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重大灾害条件下应急交通疏散时间预测模型

吉林大学学报（工学版） 2013年第3期43卷 654-658页

作者：于德新仝倩杨兆升高鹏吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022 吉林大学交通学院长春130022 青岛市城市规划设计研究院青岛266071

针对重大灾害条件下应急疏散和救援工作难以获取真实数据的现状,以BPR(Bureau of public road)路阻函数为基础,分别建立了路段行程时间模型和路径行程时间模型,并给出了重大灾害条件下车辆应急疏散时间预测模型。以德州市路网为背景,采... 详细信息

针对重大灾害条件下应急疏散和救援工作难以获取真实数据的现状,以BPR(Bureau of public road)路阻函数为基础,分别建立了路段行程时间模型和路径行程时间模型,并给出了重大灾害条件下车辆应急疏散时间预测模型。以德州市路网为背景,采用TransModeler仿真软件搭建路网,模拟重大灾害事件,获取应急疏散时间数据,并对模型进行验证。试验结果表明:与现有仿真软件相比,该算法具有较高的保真度和精确度,为重大灾害条件下的应急疏散和救援工作提供了数据支持。

关键词：交通运输系统工程重大灾害应急交通疏散疏散时间预测模型

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应急交通疏散中的逆向车道操作方法

科技导报 2013年第28期31卷 43-47页

作者：周亚飞蔡靖程霄楠谢天生交通运输部水运科学研究院安全与应急技术研究中心北京100088

逆向车道操作方法是应急交通疏散研究的重要课题。以元胞传输模型(CTM)理论为基础,以最小化总行程时间为目标函数,构建了逆向车道操作数学模型。将模型应用于实例,利用MathProg语言和Lp_solve求解器对模型进行数值求解,利用微观交通仿... 详细信息

逆向车道操作方法是应急交通疏散研究的重要课题。以元胞传输模型(CTM)理论为基础,以最小化总行程时间为目标函数,构建了逆向车道操作数学模型。将模型应用于实例,利用MathProg语言和Lp_solve求解器对模型进行数值求解,利用微观交通仿真软件VISSIM对疏散过程进行微观仿真,并通过数值结果与仿真结果的比较,对模型进行了验证,从而使应急交通疏散的研究更贴近于实际情况。研究结果表明,该模型的逆向车道操作方法可显著提高疏散路网容量和疏散效率。

关键词：应急交通疏散逆向车道操作元胞传输模型数值求解微观交通仿真

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基于OREMS的城市应急交通疏散研究

中国安全科学学报 2010年第4期20卷 171-176页

作者：周亚飞刘茂南开大学城市公共安全研究中心天津300071

以天津奥林匹克中心地区在突发事件下的疏散为例来研究城市中的应急交通疏散。由GIS提供天津奥林匹克中心地区的道路和人口数据,利用美国国家橡树岭实验室为美国联邦公路局开发的应急交通疏散仿真软件OREMS(Oak Ridge Evacuation Modeli... 详细信息

以天津奥林匹克中心地区在突发事件下的疏散为例来研究城市中的应急交通疏散。由GIS提供天津奥林匹克中心地区的道路和人口数据,利用美国国家橡树岭实验室为美国联邦公路局开发的应急交通疏散仿真软件OREMS(Oak Ridge Evacuation Modeling System)对该地区的路网进行建模,并对人为交通控制策略下的疏散进行仿真模拟,得出疏散过程中疏散车辆数随时间的变化、瓶颈节点和路段以及完成疏散所需的时间等疏散效能参数,从而为制定应急策略提供相应的参考。

关键词：突发事件应急交通疏散 OREMS 天津奥林匹克中心地理信息系统(GIS)

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基于元胞传输模型的应急交通疏散研究

中国安全科学学报 2013年第4期23卷 172-176页

作者：周亚飞谢天生蔡靖程霄楠交通运输部水运科学研究院安全与应急技术研究中心

为降低台风、飓风、洪水等严重自然灾害情况下的人员伤亡和财产损失,研究大范围应急交通疏散变得越来越重要。以元胞传输模型(CTM)理论为基础,以最小化总行程时间为目标函数,构建应急交通疏散模型。基于数值求解与微观交通仿真方法,采用... 详细信息

为降低台风、飓风、洪水等严重自然灾害情况下的人员伤亡和财产损失,研究大范围应急交通疏散变得越来越重要。以元胞传输模型(CTM)理论为基础,以最小化总行程时间为目标函数,构建应急交通疏散模型。基于数值求解与微观交通仿真方法,采用MathProg和Lp-solve对应急交通疏散模型进行数值求解,并利用VISSIM软件对疏散过程进行微观仿真。通过案例应用,将数值结果与仿真结果进行比较分析,得出两者具有较好的一致性。

关键词：应急交通疏散元胞传输模型(CTM) 数值求解微观交通仿真 VISSIM

TransCAD与TransModeler在港口突发特大事故应急交通疏散问题方面的研究与应用

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水运工程 2008年第6期 60-63页

作者：姜长杰韦献兰交通部规划研究院北京100028

在分析港口应急交通疏散问题主要内容及研究现状的基础上,提出应用TransCAD与TransModeler制定或评价应急交通疏散方案的思路,并以某地区化工厂氯气泄漏事故为例展开应急交通疏散问题的研究。

关键词：突发事件应急交通疏散 TransCAD TransModeler

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灾害条件下应急交通疏散路径规划方法研究

灾害条件下应急交通疏散路径规划方法研究

作者：王萍燕山大学

学位级别：硕士

近年以来,各国灾害事件频繁发生,这些灾害发生后,事发点及周围的路网往往受到严重的损坏,导致灾区群众的疏散效率极低,对人们的生命财产构成了严重的威胁。为了减轻或者避免灾害带来的各种损失,灾害发生时应该及时地采取有效科学的应急... 详细信息

近年以来,各国灾害事件频繁发生,这些灾害发生后,事发点及周围的路网往往受到严重的损坏,导致灾区群众的疏散效率极低,对人们的生命财产构成了严重的威胁。为了减轻或者避免灾害带来的各种损失,灾害发生时应该及时地采取有效科学的应急保障措施。因此,深入分析灾害对路网的影响,建立一套有效的灾害应急交通疏散系统显得尤其重要。本文是以区域路网为主要研究对象,对灾害条件下应急交通疏散路径规划方法进行了研究。首先,基于GIS地图确定灾害对路网的影响范围,提出灾害对路网的影响持续时间估计方法;其次,分析灾害条件下路网可靠性,运用基于解析算法的不交积之和算法和基于近似算法的蒙特卡罗算法计算路网连通可靠度,通过计算路网节点间的连通可靠度评价灾害影响区域内的路网连通性;然后,设计灾害条件下的多目标路阻函数,提出灾害条件下基于驾驶员偏好的动态路径优化算法,这种设计使得函数可以根据驾驶员的偏好不同而不同,充分考虑了不同驾驶员的驾驶习惯,同时使计算效率大大提升;最后,通过假定广州市番禹区发生的灾害事件为例,建立灾害条件下应急交通疏散路径规划系统,运用VISSIM软件对疏散路径进行仿真运行,结果表明应急疏散路径规划系统的可行性。

关键词：灾害影响范围连通可靠性路径规划应急交通疏散

基于Multi-Agent的站区应急交通疏散预案仿真方法研究

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基于Multi-Agent的站区应急交通疏散预案仿真方法研究

作者：杜文丹北京交通大学

学位级别：硕士

现代大型客运站是集多种交通方式一体的综合交通枢纽,是大量乘客集散的场所,一旦发生突发事件就会造成重大人员伤亡和财产损失,如何在应急事件背景下实现优化站区疏散方案,是当前我国大型客运站亟待解决的重大课题,该问题在理论和实践... 详细信息

现代大型客运站是集多种交通方式一体的综合交通枢纽,是大量乘客集散的场所,一旦发生突发事件就会造成重大人员伤亡和财产损失,如何在应急事件背景下实现优化站区疏散方案,是当前我国大型客运站亟待解决的重大课题,该问题在理论和实践两方面都没有得到很好的解决。本论文针对大型客运站站区交通疏散问题的复杂性,在参加铁道部重点计划科研项目“大型客运站运营管理与智能化服务深化研究”的研究基础上,结合北京南站的实际,采用多智能体模型对大型客运站站区应急交通疏散仿真方法进行了选题研究。本文首先对国内外研究现状进行了深入分析。然后,对站区应急交通疏散问题进行了系统分析,主要包括：站区应急事件分析,站区应急交通疏散内容分析,站区应急事件对交通的影响分析,站区应急交通疏散策略分析。其次,基于Multi-Agent系统理论对站区交通应急疏散仿真方法进行了研究,提出了站区应急交通疏散多智能体系统设计方法和仿真实现方法,主要包括：构建站区交通应急疏散多智能体系统,包括被疏散者子系统、疏散管理者子系统和疏散空间子系统;用多智能体仿真软件Netlogo构建两个疏散模型,分别为站区应急交通疏解模型和站区一避难所疏散模型。最后,对北京南站站区交通应急疏散进行了仿真实例分析,在对北京南站站区路网进行仿真环境分析的基础上,提出了不同类型应急事件交通疏散预案,并进行了仿真评价分析,包括：站区道路物理性破坏应急事件下交通疏散预案仿真评价分析;站区道路功能性破坏应急事件下交通疏散预案仿真评价分析;站区道路物理性和功能性正常应急事件下交通疏散预案仿真评价分析,针对分析结论提出了相应的交通管理措施。

关键词：站区应急事件应急交通疏散 Multi-Agent

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基于元胞传输模型的应急交通疏散模型及优化

基于元胞传输模型的应急交通疏散模型及优化

作者：王敏华东交通大学

学位级别：硕士

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... 详细信息

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。

关键词：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

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突发事件下城市路网应急交通疏散策略研究

突发事件下城市路网应急交通疏散策略研究

作者：邱映寒华南理工大学

学位级别：硕士

台风、洪水、化工厂火灾等突发事件的发生,会对受灾影响区域造成一定的人员伤亡和经济财产损失。为了最大程度地保证受灾人员的生命财产安全,应急管理部门需要根据突发事件的特征,科学高效地为受灾人员制定城市路网应急交通疏散策略。... 详细信息

台风、洪水、化工厂火灾等突发事件的发生,会对受灾影响区域造成一定的人员伤亡和经济财产损失。为了最大程度地保证受灾人员的生命财产安全,应急管理部门需要根据突发事件的特征,科学高效地为受灾人员制定城市路网应急交通疏散策略。由于我国城市人口规模较大、城市人口较为集中、且无车人员占有一定的比例,突发事件发生后无车人员往往需要从划定的受灾小区步行到指定的应急疏散集结点等待救援,然后借助政府部门提供的交通工具进行疏散。对于决策者而言,应急疏散集结点的位置选址和受灾小区到集结点的疏散人数分配往往要结合无车人员步行集结的时间、速度和距离等因素,从效率性、安全性和公平性等多方面进行综合考虑。此外,由于突发事件会对城市路网应急交通疏散过程造成影响,可能会出现车辆行程时间变长、道路通行能力下降、路段通行风险性增加等问题,应急疏散交通流的运行状态也会出现不确定性。因此,应急疏散交通组织管理措施的制定需要对应急疏散过程的不确定性进行分析。基于此,本文通过阅读国内外相关文献,梳理突发事件和应急交通疏散策略相关的基础理论;在分析应急疏散集结点选址和应急疏散交通组织管理影响因素的基础上,以受灾影响区域内无车人员为研究对象,提出分步疏散策略:先进行应急疏散集结点选址优化,再进行应急疏散交通组织管理决策。在应急疏散集结点选址优化过程中,考虑人车因素的影响,建立应急疏散集结点选址优化模型并运用多目标进化算法NSGA-III求解;在应急疏散交通组织管理决策过程中,利用元胞传输模型模拟动态疏散交通流环境,考虑应急疏散过程的不确定性,构建基于场景生成的应急疏散交通组织管理决策模型并运用Gurobi软件求解。通过算例仿真与结果分析,验证所提出的分步疏散策略的有效性。本文的主要研究工作如下:(1)首先考虑受灾小区内应急疏散需求点和备选应急疏散集结点选取的相关条件,构建应急疏散需求-集结点网络,然后结合受灾人员步行集结和应急车辆加载到路网的约束,以总出行时间最小、总穿越干路次数最少和集结点的疏散需求总覆盖度最大为目标,建立应急疏散集结点选址优化模型并运用多目标进化算法NSGA-III进行求解,确定应急疏散集结点位置和需求点分配到集结点的疏散人数,最后以南京市某区域为案例进行数值仿真和结果分析,验证了该模型和算法的适用性。(2)利用元胞传输模型描述疏散交通流的动态特性,根据疏散需求、道路供给和疏散风险参数表征应急疏散过程的不确定性,以期望总出行风险最小化为目标,构建基于场景生成的单阶段和两阶段应急疏散交通组织管理决策模型,然后运用数学规划软件Gurobi求解得到交通组织管理措施如疏散交通流动态分配、逆向车道组织和交叉口冲突消除策略,最后通过算例仿真和结果分析,验证了该模型的有效性。(3)结合应急疏散集结点选址优化和应急疏散交通组织管理决策方法,提出突发事件下城市路网应急交通疏散策略,即分步疏散策略,然后通过设计数值算例实验,对仿真结果进行分析,验证了本文所提出的分步疏散策略的适用性和有效性。本文研究可为应急管理部门在突发事件发生后制定合理可靠的城市路网应急交通疏散策略提供技术支撑,对提高城市应急响应能力、健全应急疏散体系具有重要的理论意义和现实价值。

关键词：应急交通疏散分步疏散策略道路交通组织管理应急疏散集结点选址