可預知災難性事件下城市群應急交通疏散模型及分析.pdf

1、過去的幾十年以來，全球氣候不斷變化，氣溫不斷升高，冰川融化，海平面上升，近十年以來海嘯、颶風（我國稱之為臺風）頻繁發(fā)生，襲擊全球各地沿海區(qū)域，造成人員喪生和財產損失。諸如襲擊中國上海、浙江、福建等地的臺風，襲擊美國密西西比州、路易斯安那州、德克薩斯州的颶風katrina、Rita、Ike、Gustav等。全球氣候變暖、海嘯颶風爆發(fā)頻率增加的同時，城市化進程不斷進行:海岸線人口不斷增加、集聚，隨之帶來城市發(fā)展的一個現象:城市群(mega

2、region)的形成。
　　近五十年來，全球人口不斷增長，在一些區(qū)域，原本相距較遠的單獨城市，城市人口和城市規(guī)模不斷增長，多個城市最終連接成人口分布在較廣區(qū)域，延續(xù)幾百公里的城市組團，其被稱為城市群。目前，我國有三個典型城市群:長三角城市群、珠三角城市群和環(huán)渤海城市群;美國有兩個典型的城市群:波士頓-紐約-費城-巴爾的摩-華盛頓哥倫比亞特區(qū)城市群、南加州圣地亞哥-洛杉磯城市群和多個潛在的城市群。在世界范圍內，類似的城市群在印度、巴

3、西、日本、南非、歐洲等世界各地迅速擴張和發(fā)展。
　　伴隨著全球氣候變暖、災難性事件的頻發(fā)和城市群的快速發(fā)展。突發(fā)性氣候災難威脅城市群數以百萬的人口的可能性在不斷增加。災難性事件下應急管理方法之一是采用大區(qū)域交通疏散，將危險區(qū)域的人員疏散到安全區(qū)域，即應急交通疏散。然而，包括數百萬車輛，數千萬人口的城市群應急交通疏散尚未被研究者納入實際研究領域，本研究將就城市群應急交通疏散的模型構建、分析方法作一個初步的探索。
　　本文提出城

4、市群應急交通疏散模型參數要求和四階段建模步驟，構建一個城市群應急交通疏散微觀仿真模型，該仿真模型將被用于城市群的應急交通疏散研究。研究中使用一個理論上的城市群，即墨西哥灣城市群（路易斯安娜州新奧爾良大都市圈延伸至德克薩斯州休斯敦大都市圈）作為研究區(qū)域，盡管該城市群的規(guī)模尚不夠巨大，但其仍涵蓋了1200萬人口，且在未來時間內，人口還會繼續(xù)增加;選擇該區(qū)域的另一原因在于研究者所在課題組已經構建過新奧爾良區(qū)域的交通仿真模型，因而，在現有研究基

5、礎上，可以將模型區(qū)域向西擴展，進而構建一個涵蓋6個大都市圈的城市群應急交通疏散模型。
　　該模型融合地理信息系統(tǒng)，疏散需求預測模型和交通仿真分析平臺(The Transportation Analysis and Simulation System，TRANSIMS)構建，能夠整合利用現有的人口數據和地理信息數據來構建人口和網絡信息，模型彈性(較)好，能夠適應未來人口增長和道路網絡的變化。研究中，構建虛擬颶風情境，進行模型實驗再現

6、疏散演化過程，人口變化、道路網絡、疏散者行為以及區(qū)域管理策略都將被測試，以研究上述變量和交通系統(tǒng)表現之間的關系。從中得出在不同情形下的關鍵通道速度時空分布圖，流量時空分布圖，網絡瓶頸位置，網絡清空時間，宏觀網絡交通有效性指標等。進一步分析表明:疏散交通需求、交通管理策略對于交通表現指標有決定性的作用，通過曲線擬合的方法，構建了網絡交通表現函數，以預測在不同的疏散需求和管理策略組合下，城市群道路網絡的綜合表現指標值，以及在需求和管理策略發(fā)

7、生變化的情況下，城市群道路網絡的疏散交通狀況會發(fā)生何種改變，研究了網絡清空時間的數學分布和分區(qū)域分時段疏散策略制定的數學方法，基于此提出了城市群應急交通疏散策略制定方法和步驟，為應急交通管理者和決策者提供信息支撐，做出合理決策。
　　由于颶風的多發(fā)性和典型性，人們在颶風下的疏散行為和其他可預知災難性事件下的行為類似，以上研究成果不僅有助于人們更加深入理解城市群應急交通疏散現象，而且可以將其應用于不同區(qū)域，人口、道路網絡結構城市群，