大城市应急交通疏散规划及关键技术研究

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1、北京工业大学博士学位论文大城市应急交通疏散规划及关键技术研究姓名：胡红申请学位级别：博士专业：交通运输规划与管理指导教师：刘小明;杨孝宽20080201摘妻摘要随着城市化进程和社会经济的快速发展，原有发展过程中的城市问题不断涌现，越来越多的大型危机、复合型危机以功能多样化、人口集中的大城市为载体，导致突发事件频频爆发。应急疏散是世界各国应对大型突发灾难性事件，防止和减少人员伤亡的重要措施之一。应急疏散涉及面广，协调难度大，包含的不确定因素多，在疏散过程中对交通组织指挥和管理水平的要求非常高。我国当前对应急疏散的研究

2、还处于起步阶段，为了科学应对突发事件，确保北京2008奥运会的顺利举办，国家“十五"科技攻关计划把应急交通疏散列为重点实施项目之一开展研究。本论文即是在这样的背景下，依托北京奥运突发事件应急疏散预案的规划与制定而完成的。本文研究主题为大城市应急交通疏散规划及关键技术，重点在于对应急疏散交通流及疏散过程特征进行深入研究的基础上，探讨应急疏散交通与正常交通的本质区别，建立反应应急疏散交通流特征的基础理论模型，完善并提炼应急疏散规划的基本方法体系和关键技术。论文主要从三个方面完成应急疏散的研究目标：一是根据应急疏散交通流

3、特征与常态交通流的不同，对突发事件应急交通疏散条件下的驾驶员心理和行为进行调查研究，构建不同于常态交通流特征和驾驶心理行为特征的应急疏散车辆跟驰理论模型；二是提炼应急疏散过程中的若干关键交通技术模型，如疏散路网交通控制、路径优化选择、疏散时间计算模型等，并将其整合到应急疏散系统规划方法论中，以提高应急疏散预案制定或实施的科学性和效率性；三是在完成上述理论研究的基础上，根据奥运交通规划及需求预测，制定奥林匹克公园高峰日应急交通疏散预案并仿真，通过仿真校验交通关键技术，修正完善预案交通组织，评价疏散效率，测试疏散路网交

4、通承载力水平。通过三年的深入研究，论文完成了拟定的目标并取得了以下预期成果：第一，采用文献阅读、问卷调查和现场交通数据对比分析相结合的方法，对应急疏散交通流基本特征进行研究，引入驾驶员行为差异分布系数和驾驶员经验判断系数，量化分析应急疏散条件下驾驶员不同于常态交通时的心理行为特征，结合车辆动力学最小安全间距分析推导出相应的应急疏散车辆跟驰理论模型(EECM)。与正常交通条件下建立的车辆跟驰理论模型相比，EECM模型首次在车辆跟驰的安全间距计算中包含了驾驶员在紧急情况下心理行为因素的影响，更准确地反映应急疏散条件下的

5、交通流基本特征和疏散交通实际情况。EECM模型也为后续应急疏散交通流基础研究中进一步深入研究驾驶员的心理行为因素，开发北京工业大学工学博士学位论文相应的应急疏散交通仿真系统提供了基础模型支持。第二，论文首次从交通运输规划与管理的角度，建立了应急疏散系统规划体系的总目标函数及结构框架，在此基础上层层递进，详细地论述了集中式应急交通疏散的规划方法，完善了规划流程工作内容，并提炼出一系列交通关键技术模型，包括：应急疏散骨干路网IATC交通控制模型、危险区车辆路径选择模型、缓冲区车辆路径选择模型、疏散时间过程计算模型等，并

6、通过交通仿真对部分模型进行了校验和参数标定。应急交通疏散规划方法体系及相关交通关键技术模型的建立，有利于提高应急疏散的整体组织与管理水平，最大限度优化和利用道路交通资源，为制定科学合理的疏散策略，提高和改善应急疏散预案实施效果服务。同时，应急疏散交通控制、路径选择等交通关键技术模型的建立，也可为将来开发应急疏散仿真平台提供系统内置支持模型，具有实用价值。第三，论文首次以公交车与小汽车相组合的交通疏散方式，对北京2008奥林匹克中心公园高峰日应急疏散预案进行了仿真研究，详细阐述了预案的制定、仿真、修正与完善过程，并通

7、过仿真对部分交通关键技术进行了验证。通过逐级加载社会OD流量的方法，分析路网背景交通对疏散交通的影响，分析测试EEBN路网的临界疏散能力，在此基础上提出了疏散区路网总体临界交通承载力的算法模型，为疏散区路网整体交通需求管理提供了理论依据。北京作为中国的首都，其各项应急机制的建立和关键技术的应用都会对全国其它各大中城市产生示范效应。基于上述考虑，本文在建立应急疏散基础理论模型、完善规划技术方法、提炼应急交通关键技术以及实施预案仿真与评价的研究过程中，力求挖掘理论普遍适用价值，做到矛盾的普遍性与特殊性相结合，研究结论旨

8、在既能为北京奥运应急交通疏散决策、组织与管理服务，又能为国内其它大中城市的相关研究与实践提供一定的技术借鉴。本文的研究，是国内首次将交通流基础理论、应急交通疏散规划方法体系与关键技术支持、预案制定与交通仿真实践相结合，进行全方位、系统化、理论化的实践研究，以期全面提高应急交通组织管理、决策水平，加强应急交通疏散预案的实践性和可操作性，优化改善应急疏散预案的实