考虑多节点拥堵的城市道路网级联失效仿真

摘要

为量化城市路网在多个节点突发拥堵时出现的级联失效现象,解决网络重要节点拥堵而引起的连锁反应问题,本文构建了双层网络配流的网级联失效模型,采用计算路网拥堵度完成该情景下的级联失效仿真研究的方法,对级联失效现象进行分析.首先采用原始法构建路网的几何拓扑图,依次从拓扑图中删除拥堵节点,然后利用连通度、最大连通子图相对大小与圈数率3个鲁棒性评价指标衡量路网通行效率,计算出通行效率不低于10％条件下的最大节点失效比例,再运用双层网络配流模型测算级联失效时的路网拥堵度,最后通过Transcad 4.5和Matlab 2012a完成对包含54个节点、92条路段的成都市某地中等规模路网的仿真实验.实验结果表明:路网在最不利条件下的最大节点失效比例为19.3％;相比于单个拥堵节点,2个以上节点同时拥堵更易造成路网出现级联失效现象;当拥堵节点数目超过7个后,拥堵度逐渐趋于稳定并使路网到达其鲁棒性的极限.该研究旨在为多节点失效条件下的路网管控措施提供仿真技术参考.