人口-道路动态关系下的城市应急疏散方法研究

With the acceleration of Chinese urbanization, the urban population has increased significantly. Natural and man-made disasters have brought unprecedented challenges for the urban safety. Planning and implementation of an effective evacuation has been one of the most effective emergency response and mitigation strategies to protect human populations against various hazards and catastrophic events. Although the last three decades have seen a great deal of research efforts contributed to developing evacuation planning policy and methods, few systematic researches have focused on cities, especially the megalopolis of China subjected to the hazards with a high degree of spatial and temporal uncertainty (such as terrorist attacks, urban fires, transportation of dangerous goods, etc.). For this reason, according to the dynamic relationship between the spatial distribution of population and the road network carrying capacity, this research proposes an evacuation vulnerability assessment model for different hazard installations founded on an integer programming (IP) model called the critical cluster model (CCM), and take a typical city as a case study. The primary objective of this research is to explore the spatial and temporal distribution of evacuation vulnerability in urban area, so as to provide basis of decision making for emergency evacuation.

随着中国城市化进程的加速，城市人口迅速增加，自然和人为灾害对城市安全带来了前所未有的挑战，特别是当面对在空间和时间上的发生都具有高度不确定性的灾害（例如：恐怖袭击、城市火灾、危险物品运输等）时，计划并实施有效的疏散是最有效的应对策略之一，可以大大降低人员伤亡。因此针对城市，特别是人口密集的大中城市的应急疏散策略研究具有重要意义。本项目将以典型城市为对象，研究城市人口空间分布与道路承载力之间的动态关系，建立针对不同危险源的动态疏散脆弱区域分析方法和模型，分析城市道路疏散脆弱区域的时空分布特征，为应急疏散提供决策依据。

在我国高速城镇化进程中,城市人口逐年剧增,导致了人口的高密度聚集。然而,相配套的城市路网建设却远远滞后于急剧增长的人口密度。这种严重不匹配关系极大影响了人群在面临各种危险和灾难性事件中的应急疏散能力，使城市存在严重的安全隐患。因为城市疏散脆弱性研究可以事先发现城市中存在严重安全隐患的区域，因此受到了国内外学者的广泛关注。所有可能的疏散结果根据人群在应急过程中对路网的选择不同而介于最理想（乐观）与最糟糕（悲观）的两种极端情况之间，而已有的疏散脆弱性研究主要集中在评估最糟糕的疏散情况下研究区域内路网的疏散脆弱性。只为决策者提供一种极端情景下的疏散脆弱性评估是不能满足决策者在制定应急疏散计划时的需要的，为此本项目构建了一个乐观疏散脆弱性模型（OEVAM）来评估最理想疏散情况下造成的路网脆弱性。OEVAM模型的搭建是基于图论，采用扩散算法来解决乐观疏散问题。然后研究用它来评估了五中不同拓扑结构典型路网的疏散能力，并与普遍流行的悲观疏散模型的结果进行了对比。项目最后选择了北京南锣鼓巷作为研究区域评估了以胡同为代表的路网疏散脆弱性。本项目的意义在于,我们的研究与前人的研究组合在一起将为疏散脆弱性评估提供一个更为完整的理论依据。