震后路网破坏下的救援物资车辆路径选择研究

论文摘要

城市道路交通系统是城市复杂巨系统的重要组成部分,它直接影响着整个城市的经济发展及居民日常生活活动。城市道路交通网络复杂交织,当地震灾害发生时,不同程度的道路损害以及坍塌建筑物覆盖在路面,都将严重影响整个道路网络的通行能力,进而降低通行效率。地震灾害发生时不仅会造成直接的经济损失,倘若因救援工作不及时引起的间接损失也是非常严重的。因此,对地震灾害发生后救援物资车辆的路径选择进行研究具有重要的现实意义。本文分析了地震灾害对城市道路通行能力的影响,确立了沿城市道路两侧建筑物的坍塌是影响城市道路通行能力的主要因素。在此基础上,基于瓦砾分布范围模型,结合沿城市道路两侧建筑物与道路以及建筑物与建筑物之间的位置关系,对地震灾害发生后道路通行能力进行重新评估。在地震灾害发生后,对救援物资车辆的路径选择从两方面进行展开:(1)出行前救援物资车辆路径选择。在震后城市道路网上,基于用户随机均衡分配模型,对灾害发生后城市交通需求进行预测,确定震后城市道路各路段的行程时间,建立了考虑行程时间和经济花费的出行前救援物资车辆路径选择模型;(2)出行中救援物资车辆路径选择。根据实时余震及道路交通信息,对出行前确定的路径进行调整,将出行前选择路径实时下的综合效用值与选择绕行路径时的综合效用值进行比较,以此作为救援物资车辆在出行中路径选择的依据。在案例分析中,对地震灾害发生后各路段的通行能力进行了重新评估,在此基础上基于用户随机均衡分配模型,通过MATLAB编程实现对灾害发生后交通分配预测,得出震后各个路段的预测交通量,然后图的遍历算法确定出行前救援车辆行驶路径。在救援物资车辆出行中的路径选择过程中,分析了不同流量、不同时刻到达拥挤路段情况下,通过拥挤路段的行程时间,可以此作为救援物资车辆出行中路径调整的参考依据,以实现救援物资车辆快速、经济地到达救援目的地。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 国内外研究的现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 国内外研究现状分析
• 1.3 研究内容
• 1.4 技术路线
• 第2章 震后城市道路通行能力应急评估
• 2.1 震后城市道路通行能力评估必要性
• 2.2 地震对道路通行能力影响分析
• 2.3 抗震减灾应急规划资料收集
• 2.3.1 建筑物和桥梁抗震能力资料收集
• 2.3.2 路段和建筑物资料收集
• 2.4 震后道路通行能力的确定
• 2.4.1 震后路段车道组计算
• 2.4.2 震后道路通行能力评估
• 2.5 本章小结
• 第3章 路网破坏下的救援物资车辆路径选择模型
• 3.1 路径选择决策目标分析
• 3.1.1 救援物资车辆特点分析
• 3.1.2 路径选择影响因素分析
• 3.1.3 救援物资车辆目标函数
• 3.2 出行前救援物资车辆路径选择
• 3.2.1 基于Logit 随机用户均衡配流模型
• 3.2.2 基于Logit 随机用户均衡配流模型求解算法
• 3.2.3 救援物资车辆路径选择模型
• 3.3 出行中救援物资车辆路径调整
• 3.3.1 实时信息下救援物资车辆路径调整思路
• 3.3.2 交通拥堵下救援物资车辆路径调整
• 3.3.3 道路中断下救援物资车辆路径调整
• 3.4 本章小结
• 第4章 震后救援物资车辆路径选择案例分析
• 4.1 案例路网及属性
• 4.1.1 震前路网属性
• 4.1.2 震后路段通行能力评估
• 4.1.3 震后路网属性
• 4.2 救援物资车辆路径选择案例计算
• 4.2.1 出行前救援物资车辆路径选择案例计算
• 4.2.2 出行中救援物资车辆路径调整案例计算
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢