一种被动分洪情景下的分洪区避险转移方案编制方法

摘要

本发明公开了一种被动分洪情景下的分洪区避险转移方案编制方法，属于灾害避险调度规划及其适应性对策研究技术领域。本发明包括生成避险转移原始静态可行路径表；评价人员转移代价；评价基于时间窗口的避险转移方案；建立被动分洪情景下避险转移模型；求解所述避险转移模型。本发明充分考虑了洪水演进过程对避险转移过程的影响以及转移过程中的道路拥堵情况，所提出的时间窗口概念实现了二者与避险转移模型的有机结合,准确描述被动分洪情景下人员的转移过程。同时,针对传统方法在人员转移代价方面的不足,提出的基于道路拥堵系数的避险转移代价评价函数,实现了人员转移代价的科学量化。

说明书

技术领域

本发明属于灾害避险调度规划及其适应性对策研究技术领域，更具体 地，涉及一种被动分洪情景下的分洪区避险转移方案编制方法。

背景技术

分洪区洪水受灾人员避险转移方案制定是一种必要的非工程性防灾、 减灾措施，其将洪灾的自然规律和人为响应过程相结合，在充分利用己有 资料和信息的基础上，运用系统分析方法和计算机模拟技术制定出最佳避 险转移方案，为抗洪救灾决策规划提供科学依据。洪灾避险的目的是求得 待转移人员到救灾点的最佳撤离路线，目前多采用Dijkstra最短路径搜索 算法，但其计算和存储效率随着网络节点数的增大变低，不能满足避险转 移系统中对海量信息处理的需要。而被动分洪下的避险转移更是一类复杂 的多维、多约束、非线性规划问题，庞大的计算规模使得常规数学求解方 法的适应性受到限制，“维数灾”问题突出。同时，被动溃口洪水的演进 对转移道路的淹没情况是一个实时动态的过程，需根据洪水演进的时间尺 度有效识别转移道路的淹没情况，而现有主动分洪下的避险转移方法已不 适用于突发洪水事件情景下的可行道路快速选取及避险转移路径快速生成 要求。此外，避险转移过程中对道路的复用易导致拥堵问题，而现有研究 多采用一种半理论、半经验方法(例如路阻函数法和随机数模拟法)进行 道路拥堵权重计算，其未从流量、车速、密度三个主要参数对道路拥堵的 影响进行科学的分析，未能对不同时段道路阻力值进行准确的量化描述。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种被动分洪情景 下的分洪区避险转移方案编制方法，制定出充分考虑洪水动态演进过程、 人员避险转移方式、转移道路拥堵情况的避险转移方案，为管理部门制定 被动分洪情景下分洪区避险转移策略提供决策支持，以解决现有方法难以 满足突发洪水事件情景下的可行道路快速选取及避险转移路径快速生成要 求的技术问题。

本发明提供一种被动分洪情景下的分洪区避险转移方案编制方法，包 括以下步骤：

步骤1生成避险转移原始静态可行路径表，包括各行政村至可到达安 全地点的所有可行路径；

步骤2评价人员转移代价，若为有指挥情形则执行子步骤(2-1)，若 为无指挥情形则执行子步骤(2-2)，包括：

(2-1)针对第i个避险转移主体通过第j个路段，其转移耗时代价函 数如下公式所示：

$Cost\left(r_i^j\right)=\frac{S_j}{v_i}$

其中，为第i个避险转移主体通过第j个路段需要的时间；S_j为 第j个路段的长度；v_i为第i个避险转移主体的移动速度；

(2-2)针对第i个避险转移主体通过第j个路段，其转移耗时代价函 数如公下式所示：

$\cos t\left(r_i^j\right)=\frac{S_j}{v_i}·G_j\left(N\right)$

其中，G_j(N)为第j个路段的拥堵系数；

步骤3评价基于时间窗口的避险转移方案，包括以下子步骤：

(3-1)根据洪水演进的时间尺度和总时段长度，将整个避险转移期划 分为若干个大小均等的时段，每个时段为一个时间窗口，每个时间窗口包 含洪水淹没道路信息、道路的人数和来源信息以及道路拥堵信息；

(3-2)同时考虑洪水淹没过程和道路拥堵情况，计算道路在每个时间 窗口的拥堵系数，实现避险转移方案的评价；

步骤4以所有避险转移主体的转移时间花费总和最小为优化目标，建 立被动分洪情景下避险转移模型如下所示：