基于改进节点删除法的高速公路路段脆弱性评估

发布时间：2017-08-21 02:12

  本文关键词：基于改进节点删除法的高速公路路段脆弱性评估

  更多相关文章： 高速公路 脆弱性 节点删除法 级联失效 DEMATEL/ISM

【摘要】：高速公路系统作为现代化运输通道,对区域经济和社会发展具有重要作用。但是高速公路部分系统的性能往往受到各种事件影响而下降,高速公路表现出脆弱性,尤其是不良天气发生后,路段封闭或拥堵频发,事故报道屡见不鲜。明确和分析高速公路系统中的路段脆弱性有利于保证系统的正常运行,提高应急疏散效率。首先,本文梳理了高速公路系统脆弱性的定义、相关概念和基本特点,由于隐蔽性和激发条件多样性是脆弱性的主要特点,因此挖掘系统脆弱性被激发的条件是脆弱性研究的基础。根据是否直接影响多条路段为根据,各因素分为宏观脆弱因子和微观脆弱因子,用德尔菲法确定影响关系矩阵。利用DEMATEL/ISM集成模型建立脆弱因子层次关系模型,发现网络拓扑结构是脆弱性的直接影响因子,不良天气是激发脆弱性的主脆弱因子,因此重点分析不良天气下路网拓扑结构变化和路段失效特点。其次,分析不良天气下高速公路道路失效特点,发现受不良天气影响严重的路段,其强制型失效概率大,相邻路段通行能力也受天气影响而降低,因分担失效路段的交通量而流量增加,发生拥堵型失效的概率增加。然而传统节点删除法只考虑路段单独失效,没有考虑相邻路段通行能力的折减,这不符合不良天气对道路交通系统的影响特点。最后,结合不良天气下高速公路道路失效特点,提出考虑级联失效的改进节点删除法来评估高速公路路段脆弱度,该脆弱度评估模型重点解决三个问题:基础数据的获取、脆弱度评估指标选取以及算法设计。高速公路路段脆弱度评估所需的基础数据包括网络拓扑结构、路段长度、车道数、行驶速度和OD矩阵,评估指标包括结构脆弱度、路段失效概率、失效后果严重度,路段流量根据用户均衡分配模型获得,通行能力的折减系数根据事件等级和路段速度确定,改进节点删除法比传统节点删除法更适用于不良天气下高速公路路段脆弱度评估。以黑龙江省高速公路网为例,应用两种方法对路段脆弱度进行计算,并结合评价结果提出相应的改善措施和建议。
【关键词】：高速公路 脆弱性 节点删除法 级联失效 DEMATEL/ISM
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U492.8
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题来源及研究的背景和意义10-11
• 1.1.1 课题来源10
• 1.1.2 课题研究的背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状及分析11-15
• 1.2.1 国外研究现状11-13
• 1.2.2 国内研究现状13-14
• 1.2.3 国内外文献综述的简析14-15
• 1.3 主要研究内容及技术路线15-17
• 1.3.1 主要研究内容15
• 1.3.2 技术路线15-17
• 第2章 高速公路系统脆弱性界定及影响因素分析17-28
• 2.1 高速公路系统脆弱性17-20
• 2.1.1 脆弱性与可靠性的区别18
• 2.1.2 脆弱性与鲁棒性的区别18-19
• 2.1.3 脆弱性与可达性的区别19
• 2.1.4 脆弱性与风险的区别19-20
• 2.2 高速公路系统脆弱性的影响因素20-22
• 2.2.1 脆弱性影响因素分类20
• 2.2.2 脆弱性影响因素的作用机理20-22
• 2.3 基于DEMATEL/ISM集成模型的高速公路系统脆弱因子识别22-26
• 2.3.1 DEMATEL/ISM集成模型简介22-23
• 2.3.2 高速公路系统脆弱因子识别模型的构建23-24
• 2.3.3 高速公路系统脆弱因子识别模型的求解24-26
• 2.4 高速公路系统脆弱因子分析26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 基于改进节点删除法的高速公路脆弱路段识别28-45
• 3.1 高速公路路段失效类型28-29
• 3.1.1 路段强制型失效28-29
• 3.1.2 路段拥堵型失效29
• 3.2 基于改进节点删除法的高速公路脆弱路段识别模型29-33
• 3.2.1 节点删除法30
• 3.2.2 改进节点删除法与传统节点删除法的区别30-31
• 3.2.3 基于改进节点删除法的脆弱路段识别流程31-33
• 3.3 结构脆弱度的评价指标33-36
• 3.3.1 路段的度33-34
• 3.3.2 网络连通度34
• 3.3.3 聚类系数34-35
• 3.3.4 介数35
• 3.3.5 网络路径长度35-36
• 3.3.6 网络效率36
• 3.4 路段失效概率模型36-38
• 3.4.1 路段拥堵型失效概率模型36-37
• 3.4.2 路段强制型失效概率模型37-38
• 3.5 失效后果严重度的评价指标38-41
• 3.5.1 未满足交通需求占比38-39
• 3.5.2 出行成本变化率39-41
• 3.6 高速公路系统脆弱性的算法设计41-44
• 3.6.1 OD矩阵计算41
• 3.6.2 交通量分配41-43
• 3.6.3 通行能力折减43-44
• 3.7 本章小结44-45
• 第4章 黑龙江省高速公路网络脆弱性分析45-55
• 4.1 研究范围45-46
• 4.2 路网基础数据46-48
• 4.2.1 路网简化原则46
• 4.2.2 路段和节点信息46-48
• 4.3 脆弱度指标计算结果及分析48-53
• 4.3.1 结构脆弱度48-49
• 4.3.2 路段失效概率49-51
• 4.3.3 路段失效后果严重度51-53
• 4.4 改善措施和建议53-54
• 4.5 本章小结54-55
• 结论与展望55-56
• 参考文献56-60
• 附录60-62
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果62-64
• 致谢64-65
• 个人简历65

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1 李静茹;基于改进节点删除法的高速公路路段脆弱性评估[D];哈尔滨工业大学;2016年

2 易鑫;网络关键节点发现在反洗钱中的应用研究[D];华中科技大学;2007年

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本文编号：710207