台风灾害条件下道路交通应急区域疏散建模与仿真研究

台风登陆城市前一定安全时限内，利用有限通行能力路网，有序疏散大规模人口和车辆，是重要的实践和理论问题。本项目从道路交通系统分析角度，以刻画疏散者终点选择行为和疏散交通流的动态、随机特性为基础，构建面向区域疏散交通管理辅助决策的模型体系与仿真方法，从而为应急决策提供理论支撑。以"框架→理论→模型→方法"研究思路为指导，首先从集成疏散交通管理的角度，构建疏散路网管理与通道管理相结合的两层建模框架，有机整合各种疏散交通管理控制策略；其次从疏散交通流建模的角度，以修正元胞传输模型为理论基础，构造疏散路网元胞-连接桥模型，从而能够准确描述疏散交通流的传播与演化机理；再次，构建以疏散清空时间最短为目标的动态疏散交通管理优化模型，设计启发式算法，求解疏散交通管理最优方案；最终，开发面向辅助决策的疏散交通管理原型仿真软件。本研究有助于深入理解疏散交通流运行机理，为科学制定疏散交通管理策略提供关键理论支撑。

世界范围内台风灾害频繁发生，呈现出数量逐年增多、强度增大、灾害影响范围增广的态势，对人类社会造成极大的经济损失。当台风灾害影响范围较大，并且存在较强的破坏性时，实施大规模应急疏散越来越多地成为科学防灾、主动避险的有效途径。本项目从国内外道路交通应急区域疏散研究现状分析入手，系统考察了疏散交通管理在灾害管理中的功能和角色，提出了区域疏散交通管理集成建模框架；其次，针对道路交通应急区域疏散交通流的时变、随机特性，开展了基于元胞传输模型的疏散交通流基础建模研究，并提出了适用于大规模路网疏散的改进元胞传输模型，形成了元胞-连接桥疏散路网模型构造的一般性方法；再次，依据元胞传输理论，构建了能够预测区域疏散交通时空分布的基础疏散动态交通配流模型，并采用逆行车道设置、分阶段疏散、交叉口冲突消除等集成管理策略，对基础交通配流模型进行修正，从而形成了集成的疏散交通管理模型；最后，针对弱势群体和无车群体的疏散问题，建立了台风灾害下无车群体疏散行为分析模型、需求预测模型和基于公共交通运输的无车群体集散设施选址模型。该项目的研究成果一方面提升了道路交通应急区域疏散管理的理论水平，同时能够有效的服务于道路交通应急管理实践，对于减少灾害下的人员伤亡和财产损失具有重要的实践意义。