不确定信息下应急救援路径选择模型

迅速有效的震后交通疏散及道路管制措施对降低地震损失具有重要意义.通过定义路网疏散连通度和安全行驶路线,对不确定信息条件下救援疏散和路径选择问题进行描述.将避难点分配、路径规划、车辆容量,以及不确定通行能力作为该问题约束条件,确立了以公交疏散问题为基础的应急救援车辆路径选择模型.考虑到模型仿真的局限性,转化为相同发车间隔下的公交均衡调度问题进行求解.以唐山抽象路网和人口分布为基础进行仿真实验分析,结果表明:不确定信息条件下选择安全救援路径,当救援车辆途中遇阻时,只需调整交叉口转向策略即可顺利通行,保证了救援调度工作的稳定.     

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实施科学有效的应急疏散策略对提高城市交通应急响应能力、节约救援时间和降低灾害带来的生命财产损失具有重要的作用。疏散路线的构建和各疏散路口的路网分配问题是应急疏散问题的关键所在。在描述路网疏散问题的基础上,构建了以总疏散时间最小化为目标的疏散模型,并运用庞特里亚金最大值原理获得模型的最优解条件。设计了疏散路线构造算法和路口车辆分配算法,用于引导待疏散车辆迅速地疏散到安全区域。在疏散过程中引入反馈思想,利用实时的路网状态信息对疏散策略进行更新调整。仿真结果表明所提出的模型和算法能较好地对路网进行应急疏散。     

多优先级多车种动态应急交通网络反流策略研究

危化品爆炸泄漏和火灾爆炸等局部突发事件下,疏散车辆与救援车辆在路网上通行的优先级具有差异性。为研究多优先级多车种动态应急交通网络协调优化问题,本文根据多车种的优先级差异性,松弛路段传输模型,模拟疏散和救援交通在路网上的动态加载过程,引入交叉口冲突转向消除与道路反流约束;考虑到优先通行车辆的反流策略会占用低优先级车辆的道路通行能力,设置救援交通的逆行路段数限制。设计分阶段优化方法求解多优先级多车种动态应急交通网络协调优化的多目标混合整数线性规划模型(MPCDETN-MMILP)。最后,以 NguyenDupuis路网为例,分析优先通行车辆使用的逆行路段数对疏散和救援交通的影响。算例结果表明：救援交通逆行路段数和对救援车辆迅速到达受灾区域的提升存在上限,且这种提升趋势是逐渐变缓的,而对疏散车辆迅速到达安全区域的抑制呈现波动式的增加趋势;救援交通逆行路段数对救援优先的疏散和救援交通运行优化效果有较大协调作用;连接受灾区域和外部救援场站,且可构成最短径路的路段更会被选择为救援交通逆行路段。     

基于层次蝙蝠算法的应急车辆调度与交通疏散协同决策

城市路网多事故应急救援中，因交通拥堵造成应急车辆滞留现象时常发生，严重影响道路交通事故救援效率.提出通过交通疏散提高救援路径的可靠性，构建双层规划模型对应急车辆调度和交通疏散进行协同决策. 设计一种双层蝙蝠算法，上层算法在应急车辆需求、事故时间窗和可用车辆约束下求解响应时间最短的调度方案，下层算法在路段容量和疏散需求约束下求解多条最短路径的交通疏散策略，从中选取最短时间路径. 算例结果表明，本文模型通过缩短应急车辆在途时间有效提升了应急救援效率，算法具有优秀的寻优能力和运行速度.     

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本文对不同进口方向的多辆应急车辆在同一时段内通过同一信号交叉口的协调控制问题进行研究,提出一种基于多智能体的多应急车辆信号优先控制系统.在该系统中引入了相位智能体和管理智能体,同时采用模糊推理理论实现各类智能体的内在逻辑,以及模块之间的协调机制.基于Starlogo多智能体仿真软件,针对特定十字交叉口的多应急车辆优先信号协调控制案例进行仿真实验.结果表明,多应急车辆信号优先控制策略能实现应急车辆在交叉口时间通行权上的优先,同时能够减少应急车辆对其他车辆的干扰,对于提高城市范围内的紧急救援效率,具有一定的实用价值.     

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通过运用VISSIM交通仿真系统对有两个分离左转车道的道路交叉口实例进行仿真,研究外侧左转车流对内侧左转车流延误的影响.在VISSIM交通仿真运算中,以内侧左转车流的交通流参数为常量,与之相对应的外侧左转车流的交通流参数为变量,得到仿真运算后的离散数据.将这些数据进行回归分析,得出内侧左转车流延误的影响因素模型.最后基于仿真运算的研究成果及此交叉口的特性,提出合理的交通改善措施,将改善后每个周期的内侧左转延误及交叉口的车均延误与改善前的延误进行比较.结果表明,所提出的改善措施有显著效果,对其他同类型的有两个分离左转车道交叉口的改造具有实际的指导意义.     

特大暴雨下城市地铁人员应急救援与疏散优化

为提高特大暴雨下地铁车站人员救援与疏散效率,提出地铁人员的应急救援与疏散优化建模与求解方法,旨在协同优化救援中心选址、应急路径设计与分配决策。针对特大暴雨的危害性和地铁被困人员的心理恐慌程度,改进感知风险度量模型。结合应急救援与疏散的阶段性,建立成本和感知风险最小的应急救援与疏散的选址-路径优化模型。设计基于分解多目标进化算法和分支切割算法的两阶段求解步骤。最后,通过郑州实例和测试算例,验证新模型和算法的有效性。计算结果表明：新模型和算法能在2.13 s内求得有效方案;相较于传统风险模型,新模型能够降低9.03%的运输成本;相较于常规的多目标优化算法,新算法能缩短至少60.00%的求解时间,并有较高的计算稳定性。     

基于虚拟信号控制的交叉口群协调方法研究

为降低环形交叉口的平均延误时间,提高交叉口群车辆通行效率,以环形交叉口为研究对象,通过引入"虚拟信号控制环形交叉口"概念,对到达环岛的交通流进行错时分离,其次应用数解法提出主路径车流双向绿波协调控制方案,建立了基于主路径车流双向绿波协调控制的交叉口群相位差模型,最后利用VISSIM仿真软件对云南省曲靖市珠江源大道与建宁东路环形交叉口进行验证.结果表明:虚拟状态下主路径车辆通过环形交叉口数由66.36提高至88.69辆/100 s;车辆在环形交叉口平均停车次数为0.57次,较实际降低了10.9%;车辆平均延误时间较实际降低了23.8%;建立的交叉口群相位差模型能够较好地改善各个交叉口的延误效益.     

基于时空协调的Y型交叉口控制方法

Y型交叉口由于车流运行轨迹不规则及冲突复杂而导致传统的管控方式效率低下,本文根据交叉口三股关键车流循环冲突的运行特征提出了三维绿波协调控制的思想,首先将大型Y型交叉口分解为三个子交叉口,分析三股冲突车流的运行特征;然后,基于绿波协调原理构建了公共周期、绿信比、协调相位差及子交叉口间距的协同优化模型,实现了子交叉口三股关键冲突车流的闭环协调运行;最后,以梁山水泊大街与G220交叉口为例对该方法进行了验证,结果显示高负荷状态下的优化效果更佳,其平均停车次数和延误分别下降56. 86%和60. 81%,交叉口运行效率得到明显提升.     

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针对以稳态理论为基础推导的自适应信号控制延误计算模型不能反映交叉口各进口道车流动态变化的情况,提出以定数理论为基础,考虑交叉口各进口道车流的动态变化过程,仿效延误三角形的推导模式,通过简化交叉口进口道的车流到达形式,并基于Markov特性建立了一段时间内自适应信号控制条件下的平均车辆延误计算模型。借助自适应信号控制软件系统(OPAC)作为仿真平台,以实际调查数据为例,延误模型计算结果与交通仿真结果的比较分析表明：建立的延误计算模型较稳态理论下的延误计算模型更能客观反映交叉口的车流运行状况。     

特长隧道定点安全疏散问题研究

针对特长铁路隧道火灾防灾救援中采用“定点”设置的问题,从人员安全疏散的观点出发,建立人员疏散模型．采用数值模拟的方法,对特长铁路隧道中设置定点的形式、长度,横通道的间距、数量,以及不同火灾场景下定点中人员安全疏散时间等问题进行了研究．给出了一般特长铁路隧道定点设置方案,为进一步优化设计施工,促进完善铁路特长隧道的火灾防灾救援和安全疏散规划管理提供了依据．     

Emergency Evacuation Model and Algorithms

A scientific and effective emergency evacuation plan plays an important role in improving the event reaction ability of the urban traffic system, as well as, saves rescue time and reduces property losses. Evacuation route construction and network distribution in each network junction are vital for evacuation planning problems. An optimal objective based on the shortest emergency time is established and the optimal solution is acquired using the Pontryagin minimum principle. The evacuation route construction algorithm and traffic flow assignment algorithm in each junction are employed to deliver the traffic flow in the evacuation area to a safe region rapidly and safely. The idea of feedback is introduced in the execution using real-time information to adjust and update the evacuation plan. The simulation result shows that the proposed model and algorithm can be effectively carried out in an emergency evacuation.     

南京长江隧道火灾应急方案

以南京长江隧道为研究背景,分析隧道火灾可能带来的结构损伤、人员伤害及救援难点,在此基础上建立了应急响应流程。运用火灾动力学模拟软件PYROSIM建立隧道物理模型,计算分析火灾发生过程中风机风速对烟气蔓延速度、浓度和温度的影响,通过计算分析选择3．0m／s纵向通风作为临界风速,并结合分析结果提出了隧道火灾时人员疏散、车辆及装备救援以及现场救助的方法。     

民航飞机客舱乘客应急疏散仿真模型

为了对我国自主研发的ARJ(advanced regional jet)支线飞机初始适航审定时的人员疏散全尺寸实验提供辅助性验证信息,模拟航空器内人员逃生90 s验证实验,基于元胞自动机理论和智能体建模思想,考虑乘客应急心理状态,根据不同行为特征赋予其角色,建立了包括子模型民航飞机客舱模型、乘客特征模型、乘客行为模型和乘客运动模型的民航飞机客舱乘客应急疏散模型,并开发了相应的模拟软件CabinEvacu.以100座支线飞机为例,按照《运输类飞机适航标准》对应急演练人员年龄和性别比例的要求,进行了在设定场景下的乘客应急疏散仿真,结果表明:人员的平均逃生时间为68.7 s,与ETSIA(evacuation test simulation and investigation algorithm)模型的仿真结果具有较好的一致性.      

城市高架道路紧急救助基础设施设置研究

城市高架道路由于封闭性强、离地面较高,使得紧急救助及疏散难度大,防灾抗灾能力差,因此有必要设置高架道路的紧急救助系统。针对紧急救助系统在城市高架道路中的重要作用,提出在高架道路上修建港湾式紧急停车带及附属救助步行楼梯通道的原则、方法,以实现事故、灾害环境下高架道路的紧急救助与快速疏散。重点对港湾式紧急停车带的位置、尺寸以及紧急疏散通道的设置方法进行了分析,并给出推荐设计值及设计样例,供相关技术人员参考。     

动态不确定性环境下的地铁车站应急疏散仿真建模

针对动态不确定环境下乘客初始状态、疏散行为、全局疏散路径不确定等问题,提出基于Agent的疏散行为动态切换模型,并引入选择变更代价实现了多种疏散行为的动态切换;考虑与常态仿真衔接构建疏散空间衔接关系,并提出基于改进Dijkstra算法的全局疏散路径搜索方法;最后,以某车站突发事故场景为例进行多个应急预案的仿真评估.结果验证模型具有可行性,并能更真实反映动态不确定环境对乘客疏散过程的影响,进一步提高了疏散仿真精度.