基于脆弱性的灾后城市道路网络恢复方案研究

摘要

研究灾害扰动下路网的脆弱性演化过程和薄弱部位，找出灾后道路恢复的最佳方案，降低突发灾害对路网的影响，有助于尽快恢复路网的性能.针对该问题，首先基于原始建模法建立路网的拓扑结构，选取网络效率、连通度、最大连通子图比例为脆弱性指标，构建路网脆弱性分析模型，并确定关键部位的识别方式.其次，将网络效率、恢复时间作为目标函数，以道路通行状态、施工队伍转移有效路径、施工队伍数量等为约束，建立灾后受损道路恢复模型，使用遗传-粒子群-Dijkstra算法求解.最后，以西安市城墙内部实际路网为例进行应用，使用MATLAB软件模拟灾害扰动下路网脆弱性演化过程，分析多处失效时路网的性能变化，通过攻击单一节点和连边识别路网中的关键部位，针对加权路网中的关键部位建立恢复模型，找出灾后路网恢复的最优恢复顺序和最佳转移路径.研究结果表明：灾后恢复模型能够在较短的时间内找到最佳恢复方案，实现恢复顺序和转移路径的动态结合.

关键词

突发灾害 / 城市道路网络 / 脆弱性分析 / 恢复顺序 / 最优路线