大城市應(yīng)急交通疏散規(guī)劃及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著城市化進(jìn)程和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，原有發(fā)展過程中的城市問題不斷涌現(xiàn)，越來越多的大型危機(jī)、復(fù)合型危機(jī)以功能多樣化、人口集中的大城市為載體，導(dǎo)致突發(fā)事件頻頻爆發(fā)。應(yīng)急疏散是世界各國應(yīng)對大型突發(fā)災(zāi)難性事件，防止和減少人員傷亡的重要措施之一。應(yīng)急疏散涉及面廣，協(xié)調(diào)難度大，包含的不確定因素多，在疏散過程中對交通組織指揮和管理水平的要求非常高。我國當(dāng)前對應(yīng)急疏散的研究還處于起步階段，為了科學(xué)應(yīng)對突發(fā)事件，確保北京2008奧運(yùn)會(huì)的順利舉辦，國家“十

2、五”科技攻關(guān)計(jì)劃把應(yīng)急交通疏散列為重點(diǎn)實(shí)施項(xiàng)目之一開展研究。本論文即是在這樣的背景下，依托北京奧運(yùn)突發(fā)事件應(yīng)急疏散預(yù)案的規(guī)劃與制定而完成的。 本文研究主題為大城市應(yīng)急交通疏散規(guī)劃及關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)在于對應(yīng)急疏散交通流及疏散過程特征進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，探討應(yīng)急疏散交通與正常交通的本質(zhì)區(qū)別，建立反應(yīng)應(yīng)急疏散交通流特征的基礎(chǔ)理論模型，完善并提煉應(yīng)急疏散規(guī)劃的基本方法體系和關(guān)鍵技術(shù)。 論文主要從三個(gè)方面完成應(yīng)急疏散的研究目標(biāo)：一

3、是根據(jù)應(yīng)急疏散交通流特征與常態(tài)交通流的不同，對突發(fā)事件應(yīng)急交通疏散條件下的駕駛員心理和行為進(jìn)行調(diào)查研究，構(gòu)建不同于常態(tài)交通流特征和駕駛心理行為特征的應(yīng)急疏散車輛跟馳理論模型；二是提煉應(yīng)急疏散過程中的若干關(guān)鍵交通技術(shù)模型，如疏散路網(wǎng)交通控制、路徑優(yōu)化選擇、疏散時(shí)間計(jì)算模型等，并將其整合到應(yīng)急疏散系統(tǒng)規(guī)劃方法論中，以提高應(yīng)急疏散預(yù)案制定或?qū)嵤┑目茖W(xué)性和效率性：三是在完成上述理論研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)奧運(yùn)交通規(guī)劃及需求預(yù)測，制定奧林匹克公園高峰日

4、應(yīng)急交通疏散預(yù)案并仿真，通過仿真校驗(yàn)交通關(guān)鍵技術(shù)，修正完善預(yù)案交通組織，評價(jià)疏散效率，測試疏散路網(wǎng)交通承載力水平。 通過三年的深入研究，論文完成了擬定的目標(biāo)并取得了以下預(yù)期成果： 第一，采用文獻(xiàn)閱讀、問卷調(diào)查和現(xiàn)場交通數(shù)據(jù)對比分析相結(jié)合的方法，對應(yīng)急疏散交通流基本特征進(jìn)行研究，引入駕駛員行為差異分布系數(shù)和駕駛員經(jīng)驗(yàn)判斷系數(shù)，量化分析應(yīng)急疏散條件下駕駛員不同于常態(tài)交通時(shí)的心理行為特征，結(jié)合車輛動(dòng)力學(xué)最小安全間距分析推導(dǎo)出相

5、應(yīng)的應(yīng)急疏散車輛跟馳理論模型(EECM)。 與正常交通條件下建立的車輛跟馳理論模型相比，EECM模型首次在車輛跟馳的安全間距計(jì)算中包含了駕駛員在緊急情況下心理行為因素的影響，更準(zhǔn)確地反映應(yīng)急疏散條件下的交通流基本特征和疏散交通實(shí)際情況。EECM模型也為后續(xù)應(yīng)急疏散交通流基礎(chǔ)研究中進(jìn)一步深入研究駕駛員的心理行為因素，開發(fā)相應(yīng)的應(yīng)急疏散交通仿真系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)模型支持。 第二，論文首次從交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理的角度，建立了應(yīng)急疏散

6、系統(tǒng)規(guī)劃體系的總目標(biāo)函數(shù)及結(jié)構(gòu)框架，在此基礎(chǔ)上層層遞進(jìn)，詳細(xì)地論述了集中式應(yīng)急交通疏散的規(guī)劃方法，完善了規(guī)劃流程工作內(nèi)容，并提煉出一系列交通關(guān)鍵技術(shù)模型，包括：應(yīng)急疏散骨干路網(wǎng)IATC交通控制模型、危險(xiǎn)區(qū)車輛路徑選擇模型、緩沖區(qū)車輛路徑選擇模型、疏散時(shí)間過程計(jì)算模型等，并通過交通仿真對部分模型進(jìn)行了校驗(yàn)和參數(shù)標(biāo)定。 應(yīng)急交通疏散規(guī)劃方法體系及相關(guān)交通關(guān)鍵技術(shù)模型的建立，有利于提高應(yīng)急疏散的整體組織與管理水平，最大限度優(yōu)化和利用道

7、路交通資源，為制定科學(xué)合理的疏散策略，提高和改善應(yīng)急疏散預(yù)案實(shí)施效果服務(wù)。同時(shí)，應(yīng)急疏散交通控制、路徑選擇等交通關(guān)鍵技術(shù)模型的建立，也可為將來開發(fā)應(yīng)急疏散仿真平臺(tái)提供系統(tǒng)內(nèi)置支持模型，具有實(shí)用價(jià)值。 第三，論文首次以公交車與小汽車相組合的交通疏散方式，對北京2008奧林匹克中心公園高峰日應(yīng)急疏散預(yù)案進(jìn)行了仿真研究，詳細(xì)闡述了預(yù)案的制定、仿真、修正與完善過程，并通過仿真對部分交通關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證。通過逐級加載社會(huì)OD流量的方法，

8、分析路網(wǎng)背景交通對疏散交通的影響，分析測試EEBN路網(wǎng)的臨界疏散能力，在此基礎(chǔ)上提出了疏散區(qū)路網(wǎng)總體臨界交通承載力的算法模型，為疏散區(qū)路網(wǎng)整體交通需求管理提供了理論依據(jù)。 北京作為中國的首都，其各項(xiàng)應(yīng)急機(jī)制的建立和關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用都會(huì)對全國其它各大中城市產(chǎn)生示范效應(yīng)。基于上述考慮，本文在建立應(yīng)急疏散基礎(chǔ)理論模型、完善規(guī)劃技術(shù)方法、提煉應(yīng)急交通關(guān)鍵技術(shù)以及實(shí)施預(yù)案仿真與評價(jià)的研究過程中，力求挖掘理論普遍適用價(jià)值，做到矛盾的普遍性與特