中断，对山区的应急疏散和救援工作将会

件导致部分交通网络瘫痪时，剩余的交通路网充当 着交通生命线的作用，以提供应急处置和救援。因此，为便于分析在灾害性事件下山区干线公路及重 要路段问的交通节点的连通性问题，在此提出了疏散连通度 ( C o n n e c t i v i t y Re l i a b i l i t y o f E me r g e n c y

E v a c u a t i o n, C R E E )的概念。先假设灾害事件已导致山区路网中的某条路段 e 处于

中断状态，局域路网中用于人员、机动车辆应急疏散的剩余路径保持

造成严重打击。因此，探讨灾害事件下山区干线公 路及重要路段间交通节点的连通性问题，就显得非 常必要。

连通状态的概率定义为该路段的疏散连通度，表示 为 E R E 。其中，用于分析该路段的局部路网范围设 定为：以路段两端交通节点的连线中点为圆心，以R 为半径的圆所覆盖的面积， R的取值根据情况而定， 可取 1 0、 2 0、 5 0 k m等。

本文中笔者以山区公路为研究对象，量化分析灾害事件下干线公路各交通节点问路段的应急疏散能力，进而找出山区局域路网中连通性能薄弱的路段。同时，结合山区地形地貌特征及山区路网特点，

采用图论方法，山区路网的连通图记为 N ( V,

E),其中， 为路网 N的节点集， E为路网 N的边集，由于山区公路一般为双向交通， N( V, E)为无向图，其余未加说明的图论定义参见文献 r - 1 1]。如图 1所示，路段两端相连的邻接节点为、 ,路段 P 对应的剩余路径集 E一{ e。一e。一e P。 P , e 4一e 5一P 6 P 7, e 9 8一g 7},剩余路径集 E ,保持连通状态的概率即为路段 e的疏散连通度，记为 E c R 。

对灾害事件下路网连通性能薄弱路段提出了合理的 改善建议。

1 山区路网分布特性 山区与平原、微丘地区相比，具有独特的地形地貌特征，受山脉、河川、峡谷等地形条件所限，公路网 形式多呈并列形、树权形或条形l 8]。山区公路按交通功能可分为干线公路、支线公路、连线公路 (或者

从疏散连通度的定义可知，路段的疏散连通度表明了所在局部路网范围内该路段交通节点依靠剩余路径相互连通的强度，反映了路段处于瘫痪状况下该路段邻接节点存在的疏散能力。路段的疏散连

称为辅线公路 ),干线公路等级较高、行车速度较快、 通行能力较大，，与外部路网直接相连；支线公路由于受山区地形限制，一般与相邻公路呈不连通状态；干

线公路通过连线公路，与并行或

局部路段并行的相 邻公路相连。 灾害性事件发生时，山区公路网的有效连通是

通度较大，说明该路段在遇到灾害导致通行中断时， 其邻接节点能较好地通过其他路径进行交通疏散；

反之，则该路段邻接节点通过其他路径进行交通疏

应急处置、紧急救援的有利保障，干线公路是灾害事件下生命通道的主要承担者。当山区干线公路部分

散的能力较差，应适当增加该邻接节点的连接线，为 灾害事件下的应急疏散和救援工作提供保障。因

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