一种面向过饱和控制的城市疏散干路网络提取方法

摘要

本发明公开一种面向过饱和控制的城市疏散干路网络提取方法，与已有常规网络干路经验提取法的单一定性分析相比，优势在于能够结合定性分析与定量计算两种手段，为城市疏散干路网络的提取提供一种既具有可操作性又具有理论支撑的方法。本方法首先通过基础建设资料查阅、实地调查等手段获取城市基础道路网络结构以及基础交通特征属性，包括对道路路段及交叉口进行统一编号；其次，根据既定的城市应急疏散预案，确定应急疏散的起点终点以及起终点间的疏散需求；最后，定义城市疏散网络过饱和度并以该项指标最低为目标，以网络道路总里程为控制参数，提取城市疏散干路网络。

主权项

一种面向过饱和控制的城市疏散干路网络提取方法，该方法包括以下步骤：步骤1：通过查阅基础建设资料与实地调查等方式，获得城市道路基础网络拓扑结构与各路段的交通属性数据，包括路段通行能力c_ij、路段长度l_ij；步骤2：在获得城市交通网络拓扑结构图之后，对已有城市道路基础网络结构中交叉口与路段进行网络与交通属性赋值；步骤3：根据城市预设的应急事件等级与既定应急疏散预案，确定应急疏散需求与疏散起点、疏散终点及其编号，疏散起点编号为“1#”，第一位字符“1”表示在交通网络中与该编号对应的是疏散起点；字符“#”代表该疏散起点具体编号；疏散终点编号为“2*”，第一位字符“2”表示在交通网络中与该编号对应的是疏散终点；字符“*”代表该疏散终点具体编号，并将以上疏散数据转化为疏散OD矩阵；并将疏散起点与终点在交通网络拓扑结构图中标出；所述疏散数据包括上述疏散起点，疏散终点及疏散需求；步骤4：增设网络属性与疏散网络的预处理；增设“保留标号”的交通属性并采用Dijkstra算法寻找各疏散起点至疏散终点的最短路，并将最短路径所包括的路段的“保留标号”交通属性设置为1，它表征为最短路径所途径的路段不会从网络中剔除；当“保留标号”交通属性设置为0时，表征该路段将从网络中剔除；当“保留标号”交通属性设置为空(缺省设置)时，表征该路段是否删除有待进一步判断；步骤5：城市疏散网络提取模型及参数标定；疏散路网过饱和度为是指在不破坏路段通行能力限制的前提下，给定道路通行能力矩阵在网络交通分配中所要叠加的最小乘数；步骤6：利用MATLAB7.0输入步骤3得到的疏散OD矩阵以及步骤4完善的路段属性表等城市疏散网络基础数据；步骤7：利用MATLAB7.0的遗传算法工具箱GATOOL，以现有疏散网络数据为基础，寻找满足最大网络里程限制、道路虚拟通行能力、道路可用性以及网络连通性等约束条件并使网络过饱和度这一指标最小的疏散干路网络提取方案，即对“保留标号”为缺省状态的路段进行保留判断。步骤8：当网络中所有路段的“保留标号”均已进行了判断且满足步骤7中所有条件，将含有最新“保留标号”的道路属性信息表以.xls格式输出。并将保留标号为0的路段从原网络中剔除，最终得到提取后的城市疏散干路网络结构图。