交通应急疏散控制策略优化模型研究

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1、工学硕士学位论文交通应急疏散控制策略优化模型研究STUDYONCONTROLSTRATEGIESOPTIMIZATIONMODELFORTRAFFICEMERGENCYEVACUATION吴鸿鹏哈尔滨工业大学2008年6月国内图书分类号：U491.4国际图书分类号：580工学硕士学位论文交通应急疏散控制策略优化模型研究硕士研究生：吴鸿鹏导师：王健副教授申请学位：工学硕士学科、专业：交通运输规划与管理所在单位：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:U491.

2、4U.D.C:580DissertationfortheMasterDegreeofEngineeringSTUDYONCONTROLSTRATEGIESOPTIMIZATIONMODELFORTRAFFICEMERGENCYEVACUATIONCandidate:WuHongpengSupervisor:Associate.Professor.WangJianAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:TransportationPlanningand

3、ManagementAffiliation:SchoolofTransportationScienceandEngineeringDateofDefence：June,2008Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着人类社会的发展和自然环境的不断恶化，近年来，以恐怖袭击和自然灾害为代表的各种突发事件不断的困扰着人类社会。如何在可预见和不可预见突发事件的前提下进行有效的交通疏散、减少人身财产损失已成为交通运输

4、界的重要研究课题之一。现行交通应急疏散策略往往存在着凭直觉决策、控制策略整合性差、路网利用率较低和运算繁琐等问题。为应对上述难题并提高交通应急疏散效率，本文采用基本交通路径选择优化模型作为基础，并通过对基础模型的扩展将逆向行车控制和分阶段疏散控制策略加载到模型体系之中，构建了既可相互独立，又可协调运行的操作框架。在基础路径选择优化模型中，本文提出采用元胞传输模型对疏散中的网络流状态进行描述，拟在建模精度和计算效率之间取得平衡，并对原有的元胞传输模型进行改进，通过允许各元胞拥有不同的尺寸以减少优化问题的规模，同时保持该模

5、型的原有性能；为增强模型的实用性，本文引入了交通疏散控制策略对基础路径选择优化模型进行扩展。通过逆向行车控制策略，暂时性的对某些车道进行变向操作，以增加疏散方向的通行能力；在分阶段疏散中，通过修正元胞传输模型引入辅助元胞和等待元胞，将分阶段疏散由时间-空间问题转化为单纯的空间优化问题，大大便利了模型的优化求解。最后，本文分别对逆向行车控制策略优化模型和分阶段疏散控制策略优化模型进行了算例分析。结果显示，基础模型较好地拟合路网交通流运行状况，且逆向行车控制和分阶段疏散策略分别提高了路网的通行能力和路网的利用率，从而有效地

6、提高应急疏散效率。关键词交通应急疏散；路网转化；疏散控制策略优化-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInrecentyears,withthedevelopmentofhumancivilizationandthedeteriorationofenvironment,emergenteventssuchasterroristattackandnaturaldisasterconstantlypuzzledhumansociety.Howtoexecuteeffectivetrafficevacuatio

7、nandreducethelossofpersonandpropertyunderknownorunpredictconditionhasbeenanimportantissueintransportationarea.Allexistingtrafficemergencycontrolstrategiesgenerallyhaveproblemssuchasmakingdecisionsbyinstinct,lowlevelofcontrolstrategyintegration,lowutilizationrati

8、oofnetworks,andhugecomputingscale.Tocontentwithsuchproblemsandthustopromotetheefficiencyoftrafficinemergencyevacuation,thispaperemployedbasicroutingoptimizationmodela