探析基于车道建模的区域应急疏散路径规划问题研究

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1、工学硕士学位论文基于车道建模的区域应急疏散路径规划问题研究佟晶晶哈尔滨工业大学2008年6月国内图书分类号：U491国际图书分类号：580工学硕士学位论文基于车道建模的区域应急疏散路径规划问题研究硕士研究生：佟晶晶导师：王健副教授申请学位：工学硕士学科、专业：交通信息工程及控制所在单位：交通科学与工程学院答辩日期：2008年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:U491U.D.C:580DissertationfortheMasterDegreeofEngineeringS

2、TUDYONLANE-BASEDNETWORKMODELFORREGIONALEMERGENCYEVACUATIONROUTINGPLANSCandidate:TongJingjingSupervisor:AssociateProf.WangJianAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:TrafficInformationEngineeringandControlAffiliation:SchoolofTransportation

3、ScienceandEngineeringDateofOralExamination:June,2008University:HarbinInstituteofTechnology-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要疏散是应急管理中的一种常用策略，在应急疏散过程中，如何提高疏散效率、减少延误时间是至关重要的。在传统的基于路段层面的节点-弧网络模型中，交叉口处的交织车流往往会产生车流冲突，导致大量的延误，而基于车道建模的疏散方法能够减少这种延误。因此，本文在车道的层面上，构建应急疏散扩展网络流模型，研

4、究如何减少交叉口合流点和冲突点的数量，从而提高应急道路疏散效率。在基于车道建模的疏散方案中，交叉口处的某些转向是受限制的，这种疏散方案通过对车辆疏散路径进行诱导，最大限度的避免交叉口冲突点以及合流点的产生，将许多具有潜在交通延误的交叉口变成了提供不间断流的交通设施，从而减少了疏散时间，有利于提高路网整体疏散效率。本文把车道作为研究实体，克服了传统的路段层面上的节点-弧网络模型的不足，充分体现了交叉口冲突点和合流点存在与否与存在多少的情况，通过消除交叉口冲突点、降低合流点数量以减少交叉口的延误和总的疏

5、散时间。在此基础上，本文提出以总体疏散费用最小为目标，以消除冲突点、减少合流点、流守恒、流非负、节点和弧段的通行能力限制等为约束条件的扩展网络流模型，用于求解区域疏散最佳交通组织策略，特别是交叉口处的交通组织策略。本文建立了一个基于车道层面的小型疏散网络，利用Lingo软件求解该数学规划模型。该小型疏散网络的计算结果表明：采用传统的路段层面上的节点-弧网络模型求得的每单位小时路网模型内车流疏散费用为68h，而应用本文所提出的基于车道层面的疏散扩展网络流模型，每单位小时路网模型内车流疏散费用为64h，

6、疏散效率提高了5.88%。效率提高的原因在于：在同样程度最小化疏散费用的同时，基于车道层面的扩展网络流模型最小化了冲突点及合流点数量，而传统的路段层面上的节点-弧网络模型没有将冲突点及合流点的影响考虑在内。关键词应急疏散；扩展网络流；车道路网模型；路径规划；合流点-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractEvacuationisacommonstrategyinemergencymanagement.Howtoimproveevacuationefficiencyanddecreasede

7、layareveryimportantintheemergencyevacuation.Inthetraditionalroad-basednetworkmodel,therearemuchpotentialdelaysbecauseofthetrafficconflicts,whichproducedbymergingflow.Andthelane-basednetworkmodelforevacuationcanreducesuchkindofdelay.Thus,basedonthelanen

8、etwork,thispaperestablishesanemergencyevacuationextensionnetworkmodel,andstudiesonhowtodecreasethenumberofmerging-conflictsandcrossing-conflicts.Therefore,emergencynetworkevacuationefficiencyisimproved.Intheevacuationplanoflane-basednet