地震条件下城市货运枢纽规划问题研究

论文摘要

破坏性地震的发生,给城市货运枢纽带来了极大的压力。货运枢纽规模布局能否符合灾后救援物资调度运输要求,决定了灾后紧急救援工作能否顺利完成。因此在城市发展建设中,以规划年限内城市可能发生的最大等级震害为背景,考虑地震影响下货运网络与货运需求的城市货运枢纽规划是一项与城市总体规划同步,甚至要超前进行的重要工作。货运网络上的在途可靠运输时间和救援物资需求量是地震条件下货运枢纽规划中的两个重要影响因素。本文在对货运网络抗震连通可靠度和路段修正运行速度分析基础上,对地震条件下救援物资在途可靠运输时间进行分析。本文以满足灾区人员的基本生存需求为依据,对地震条件下依赖货运枢纽的救援物资需求估算方法进行研究。在震害下人员伤亡量和避难生成量预测基础上,建立救援物资需求概念模型,并量化救援物资需求。以救援物资储备量和需求量为依据,建立了依赖货运枢纽的救援物资调度模型,从而确定地震条件下依赖货运枢纽的救援物资流向与流量。在此基础上分别提出地震条件下的容量限制和非容量限制货运枢纽选址模型。地震条件下容量限制货运枢纽选址模型以各类物资运送时间约束下总物资可靠运输时间最小为目标函数。目标函数包含:在途可靠运输时间费用、枢纽内拥挤等待时间费用和超时惩罚费用。对比Aykin算法,本文运用的引入平衡分配的模拟退火启发式算法,降低了延时费用和总时间费用。地震条件下非容量限制货运枢纽选址模型同样以各类物资运送时间约束下总物资可靠运输时间最小为目标函数,不同之处为枢纽个数是变量,枢纽建设费用代替枢纽内等待时间费用包含在目标方程中。对比枚举算法可知,基于模拟退火的启发式算法可得到最优解。最后以长春为例,分别进行了地震条件下救援物资需求与调运分析、容量限制和非容量限制货运枢纽选址分析,验证了本规划方法的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 国内外研究现状及评价
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 国内外研究现状评价
• 1.3 本文主要研究内容
• 1.4 研究技术路线
• 第2章 地震条件下货运网络与货运需求分析
• 2.1 地震条件下路网连通可靠度分析
• 2.1.1 路径抗震连通可靠度的影响因素
• 2.1.2 交通单元抗震连通可靠度分析
• 2.2 地震条件下在途可靠运输时间分析
• 2.2.1 地震条件下路段修正运行速度
• 2.2.2 地震条件下路段平均行驶时间
• 2.2.3 地震条件下在途可靠运输时间定义
• 2.3 基于灾区人员的货运需求分析
• 2.3.1 震害人员伤亡量预测
• 2.3.2 基于土地变量的避难人员生成量预测
• 2.3.3 救援物资需求量化表达
• 2.4 本章小结
• 第3章 地震条件下货运枢纽选址模型
• 3.1 依赖货运枢纽的救援物资调运优化
• 3.1.1 救援物资调运保障依据
• 3.1.2 救援物资调运优化模型
• 3.2 地震条件下容量限制货运枢纽选址模型
• 3.2.1 模型假设
• 3.2.2 模型建立
• 3.2.3 模型求解
• 3.3 地震条件下非容量限制货运枢纽选址模型
• 3.3.1 模型假设
• 3.3.2 模型建立
• 3.3.3 模型求解
• 3.4 本章小结
• 第4章 地震条件下货运枢纽规划案例分析
• 4.1 案例分析背景
• 4.2 基于灾区人员的救援物资货运需求及调运量分析
• 4.2.1 基于灾区人员的救援物资货运需求分析
• 4.2.2 救援物资调运量分析
• 4.3 备选枢纽设定
• 4.4 地震条件下容量限制货运枢纽选址
• 4.4.1 各枢纽内消耗时间确定
• 4.4.2 地震条件下容量限制货运枢纽选址结果
• 4.5 地震条件下非容量限制货运枢纽选址
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 附录 A
• 附录 B