应急疏散路网关键路段识别及疏散策略优化

发布时间：2020-07-21 21:17

【摘要】：近年来,各类突发交通事件发生频率明显增大,这些事件对城市交通系统带来严重的影响。突发交通事件发生后,交通管理部门在必须在短时间内采取合理的交通组织措施或策略进行疏散,减少事件危害。但由于城市人口密集,汽车保有量巨大,现在的城市道路网已然无法满足当前的常态交通需求了。如果再发生突发交通事件,导致交通需求激增,原有交通路网受到不同程度破坏,造成交通系统供需极大不平衡,原有的交通组织已经无法有效地完成疏散任务的需要。如何采用合适的应急疏散组织策略,对应急路网进行路段通行方向再组织,改善现有网络容纳疏散车流量,有效地将事态发生后激增的、有明显方向交通需求快速疏散,减少疏散时间、降低事件影响,从而提升路网的疏散效率,减轻路网的疏散压力。由于管理资源有限,城市路网复杂,要顾及到任何一条路段是十分困难的,所以最快找到应急路网的关键路段进行管理或者对其进行逆向设置,以最节约时间与管理资源的方式保证疏散正常运行,甚至提高疏散效率才是管理者的最优先目标。本文在对应急路网关键路段识别技术研究的基础上,结合突发事件条件下城市道路网络中交通网络特性、交通需求特性、交通流特性等方面,分析针对关键路段的交通组织办法,对城市交通路网中突发事件环境下的应急疏散组织进行研究。首先,在对应急疏散交通路网关键路段识别方法分析的基础上,利用最小费用流理论,建立基于最小费用流关键边识别模型,并在经典的最小费用路算法基础上设计了相应的算法。并根据不同研究角度下的关键路段,研究了在最小费用最大流情况下应急路网疏散效率与路段关系,运用路段关键路段识别算法,运用改进的增量分配法在交通分配下获得在路段通行能力降级状态下路网总运行时间的变化趋势,利用MATLAB对其进行求解,分析各路段对这整个路网的影响,寻找路网中对网络影响较大及被破坏的可能性较高的路段,选择针对关键路段的有效交通组织方案,以提高疏散效率,减轻拥堵和延误情况。最后,以兰州市内部分道路交通路网为例进行实例分析,分别基于关键路段失效后果与关键路段设置逆向车道提出优化疏散策略意见。
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U492.8
【图文】：

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技术路线图

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应急疏散路网关键路段识别及疏散策略优化网可靠性参照了“木桶”原理，力求找到路网中的瓶颈路段并采取有效的交通的是增强路网的抗破坏能力。所以提高路网关键路段的可靠性也就是提高了路坏能力。于被破坏影响路段的分类，研究者[29]将路网中的路段分类为：一般路段：路网路段，其断开或连通对路网整体的通行能力影响较小，可以忽略的路段；重要开之后对路网整体通行能力有较大影响的路段；薄弱路段：从历史材料中可以破坏几率高，被选则几率高的路段；关键路段是那些被破坏概率较高路段与路整个路网同行能力较大路段的交集。如下图所示。

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图 3.3 基于路网脆弱性的关键路段识别流程图此方法从根本上说明了路段对路网的作用大小。但在重要路段识别方面还有细化的地方。对于路段对路网通行能力的量化计算还没有多少研究成果，尤其是路网是复杂路网时，计算量过大。对于应急路网的而言，重要路段的重要程度就是其断开与连通时路网清空时间的变化趋势。3.4.3 应急路网路径方向确定本文中要研究的应急路网与常态交通下的路网脆弱路段相比：突发事件下的应急路网中脆弱路段集在考虑其脆弱性时，还必须考虑其方向性。应急路网应理解为强控路段，即在很短时间内管理者利用现场人员、交叉口信号管控系统对进入与流出的车辆进行严格控制，并且通过交通诱导尽可能让个人选择路径倾向于管理者所指定的路径。所以，应急路网的确定意味着疏散路径的确定，疏散路径的确定意味着路段行径方向的确定。通过路网历史材料，除了找出其脆弱路段集，还必须记录其脆弱度性的方向，在所研究的应急路网中剔除不必要的路段，简化识别过程。

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