洪災(zāi)避險轉(zhuǎn)移模型及應(yīng)用.pdf

1、洪澇災(zāi)害損失占全球各類自然災(zāi)害損失之首，因此洪災(zāi)中的避險轉(zhuǎn)移、路徑規(guī)劃、疏散撤離問題一直是全球眾多學(xué)者的研究熱點(diǎn)。路徑規(guī)劃是應(yīng)急避難系統(tǒng)中的重要組成部分，研究成果廣泛應(yīng)用于颶風(fēng)、火災(zāi)、洪災(zāi)等自然或人為災(zāi)害的避險中。國內(nèi)外現(xiàn)有研究成果用于解決實際問題時遇到的瓶頸主要體現(xiàn)在，當(dāng)路網(wǎng)復(fù)雜、避險人員數(shù)量龐大、轉(zhuǎn)移進(jìn)程中可能造成的擁堵等具體情形沒有綜合全面的解決方案，計算成本高昂且無法自適應(yīng)的應(yīng)用到避險規(guī)模較大的現(xiàn)實避險情景。為此，本文提出了兩種

2、解決方案，有力解決了防洪保護(hù)區(qū)或分洪區(qū)內(nèi)的避險轉(zhuǎn)移、路徑規(guī)化問題，模型計算的效率相比普通的線性規(guī)劃算法也大大提高，節(jié)省了計算資源，為避洪決策提供了強(qiáng)有力的科學(xué)依據(jù)和科學(xué)支持。論文的主要工作和成果包括：
　　（1）分析了洪災(zāi)避險轉(zhuǎn)移路徑規(guī)劃的策略及關(guān)鍵問題。在分析確定避洪計算的洪水量級得到轉(zhuǎn)移范圍后，針對研究區(qū)有無避險預(yù)案的不同情形明確避險轉(zhuǎn)移的單元、可用路徑及安置區(qū)，為避險轉(zhuǎn)移模型的計算準(zhǔn)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。模型的計算成果和求解效率是避險

3、疏散規(guī)劃的重心，在綜合考慮道路等級、通行方式、交通擁堵、安置資源等約束后，求解目標(biāo)。
　　（2）遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)分析和空間分析功能廣泛應(yīng)用于洪災(zāi)避險轉(zhuǎn)移決策的研究中，當(dāng)避險規(guī)模龐大、路網(wǎng)復(fù)雜、避險人員激增以及安置場所容量受限的情形，未能有效求解?；诖吮疚闹刑岢龅幕诰W(wǎng)絡(luò)流的洪災(zāi)避險轉(zhuǎn)移模型，將避險人員和安置場所的容量對等單元化，模型求解的維數(shù)大大降低，降低對計算機(jī)的性能要求，在提高計算效率的同時獲得最優(yōu)轉(zhuǎn)移路線。<

4、br>　?。?）針對第三章節(jié)中提出的基于網(wǎng)絡(luò)流的洪災(zāi)避險轉(zhuǎn)移模型中的計算單元對計算結(jié)果的影響展開分析，以荊江分洪區(qū)洪災(zāi)避險轉(zhuǎn)移、路徑規(guī)劃問題為研究背景，結(jié)合現(xiàn)有的預(yù)案，確立了路徑耗時、路徑長度及路段流量指標(biāo)，將模型計算結(jié)果與現(xiàn)有的避險預(yù)案對比，研究結(jié)果表明，模型規(guī)劃的避險方案減少了原預(yù)案方案的轉(zhuǎn)移耗時，縮短了轉(zhuǎn)移路徑距離，緩解了路段人流量，推進(jìn)了洪災(zāi)避險轉(zhuǎn)移進(jìn)程。當(dāng)確立轉(zhuǎn)移單元分別為200、300、400、500時，對計算結(jié)果的影響并不

5、大，因此在滿足危險區(qū)撤離時間要求時，出于對計算速度和計算資源的綜合考慮，不必將計算轉(zhuǎn)移單元細(xì)分到個人。
　?。?）路徑規(guī)劃中多采用線性規(guī)劃算法，但其求解速度和計算能力對避險轉(zhuǎn)移計算的規(guī)模都十分敏感，在大規(guī)模的求解問題中擴(kuò)展性表現(xiàn)較差，在啟發(fā)式 CCRP（Capacity ConstrainedRoutePlanner）算法的基礎(chǔ)上，本文提出了遞增結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，加入了計算優(yōu)先級，提出解決考慮路網(wǎng)中十字交叉口可能造成的擁堵延誤的具體