基于路段流量分析的路网脆弱性研究

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1、基于路段流量分析的路网脆弱性研究刻瘅旭荣新南交通大学交通运输与物流学院综合运输四川省重点实验室摘要：道路交通网络脆弱性研宄的关键是寻找路网屮的脆弱性路段。传统的研宂方法将路网中的所有路段作为脆弱性路段备选集合进行遍历搜索，计算量极大，求解效率较低。本文在路网流量分配基础上，通过对路段流量的分析，以路段v/c值为依据提出了构造脆弱性路段备选集合的新方法。该方法通过缩小备选集合规模，可以有效提高脆弱性路段的计算效率。在此基础上，本文从路网运行状态出发，以路网平均出行时间增加率作为评价指标，构建丫路网脆弱性评估模型。最后，通过算例分析对所构建的脆弱性评估模型进行演算，结果表明

2、本文所提出的脆弱性路段备选集合的构造方法是合理且有效的。关键词：交通工程;道路交通网络;脆弱性研究;路段流量分析;作者简介：刘海旭(1974-),男，四川峨眉人，副教授，主要研宄方向为交通规划与管理。作者简介：荣新rongxin_snow@sina.com收稿日期：2017-05-27基金：国家自然科学基金项0(51278429)RoadTrafficNetworkVulnerabilityStudyBasedonLinkFlowAnalysisLIUHaixuRONGXinSchooloflmnsport^^onandLogistics，SouthwestJiaoto

3、ngUniversity;Abstract：Thekeytothestudyofvulnerabilityofroadtrafficnetworkistofindthevulnerabilitylinksinthenetwork.Thetraditionalanalysismethodtraversesallthelinksasanalternativesetofthevulnerabilitylinks,itisalargeamountofcalculationandthesolutionefficiencyisalsolowly.Thispaperproposesa

4、newmethodforconstructingthealternativesetofvulnerabilitylinksthroughtheanalysisoflinkflowandthev/cvalueoflinkonthebasisofthetrafficassignment.Thismethodcanreducethescaleofalternativesetsandimprovetheefficiencyofcalculation.Onthebasisofthis，thispaperconstructsthevulnerabilityassessmentmod

5、elwiththeevaluationindexoftheincreaseofaveragetraveltimeoftheroadnetwork.Finally,thevulnerabilityassessmentmodeliscalculatedbytheexampleanalysis,theresultshowsthatthemethodofconstructingthealternativesetsofvulnerabilityroadsectionisreasonableandeffective.Keyword：Trafficengineering;Roadtr

6、afficnetwork;Vulnerabilitystudy;Linkflowanalysis;Received：2017-05-27道路交通网络作为居民出行及货物流通的重要基础设施，是支持交通运输的最底层网络。一个良好的道路交通网络不仅要能够满足起终点之间物理上的连通，而且还耍拥有一定对外部环境的相容性。随着社会经济的不断发展，道路交通网络规模不断扩大，道路交通网络在日常运营中，网络中的各路段会受到各种突发事件的影响而失效，如自然灾害、车辆事故、恐怖袭击等U1。这些突发事件的发生使得路段通行能力下降ja极易造成交通拥堵，如果拥堵情况严重，按照级联失效定理，拥堵会传递

7、到周围其它路段，进而造成路网大范围的交通瘫痪，严重影响到路网的正常运行，此时路网受到突发事件的影响暴露出明显的脆弱性U1。然而，并不是每一条路段的失效都会给路网造成巨大的损失，路网中大部分路段的失效对于路网整体运行影响不大，这些路段属于非脆弱性路段，因此如何识别路网屮的脆弱性路段与非脆弱性路段成为丫路网脆弱性研究的重点。1路网脆弱性分析脆弱性这一概念最早应用于自然领域，描述系统对于内外部各种干扰事件的敏感性或者由于应对能力的缺乏导致系统结构和功能的变化程度。随着交通地位的不断提高，道路交通网络脆弱性研宄得到了学者们的广泛关注。Berdic