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基于韧性优化模型的城市道路交通网络灾后修复策略研究
| 论文题名： | 基于韧性优化模型的城市道路交通网络灾后修复策略研究 |
| 关键词： | 城市道路交通网络;灾后修复策略;韧性优化;日变交通配流 |
| 摘要： | 道路交通网络作为城市关键基础设施系统的重要组成部分，其对社会经济发展具有及其重要的意义。然而，由于道路交通网络中灾害发生的时空特征具有不确定性，目前还无法做到完全的灾前预防，也不可能完全消除交通运输体系的易损性和毁伤后果。因此，在重大扰动事件下，提升道路交通系统从扰动中快速恢复和维持预定功能的能力具有重要的现实意义。 道路交通网络系统韧性作为灾害风险管理的重要组成部分，能全面反映扰动事件下路网吸收干扰并从中恢复的能力，具有内涵丰富、评价综合全面等优点。基于此，本研究将以灾害发生后的城市道路交通网络为研究对象，以灾后初步修复期为研究时域，构建道路交通网络系统韧性评价模型，并以韧性评价结果指导灾后修复工作安排，构建基于韧性最优的修复决策模型。主要研究工作为以下几个方面： （1）提出城市道路交通网络系统韧性评价模型。从恢复过程入手，将路网韧性描述为灾害影响持续期内路网性能从衰竭水平到完全衰竭水平的平均距离，并在其中引入动态时间维度，提出动态化的路网韧性指标。从恢复结果入手，提出依赖于恢复持续时间和恢复结果的恢复速度指标，以描述路网从扰动中恢复的能力。通过路网韧性指标和恢复速度指标综合反映路网系统韧性，并展开算例分析。 （2）提出两类用户混合日变配流模型。灾害发生后，路网处于动态非均衡状态，假设交通需求弹性变化，交通流量以天为单位变化，并且为分析灾后出行信息对路网韧性的影响，在只考虑由ATIS提供出行信息的情境下，将出行用户群体分为ATIS用户和普通用户，考虑到两者路径选择行为模式存在差异性，构建考虑认知更新和行为惯性的两类用户混合日变动态配流模型，提出了基于历史流量的ATIS信息预测方法，并设计了模型求解算法。 （3）提出基于韧性最优的灾后修复决策模型。路网修复工作安排主要涉及到被修复路段的选择以及优先级排序。将路网韧性和恢复速度最大化作为双目标优化，将修复队数量和修复时间期限作为约束条件，建立每日更新路网通行能力的路网恢复模型，并采用日变配流模型描述流量分布，以此构建基于韧性最优的灾后路网修复决策模型，并在自适应遗传算法的基础上设计相应求解算法。 通过算例分析表明，路网韧性指标和恢复速度指标能全面反映扰动下的路网性能损失以及恢复效果，有效评价路网抵抗能力和恢复能力；通过与其它几种修复策略对比，最优修复决策模型的有效性和优越性得到验证。 |
| 作者： | 庞远兵 |
| 专业： | 交通运输 |
| 导师： | 张玺 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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