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基于复杂网络的城市路网韧性提升策略研究
| 论文题名： | 基于复杂网络的城市路网韧性提升策略研究 |
| 关键词： | 城市交通;路网韧性;复杂网络;级联失效 |
| 摘要： | 随着社会经济的迅猛发展，我国交通基础设施规模稳步提升，但规模的增加意味着遭遇自然灾害的风险也进一步加大，其在抵御灾害过程中的脆弱性也不断地暴露出来。我国地域辽阔，地形和气候条件复杂，致使交通运输自然灾害种类繁多，常见的自然灾害主要有地震、暴雨、雪灾、风害，冻融等，当交通设施受到自然灾害破坏时，极易造成局部甚至区域综合交通网络的瘫痪。因此，本文基于以上背景对城市路网韧性提升措施进行研究。 本文通过梳理国内外有关研究，明确了对城市路网的韧性提升的研究范围注重路网受到干扰后的恢复阶段，并辨析了韧性与可靠性、鲁棒性、脆弱性的关系，将城市路网韧性依据不同特性分为结构韧性和功能韧性。将路网韧性影响因素概况为网络结构属性、交通流量属性及其他属性，利用DEMATEL/ISM集成模型对城市路网进行分析影响因素，得到影响因素解释结构模型图。 依据结构韧性和功能韧性的特点结合影响因素解释结构模型选取相应的评价指标，包含结构熵、边有效比、紧密度、交叉口饱和度和相邻交叉口平均富裕饱和度，通过变异系数法确定各指标所占权重，进而确定整体路网韧性函数。结构-功能参数方程中选取中介度和单元交通量为指标进行路网单元重要度评估，找出路网单元中较为重要的路网单元。 将路网单元失效类型分为中断型失效和拥堵型失效，基于路网失效级联效应构建单元失效网络演变模型，将恢复速度和韧性增长率作为韧性提升效果评价指标，提升策略中主要考虑增加边数、退化程度、恢复速率和惯性系数等指标变化，依据指标变化情况制定相应韧性提升策略。 选取安徽省宣城市水阳江大道区域内的路网进行案例分析。利用ArcGIS、Gephi将城市路网抽象成拓扑结构，并结合路网流量计算结构熵、边有效比、紧密度指标、交叉口饱和度、相邻交叉口平均饱和度值，并确定路网韧性指数函数。选取节点22进行韧性提升措施研究，从节点中断、路段中断、节点拥堵、路段拥堵四个方面分析单元失效下指标变化，并制定相应的提升措施。本文对城市路网韧性提升策略的研究，能够为之后的理论研究提供参考，为城市路网的规划建设提供指导建议。 |
| 作者： | 张广亮 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 王健 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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