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台风灾害下区域疏散公交集结点选址和车辆路径规划

作　者: 王泽
导　师: 安实
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 交通运输规划及管理
关键词: 台风疏散 时空扩展路网 最大覆盖模型 车辆路径规划
分类号: U116
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 161次
引　用: 1次
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内容摘要


台风是夏秋季节我国东南沿海各省频繁遭遇的主要自然灾害,造成了巨大的人员伤亡和财产损失。在台风来临之前做好应急疏散方案为应急管理者提供决策支持具有重要意义。由于中国现阶段经济和道路交通发展的国情,城市规模、人口密度远大于发达国家,家庭小汽车普及率较低,一旦发生台风灾害事件,政府需要协调组织大容量公共运输工具为主要交通方式,实施较大规模和数量的强制性人口疏散,进而高效利用城市路网通行能力完成紧急疏散。因此,本文针对台风灾害情形下,如何进行公交系统的疏散集结点的选址和疏散车辆路径规划进行研究,以期提高方案的疏散效率,最大限度的减少人员伤亡和财产损失。为准确刻画台风灾害疏散情形,本文在系统分析了台风灾害特点、公交系统疏散管理以及需求特性的基础上,提出疏散响应时间限制的覆盖度定义及时空扩展疏散网络构造方法。通过对公交系统集结点选址决策和疏散车辆路径规划决策相关性进行分析,构建了选址-路径双层规划模型。选址-路径双层规划模型,从疏散的快速性、全面性两个角度,为保证疏散方案的高效性提供重要的模型支持。上层决策考虑如何制定疏散公共车辆的最佳疏散路线,使受灾人群尽可能快速的到达安全区域,给定若干疏散公交集结点的位置和疏散需求,通过求解车辆路径问题(Vehicle Routing Problems, VRP),达到疏散总时间(也包括等待时间)最小;下层决策考虑如何选择最优的集结点位置和人员安排,使得尽可能多的受灾人口得以安全疏散,根据疏散小区的需求和备选的集结点情形,通过求解最大覆盖选址问题(Maximum Covering Location Problems, MCLP),使得疏散总的需求覆盖度最大。鉴于所建双层规划模型的复杂性,约束较多且具有NP-hard (Non deterministic Polynomial)问题特征,采用遗传算法进行求解,通过设计合理的染色体编码方式,经过选择、交叉、变异等过程较快速的求解得到最佳的规划策略。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-20
  1.1 课题研究来源及研究的目的及意义  9-11
    1.1.1 课题研究背景及来源  9-10
    1.1.2 研究目的和意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-17
    1.2.1 国外研究现状  11-15
    1.2.2 国内研究现状  15-16
    1.2.3 国内外研究现状评述  16-17
  1.3 主要研究内容和技术路线  17-18
  1.4 研究的技术路线  18-20
第2章 区域公交系统疏散规划分析  20-29
  2.1 公交系统疏散的影响因素分析  20-25
    2.1.1 台风灾害特点及疏散等级划分  20-22
    2.1.2 公交系统疏散管理  22-23
    2.1.3 疏散交通需求分析  23-24
    2.1.4 疏散公交系统规划核心问题  24-25
  2.2 区域疏散公交系统集结点选址规划  25-26
  2.3 区域疏散公共车辆路径规划  26-28
  2.4 本章小结  28-29
第3章 区域疏散公交集结点选址和车辆路径双层规划模型研究  29-41
  3.1 建模思想  29-31
    3.1.1 基于时空扩展的公交疏散路网构建  29-30
    3.1.2 基于疏散响应时间的限制集结点覆盖度定义  30-31
  3.2 区域疏散公交集结点选址和车辆路径双层规划模型构建  31-35
    3.2.1 模型基本假设  31-32
    3.2.2 模型参数设定  32-34
    3.2.3 选址-路径双层规划模型  34
    3.2.4 上层模型  34-35
    3.2.5 下层模型  35
  3.3 模型算法设计  35-40
    3.3.1 算法思路  35-37
    3.3.2 算法设计  37-40
  3.4 本章小结  40-41
第4章 区域疏散公交集结点选址和车辆路径规划模型算例分析  41-52
  4.1 算例情景设计  41-42
  4.2 算例流程设计  42-45
    4.2.1 疏散需求分析  42-43
    4.2.2 集结点时间扩展表达  43
    4.2.3 集结点的覆盖度计算  43-44
    4.2.4 疏散车辆及行驶时间估计  44-45
  4.3 算例结果分析  45-51
    4.3.1 算例结果  45-49
    4.3.2 结果分析  49-51
  4.4 本章小结  51-52
结论  52-53
参考文献  53-59
攻读学位期间发表的学术论文  59-61
致谢  61

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中图分类: > 交通运输 > 综合运输 > 综合运输体制与结构 > 合理运输
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