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考虑网络韧性的灾后公路修复决策优化
| 论文题名： | 考虑网络韧性的灾后公路修复决策优化 |
| 关键词： | 网络韧性;自然灾害;公路网修复;决策优化 |
| 摘要： | 2020年，1.3亿以上人次遭受自然灾害影响，国家直接经济损失超过1700亿元。针对此类突发公共事件，政府开始构建越加成熟的应急管理机制。在城市遭受自然灾害打击后，受损公路运输系统的修复是开展应急救援工作的第一步。灾后公路网修复问题往往从受损路段修复的选择、排序、稀缺资源分配等单一视角修复交通网络，在衡量网络性能恢复情况时通常以整体最优作为优化目标，鲜少考虑救援过程中的公平性。因此，本文基于路段修复时序和资源分配的综合视角研究灾后公路网修复问题。 首先，根据系统韧性理论搭建基于网络拓扑结构的交通网韧性指标体系，以对网络在任意时间下整体性能进行测度。在此基础上，构建网络韧性最大化的灾后公路修复时序优化模型，基于遗传算法设计求解方法，确定应恢复的受损路段序号及其恢复时序，以期在到达规定救援时限后交通网络性能得到最大程度的恢复。 其次，自然灾害破坏程度大、波及范围广泛，可能出现跨省、市、区的情况，为保障大型区域下辖的各分区之间在优化网络性能的同时保持救援的公平性，搭建多区域救助资源分配模型，以各分区间恢复后的交通网韧性值差异最小化为目标，以总体区域内救援资源的有限性为约束，求解最优资源分配方案。 最后，将辽宁省的高速公路网作为实际案例进行实证分析。以各高速公路长度、车道数等物理属性以及高速收费站OD流量为基础数据，通过模拟暴雪灾害验证了模型的可行性。实验结果表明：网络韧性最大化的灾后公路修复时序优化模型求解的受损路段修复方案的效率高于随机修复方案；维修队数量的增多可提升路网性能最终恢复程度；通过10种救援场景的对比，考虑公平性的多区域救助资源分配模型优化的资源分配方案明显不同于仅考虑大型区域交通网韧性值最优的方案，更加贯彻“以人为本”的救援原则。 本文整合受损路段修复时序问题与救援资源分配问题，网络韧性最大化的灾后公路修复时序优化模型从局部视角提供受损路段修复的最优时序，考虑公平性的多区域救助资源分配模型从全局视角对紧急救援资源统筹分配，可为应急指挥救援行动的决策者提供有效参考。 |
| 作者： | 赵雪婷 |
| 专业： | 交通运输规划与管理 |
| 导师： | 贾鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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