降级路网应急救援车辆路径选择研究

摘要

社会经济的飞速发展、城市规模的不断扩大及各种不确定性因素（如降雨降雪天气、交通事故、雾霾天气以及大规模停电等）的影响可能导致发生严重危害人们生命财产安全的事件。管理人员已充分认识到了快速可靠的应急救援的重要性，而应急救援的路径选择问题是其关键。事实上，时变的交通流量、偶发的交通事故、突发的交通拥挤，交通管制等会造成路网全局或局部通行能力的衰减，引起路网容量不同程度的降级，导致车辆在路段上旅行时间存在随机性，从救援中心到事故地之间只存在随机最短路径。由于应急救援车辆路径问题具有紧急性、不确定性等特点，决定了求解常态下车辆路径问题的方法不适合应急救援问题，因此，研究降级路网的应急救援路径问题，可以弥补路网发生降级时应急救援路径选择理论研究的不足，而且对应急救援管理者的决策具有一定借鉴意义。
　　本文主要研究路网降级时应急救援车辆的路径选择问题。首先，通过对国内外降级路网、应急救援路径选择以及行程时间可靠性三个方面的现状研究进行归纳分析，提出研究思路与整体框架。然后，在定义降级路网后，建立了降级路网行程时间期望值模型和可靠度模型;分析应急救援的特点，对照常态下车辆路径选择的影响因素，确定了影响应急救援路径选择的因素。进而针对城市路网发生降级、道路通行能力下降时，考虑拥堵点、拥堵时间的随机变化以及出行者心理决策作用，提出了以拥堵点为起点的柔性择路策略;以应急救援路径期望行程时间最短、行程时间可靠性最大为目标构建了应急救援路径选择的多目标加权规划模型;在基于基本蚁群算法基础上，提出动态调整信息素挥发因子策略、动态调整信息素策略，并改进转移概率公式，基于改进蚁群算法设计了应急救援路径选择模型的求解算法。最后，对降级路网应急救援路径选择问题进行了案例分析，比较以路径行程时间最小为目标的路径问题可知加权模型具有可行性，更符合应急救援路径选择实情。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究综述

1．3 课题来源

1．4 论文研究目标、内容和方法

第二章 降级路网应急救援路径选择相关理论

2．1 降级路网相关研究

2．2 应急救援相关研究

2．3 车辆路径选择问题相关研究

2．4 本章小结

第三章 降级路网应急救援柔性路径模型

3．1 问题描述

3．2 模型基本假设

3．3 柔性路径选择模型构建

3．4 本章小结

第四章 应急救援路径选择模型的求解算法

4．1 基本蚁群算法原理

4．2 基本蚁群算法数学模型

4．3 蚁群算法的改进

4．4 改进的蚁群算法的求解步骤

4．5 本章小结

第五章 案例分析

5．1 案例分析

5．2 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A (攻读学位期间所发表的学术论文)