[发明专利]面向路网关键节点的应急保障优化设计方法

说明书

本发明公开了一种面向路网关键节点的应急保障优化设计方法，涉及城市道路网络应急保障技术领域。所述方法包括以下步骤：分别构建路网节点常态下以及震后的重要性评价指标体系；结合常态下的路网节点重要性评价指标体系，得到路网节点重要性分级；结合震后的路网节点重要性评价指标体系，得到路网节点重要性分级；结合常态下和震后路网节点重要性分级，采用风险矩阵方法得到城市路网中节点的综合重要性分级；采用遗传算法设计模型的优化求解过程，优化选出最佳应急物资储备点位置。所述方法可用于研究城市道路网络区域的应急资源储备点的选址，优化灾后应急救援储备点的空间分布，提高灾后道路应急救援和保障能力。

技术领域

本发明涉及城市道路网络应急保障技术领域，尤其涉及一种面向路网关键节点的应急保障优化设计方法。

背景技术

城市路网是由大量节点(交叉口)和路段构成的复杂网络，它不仅保障城市居民的日常生活生产，还支撑灾后救援疏散、物资调配等关键问题，然而路网的组元关联紧密，整体分布范围较广，极易受到自然灾害、人为灾害、交通事故等突发事件的影响，导致一些起关键作用的节点功能退化，造成局部道路通行能力下降或拥堵，甚至由于“级联失效”作用导致路网瘫痪。研究表明，只要5％～10％的重要节点同时失效就将导致整个网络瘫痪。因此，城市路网中关键节点的识别与分类研究对路网关键节点管控、应急资源布局以及提高路网的抗毁性与可靠性，保障灾后路网的安全、有效运行具有重要意义。

目前国内外学者从不同角度对路网关键节点识别进行了大量的研究，其方法基本上都是源于图论及基于图论的数据挖掘，通过挖掘节点的重要属性信息来体现节点的差异性，如节点连接度、节点介数、聚集系数、特征向量等都是网络拓扑结构属性测度指标，未体现路网中节点的交通动力学特性，故有些学者提出用节点高峰小时交通流量、节点交通负荷、流量比与饱和度等指标来表征路网的交通运行特征。由于单一指标难以从整体上准确反映路网节点的重要性，逐渐出现了从不同角度反映路网节点重要性的多指标综合识别方法，但过多的指标也会加大计算的复杂性。此外，一些多指标综合评价方法考虑了指标间的关联信息，只能给出节点重要性排序，需要人为划分重要性等级，分类分级结果主观性较大，而且未考虑震后路网通行能力衰退、路网空间异质性等问题。地震作用对路网单元的冲击破坏作用将导致路网通行能力折减或失效，目前多对路网震后通行可靠性进行分析，而震后关键节点失效或路段通行能力折减导致整个路网的通行性能衰变影响研究较少，且针对关键节点的应急保障优化方法研究较少，面向震后所有需求点的物资配送优化研究较多。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可用于研究城市道路网络区域的应急资源储备点的选址，优化灾后应急救援储备点的空间分布，提高灾后道路应急救援和保障能力的面向路网关键节点的应急保障优化设计方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种面向路网关键节点的应急保障优化设计方法，其特征在于包括以下步骤：

分别构建路网节点常态下以及震后的重要性评价指标体系；

结合常态下的路网节点重要性评价指标体系，得到路网节点重要性分级；

结合震后的路网节点重要性评价指标体系，得到路网节点重要性分级；

结合常态下和震后路网节点重要性分级，采用风险矩阵方法得到城市路网中节点的综合重要性分级；

采用遗传算法设计模型的优化求解过程，优化选出最佳应急物资储备点位置。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明所述方法为解决路网关键节点地震后应急物资保障优化提供较为客观、可行的研究方法，可以在灾害发生后的路网的关键节点段进行设定判断，并在路网中设置应急资源布置点，对重要的节点路段进行保护与保障，对于灾后救援起到指导作用。