干线公路应急疏散与应急资源配置研究

摘要

近年来，以高速公路为骨架、国省干线公路为主体的干线公路网快速形成，但交通事件的频发，对出行者造成极其严重的损失，给公路网的安全运行带来巨大压力，救援系统需进一步完善。本文主要研究交通事件发生时的区域干线公路网交通应急疏散和应急资源配置问题。
　　本文首先以河北省干线公路网为研究对象，制作ArcGIS的路网矢量图，构建网络数据集，根据区域干线公路网应急疏散的特点，建立基于改进蚁群算法的区域干线公路网应急疏散路径模型。在干线公路上进行路径分析时需考虑道路的通行能力和通行时间的影响，建立各路段通行能力矩阵，设置为蚁群算法的初始信息素浓度，同时将路段路阻引入到算法的状态转移规则中，在算法更新信息素的同时也对道路路阻进行了更新；对信息素采用局部更新和全局更新，同时借用最大-最小蚁群算法的思想，设置信息素的取值范围，尽量减少信息素浓度过大或过小时对最优解的影响。借助GIS的专题地图功能将路径分析数据图形化，使得路径信息以更加直观的形式体现出来。然后结合实际从应急服务站点选址及资源配置需求出发，将干线公路运行系统中各个要素统一成点、线和面的网络关系。在出救时间、应急资源点建设成本、资源运输成本都为区间数的条件下，兼顾应急响应总时间最短以及社会经济效益最大，采用选址模型与区间分析相结合的方法，建立区域干线公路网应急保障相关资源选址与配置的一体化模型。考虑到干线公路上新建专用的应急服务设施点成本较高，依托现有的干线公路应急服务设施点作为应急资源优化配置地址。该研究是为了及时、有效地处理各种突发性交通事件，实现快速疏散和紧急救助，以达到减少人员伤亡和经济损失的目的。应急疏散和应急站点选址是干线公路管理的重要组成部分，对促进干线公路的可持续发展有重要意义。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目的和意义

1.4 论文的研究内容与方法

1.5 论文的技术路线

第二章 交通疏散分配模型

2.1 交通分配的概述

2.2 最优路径算法

2.3 平衡分配模型

2.4 非平衡模型

2.5 本章小结

第三章 基于蚁群算法的交通应急疏散系统

3.1 蚁群算法的概述

3.2 蚁群算法的改进

3.3 应急疏散路径蚁群算法的实现步骤

3.4 路径分析的GIS技术

3.5 仿真实验及结果分析

3.6 本章小结

第四章 资源选址模型

4.1 经典应急设施模型

4.2 干线公路突发事件特征分析

4.3 本章小结

第五章 资源配置一体化模型

5.1 问题描述及假设

5.2 区间数的运算

5.3 干线公路应急资源配置过程

5.4 模糊规划模型的建立与求解

5.5 仿真实验及结果分析

5.6 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果