基于元胞传输模型的应急交通疏散模型及优化

作     者：王敏 

作者单位：华东交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曾明华

授予年度：2018年

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 082302[工学-交通信息工程及控制] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：应急交通疏散 救援组织 元胞传输模型 需求可拆分 遗传算法 

摘      要：应急疏散交通组织方法是应对自然灾害或突发事件的必要手段。行之有效的交通疏散和救援组织能够将危险区域内的人员迅速疏散到安全地带,提高疏散效率、减少人员伤亡。在应急疏散交通组织中,除小汽车车流的疏散外,救援车辆接送待疏散人员的组织是更为复杂的一部分。充分利用救援车辆的运输能力以更快速地满足人员聚集点的疏散需求,是在较短的时间内完成疏散救援的有力保证。本文建立了基于元胞传输模型(cell transmission model,CTM)的应急交通疏散模型,该模型考虑多需求点多疏散终点时包含救援巴士车流及小汽车车流的混合交通流应急疏散。其后,研究了车辆在元胞传输模型路网下的流动机制,并以此为纽带,采用需求可拆分车辆路径问题(split delivery vehicle routing problem,SDVRP)的方法对应急交通疏散模型进行了优化。优化后的模型利用CTM时空离散化的优势对救援巴士的状态进行即时更新,最大化利用救援巴士的输送能力及时将人员聚集点拆分出的疏散需求送达安全地带。为求解优化后的基于元胞传输模型的应急交通疏散模型,本文设计了位置编码的遗传算法编码方案,并给出相应的种群初始化方法及进化操作过程。通过对模拟案例的分析,验证了所建模型的可行性和所设计算法的有效性。本文对应急交通疏散的研究进行了新的尝试,CTM路网下车辆流动机制的模拟、SDVRP方法对疏散模型的优化、位置编码的遗传算法设计等研究成果丰富了应急交通疏散理论,为应急交通疏散和救援组织工作提供了理论依据和决策支持。