突发事件下山地城市路网脆弱性研究

作     者：祝兮来 

作者单位：重庆交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：任其亮

授予年度：2024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：突发事件 脆弱性 山地城市 路网结构 交通功能 

摘      要：随着我国经济蓬勃发展和城市居民不断增加,中国城市迈入城镇化和机动化的新时代。在这个过程中,以突发事件为主的城市交通问题逐渐成为了困扰中国城市的普遍难题。与平原城市相比,山地城市交通系统更具复杂性和特殊性,独特的地形、交通线路布局和道路设计等因素使得山地城市更容易受到外部灾害和事故的冲击,导致道路封闭、交通中断、车辆滞留等现象,从而对城市居民的出行、物资运输和紧急救援等方面产生深远影响。因此,本文将对山地城市路网的结构脆弱性和功能脆弱性两个方面进行深入分析,旨在全面探究突发事件对山地城市交通网络所带来的影响。 首先基于山地城市背景,分析了突发事件的定义、分类和成因,并引入复杂网络理论,通过算例详细介绍了常见复杂网络指标。其次,在国内外学者研究的基础上,总结出山地城市结构脆弱性的内涵,利用度蓄意攻击,介数蓄意攻击和随机攻击模拟突发事件作用,并通过DEMATEL-ISM解释结构模型,对山地城市路网结构脆弱性影响因素进行了分析。 然后,将平均节点度、最大连通子图相对大小、网络效率、平均点坡度熵以及考虑了山地城市特殊路段影响的Page Rank向量作为评价指标,综合利用AHP层次分析法与变异系数法计算各指标权重,构建了山地路网结构脆弱性综合评估函数模型。同时从道路通行能力的变化角度出发,构建了基于不同突发事件加重影响的山地城市路网功能脆弱性模型。最后以重庆市渝北区某道路交通网络为例进行实例分析。 研究结果表明:结构脆弱性与功能脆弱性存在关联,结构脆弱性高的区域具有较高功能脆弱性;攻击比例达到0.2左右时,网络结构脆弱性的增长速度明显加快;且在介数蓄意攻击的情况下,山地城市路网结构脆弱性增加更快;道路等级较低且替代路径有限的路段,功能脆弱性普遍较高,应加强防护;除了直接作用区域以外,突发事件对周边区域的路网也会产生一定程度的辐射效应,这种效应随着空间距离的增加而逐渐降低。