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道路交通网络脆弱性评估是当前路网研究中新的热点和难点问题,识别路网脆弱性并进行有效的管理是应对交通系统危机情况的重要课题,它引起了学者们的广泛关注,本文主要针对当前路网脆弱性评估研究进行梳理和展望. 首先对路网脆弱性的概念进行了归纳总结,讨论了不同学者对路网脆弱性概念的共识和分歧. 其次分析了路网脆弱性与路网可靠性之间的联系和区别. 然后对当前路网脆弱性的评估方法进行了分类分析,将路网脆弱性的评估方法分为基于特定场景评估法、基于特定战略评估法、基于仿真的评估方法和数学模型评估方法四大类. 最后指出了路网脆弱性未来的研究方向.     

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道路交通网络脆弱性是道路网络单元遭到突发事件攻击后在路网单元间相互作用以及外界持续影响下引起的路网整体损失的量度.道路交通网络脆弱性评估除了考虑路网内部单元间相互作用外还应考虑路网节点单元的恢复能力.本文在提出路网脆弱性的概念和分析模型的基础上,综合考虑路网结构、交通流运行状态、应急救援点设置等因素,以路网用户最终损失旅行时间为测度进行了路网脆弱性评估.通过一个简单的路网进行了实例分析,并从新建、改扩建道路、改变救援点设置等方面提出了改善的建议.     

道路交通网络脆弱性评估

为了更准确地评估道路交通网络脆弱性,本文在用户出行时间变化与路网出行需求变化的基础上引入出行时间增加率阈值σ以及出行需求惩罚参数ε,并以此构建了路网脆弱性评估模型。该模型通过各路段失效后的用户出行时间损失以及路网出行需求损失,对各路段的脆弱性评估值进行计算,并通过网络服务效率评价指标对路网整体脆弱性进行评估。最后,本文以Dail网络对所构建的脆弱性评估模型进行算例分析,并与未加入σ和ε的传统模型进行对比。分析结果表明该模型可以准确识别路网中的脆弱源,计算结果更符合实际情况。     

基于网络效率的日变路网脆弱性识别方法

在日变动态路网背景下,采用传统的静态脆弱性识别方法有可能无法完全辨识路网系统单元的脆弱性,这不利于事件管理规划和应急物资调配工作的开展.为此,以日变路网为研究对象,在单路段关闭情形下,定义了基于网络效率的路网动态脆弱性指标,表示为退化路网动态网络效率与完好路网静态网络效率的相对变化率.提出了基于单路段关闭的日变动态配流模型刻画日变路网流量的非均衡动态演化,并给出了相应算法.采用提出的指标和模型在实例网络中验证了日变路网脆弱性识别方法的可行性.对比分析了基于动态网络效率和基于静态网络效率的脆弱性识别结果,发现前者的识别率高于后者.     

基于改进GN算法的路网脆弱性诊断模型

分析了路网脆弱性的含义.根据道路网络的特点,改进了复杂网络理论中的社团划分算法———GN算法,提出了基于GN算法的路网脆弱性诊断模型.以路段介数值作为评判路段重要性的依据,在已知路网基本结构条件和交通需求分布的条件下,对路网中脆弱路段的空间分布和脆弱路段的失效顺序进行了识别.实例分析了基于GN算法识别路网脆弱性的诊断效果和模型的实用性.     

城市道路交通网络脆弱性的云物元综合评价

基于云理论与物元方法相结合的云物元综合评价模型,构建了包括道路网络基础设施、政府监管以及路网服务水平3个方面的城市道路交通网络脆弱性等级评价指标体系,采取主观赋权(专家打分法)与客观赋权(熵权法)相结合融合的方法确定综合权重,结果更具有效性。通过青岛市的统计数据,对其路网脆弱性进行评价,结果表明:2016年青岛市道路交通网络脆弱性评价等级为IV级,脆弱性等级相对偏高,与现实情况相符,验证了评价模型的合理性和可操作性。     

城市公共交通网络容量研究

为了研究城市公共交通网络容量,推导出基于时空消耗法和排队论的城市公共交通路网容量模型.首先给出了城市公共交通路网容量的概念,然后对影响城市公共交通网络容量的主要因素进行分析,最后推导出基于时空消耗法的城市公共交通网络容量模型,并且城市公共交通使用排队论对公交车辆在公交车停靠站的平均停靠车辆数进行了详细的计算找出最适合的城市公共交通路网容量模型.利用大连市实测数据,使用时空消耗法与排队论模型计算大连市101路、39路和202路公交车的路网容量,分析计算的结果得出适合的公共交通容量方法.     

山地城市应急救护中心选址研究

针对山地城市的路网结构特殊性,根据山地城市路网模型,提出了山地城市道路的连通率的计算方法,然后基于蒙特卡罗的模拟算法对震后路网可靠指标进行评估,并对山城重庆某局域路网进行了震后路网可靠性评估,分析评估结果为应急救护中心的选址提供依据.     

基于OD反推的城市路网脆弱性评价

交叉口是城市道路网络中的瓶颈部分,对交通流的运行存在着很大的影响,但在以往的脆弱性研究中忽略了交叉口对于交通流运行的影响.在考虑了交叉口处交通流运行受到的影响后,改进了传统的级联失效模型;然后采用OD反推的方法在路网单元失效后的局部影响范围内进行交通需求重构;最后以交通流路段总行程时间和交叉口处总服务时间的变化构建综合指标来评价城市道路的脆弱性.实例分析结果表明:所提出的改进的级联失效模型和脆弱性计算指标,都有助于提高路网脆弱性的计算精度.     

基于改进度的城市路网元素连接特性

结合城市路网车道属性(数量、宽度与方向等) 扩展了复杂网络中度的定义, 分别研究了原始法和对偶法下城市路网中交叉口和道路元素的连接特性; 考虑实际路网与居民出行认知特性, 将交叉口定义为节点, 基于赋名道路法与类Stroke分析从居民认知角度界定道路元素, 重点结合机动车道数改进原始度的概念; 在新的路网元素界定下, 使用基于改进测度的平均最近邻度方法分析了交叉口与道路的连接特性, 并考虑现有方法的不足, 提出了连接系数的概念, 更好地明确其连接关系; 以厦门市主城区为例对分析方法进行验证, 分析了主城区路网连接特性。研究结果表明: 该城市交叉口元素网络和道路元素网络皆为无标度网络, 其幂指数分别为1.69、2.70;路网元素的连接皆以某一节点为临界呈现分段特性, 其中, 基于改进度的连接系数邻界点取值分别为3.40、8.33;道路元素的等级测度临界点取值为5, 基于等级测度的连接系数临界点取值为3, 从这一角度来看, 城市路网并非简单的同配或异配网络; 提出的路网元素连接特性分析方法对城市路网拓扑特性的认识及路网演化模型的构建具有重要意义。      

路网可靠性评价指标研究综述

路网可靠性是衡量城市路网性能,特别是在突发事件下交通系统功效的重要指标。依时间线索回顾了路网可靠性的发展历程,在此基础上分析了连通性/终端可靠性、行程时间可靠性和路网容量可靠性三大主要评价指标的特点,并从指标定义及指标评价方面,对比分析了三大指标的联系及区别。围绕研究及应用中的现存问题,对指标评价结果阈值的确定、提高评价指标应用性等方面提出了进一步研究的展望和建议。     

Measuring the Structural Vulnerability of Road Network:A Network Effciency Perspective

The purpose of this paper is to identify the critical road sections and intersections in a road network which have great inffuence on the normal transport functions of the road network and to optimize the road network structure by reducing its vulnerability. In this paper,the framework of road network structural vulnerability measurement and improvement model is proposed. The network effciency model is used to define road network structural vulnerability. Shanghai freeway network is analyzed based on this model. We find that using this model the critical components of the road network can be identified. Two methods which are increasing connections and rewiring are proposed to optimize the road network structural vulnerability and the results can be used to reduce the network vulnerability. The measurement method that we put forward for structure vulnerability is useful and important to optimize road network structure.     

Measuring the structural vulnerability of road network: A network efficiency perspective

The purpose of this paper is to identify the critical road sections and intersections in a road network which have great influence on the normal transport functions of the road network and to optimize the road network structure by reducing its vulnerability. In this paper, the framework of road network structural vulnerability measurement and improvement model is proposed. The network efficiency model is used to define road network structural vulnerability. Shanghai freeway network is analyzed based on this model. We find that using this model the critical components of the road network can be identified. Two methods which are increasing connections and rewiring are proposed to optimize the road network structural vulnerability and the results can be used to reduce the network vulnerability. The measurement method that we put forward for structure vulnerability is useful and important to optimize road network structure.     

城市交通空间需求与交通网络双均衡研究

从交通空间需求人手,运用均衡原理建立交通空间需求与交通网络二者的耦合关系模型,提出了一套城市交通空间需求与交通网络一体化均衡配置方法.该方法能够同时实现交通需求与交通网络的供需均衡以及交通网络自身的用户均衡,对于城市土地利用与交通系统的一体化规划以及城市规划与交通规划的结合具有重要的借鉴作用.     

多模式复合交通网脆弱性测度

构建了多模式复合交通网络拓扑模型；在传统测度指标的基础上，从各交通方式的差异性、资源公平性和网络可达性相结合的新视角提出了适用于多模式复合交通网的脆弱性测度，分别为子网敏感度、站点分布均衡度和可达指数；选取3种不同攻击策略进行Python仿真，以特点鲜明的东南沿海发达地区和西南边境山区的实际综合交通网为例，对比分析了网络结构脆弱性的差异性和共同点，多重验证了指标的有效性、稳定性和适用性。研究结果表明：浙江省和云南省多模式复合交通网络均符合小世界网络特性，能够使各交通方式间优势互补，降低网络脆弱性；在3组贡献度参数取值下，无论采取何种攻击策略，当失效节点数量相同时，浙江省子网敏感度从大到小总体趋势为公路网、水运网、铁路网，云南省子网敏感度从大到小总体趋势为航空网、公路网、铁路网；浙江省和云南省的公路网站点分布的基尼系数分别为0.196和0.086,均为分布绝对平均，铁路网站点分布的基尼系数分别为0.559和0.702,均为分布差距悬殊，云南省机场分布的基尼系数为0.363,分布相对合理，浙江省水运网港口分布的基尼系数为0.672,分布差距悬殊，说明需要进一步完善铁路网、水运网和航空网的布...     

交通地图图像中道路识别与道路信息提取

提出了一种基于道路中心线的闭环反馈改善交通地图图像中道路识别与提取的方法,以达到识别与提取完整道路网络的目的.依据于微观识别与宏观排除的逼近思想,实现了道路图层的初始聚类与输出反馈控制下的道路图层完全提取.针对标准城市交通地图,确定了道路与区域阈值条件.通过对噪声的再聚类过程实现道路与区域的二值完全聚类.利用交通道路中心线特征构成道路图层反馈再聚类策略.反馈再聚类策略能够保证道路图层优化过程的收敛性质.试验结果表明了该方法具有较高的准确性、全自动化和通用性.     

降雨条件下城市道路网络拓扑结构脆弱性分析

受全球气候变化的影响,近几年极端天气增多,城市暴雨灾害频发,导致城市道路网络遭受严重破坏.为减小暴雨灾害给人民带来的生命财产损失,降雨条件下城市道路网络拓扑结构脆弱性分析方法的提出由显重要.本文在综合了国内外脆弱性研究理论与方法的基础上,界定了降雨条件下城市道路网络脆弱性的内涵;结合不同降雨强度对城市道路网络影响进行分析,综合路网中的介数和交通流量来定义节点和边的重要度的指标,对道路网络脆弱源进行识别;然后引用最小割度向量指标对城市道路网络拓扑结构脆弱性进行分析.为城市规划、城市管理道路网络防灾减灾提供参考依据.     

城市路网容量约束下的机动车发展规模研究

研究与一个城市道路网络发展规模相适应的机动车辆拥有规模对解决日益严重的城市交通问题具有重要意义.给出了城市路网容量和路网服务水平的概念,建立了路网容量计算模型,得到城市路网容量约束下的城市机动车发展规模的确定方法,为城市机动车需求管理提供了理论支撑.研究方法在确定2010年、2020年重庆市主城区机动车的合理发展规模中得到应用。