震后道路应急救援到达时间可靠度预测模型研究

沈晓冰+杨保华

摘要：应急时间可靠性是评价震后路网性能的一项重要指标，对应急交通管理有重要意义。本文基于震后路段阻断风险概率、通行时间波动性及路径选择偏好的分析，构建应急救援到达时间可靠度GERT模型，并提出了GERTS仿真算法。最后，通过一个算例验证了该模型算法的可行性与有效性。

Abstract： As an important evaluating indicator of the transportation system after disaster，emergency time reliability has the important research value in the transportation management aspect. This paper analyzes three main influence factors of link travel time reliability： the road blocking risk probability， travel time varying volatility， road probability selection. Then， the GERT model on emergency time reliabilit is established and he GERTS simulation algorithm is proposed. Finally， an example is employed to demonstrate the feasibility and effectiveness of the model.

关键词：应急；路段阻断风险；通行时间；GERT模型

Key words： emergency；the road blocking risk；travel time；GERT model

中图分类号：U291 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）29-0184-03

0 引言

路网可靠性是评价道路交通网络在特定的时间、环境下，使某种预期的功能并达到可接受的运行水平的概率。研究震后路网的可靠性，可以提高应急救援效率。国内外不少学者关注路网运行时间可靠性的研究。David L基于出行时间可靠性分析了信息对降低出行成本的作用[1]；H.Tu etal以概率法分析了高速公路的行程时间可靠性，又利用细胞传输模型研究了路网实时行程时间可靠性[2]；马寿峰等提出了一种交通网络可靠性分析法—基于风险的交通可靠性（RBR）[3]；林赐云等采用Rough集理论，实现对突发灾害下交通流可靠性运行态势的预测[4]；叶震等融合连通可靠性和行程时间可靠性两个指标，研究路网可靠度[5]；李小静等以基于价值和可靠性变化研究不确定环境下路径选择行为和风险态度[6]。目前研究的重点是寻求道路交通网络结构的合理化和交通运营的高效率[7-8]，在突发灾害下的交通路网可靠性分析方面还未展开深入研究[9]。

本文基于随机网络理论[10]，提出了震后应急到达时间可靠度GERT模型，为应急决策提供可靠的道路交通状态信息；此外，由于该模型在处理复杂交通路网数据时较为困难，提出了该模型的GERTS仿真算法。

1 模型构建

震后路面塌陷、建筑倒塌等因素造成路段阻断，影响路网的通行能力，可以参考路网结构中各路段信息中3个参数对阻断概率进行评估，即路段阻断风险概率，路段通行时间，出行者的路径选择偏好。

3 算例分析

某震后交通路网结构如图4，节点1设为应急中心，需在最短时间内将救援物资运往灾点（节点6）。根据路网参数和地震的烈度，得到θ值、路段阻断概率，进而计算路段通行时间的均值和方差，如表1，最后得到给定时间T的应急运行时间的可靠度，如图5。

4 结束语

本文构建了应急救援到达时间可靠度模型，并提出该模型的GERTS仿真算法，较好的融合了震后受损和出行者偏好等主客观信息，有利于预测交通路网的抗震性，更好地保障震后的应急救援工作。而模型的计算需要较完整的统计数据，因此针对贫信息下数据残缺的交通路网的可靠性问题，有待进一步的研究。

参考文献：

[1]David L. The value of advanced traveler information systems for route choice [J] . Transportation Research， 2003，11C （1）：75-87.

[2]H.Tu， H.Van Lint， H.Van Zuylen. Measuring and Defining Freeway Travel Time Reliability.5th International Conference on Traffic and Transportation Studies，ICTTS， Xian，China， 2006. Reston，United States， American Society of Civil Engineers， 2006：473-481.

[3]马寿峰，贺正冰，张思伟.基于风险的交通网络可靠性分析方法[J]，系统工程理论与实践，2010，30（3）：550-556.

[4]林赐云，王琳虹，龚勃文，等.突发灾害下城市路网交通流可靠性运行态势[J].吉林大学学报（工学版），2012，42（3）：581-587.

[5]叶震.基于突发事件下的不同可靠性指标融合的路网可靠性分析[D].长安大学，2014.

[6]李小静，刘林忠.基于累积前景理论的通勤者路径选择模型[J].交通运输系统工程与信息，2015，15（1）：173-178.

[7]Chcn A，Yang H，Lo H K，et al. Capacity rcliability of a road network： an assessment methodology and numerical results[J].Transportation Research Part B： Methodological，2002，36（3）：225-252.

[8]Lo H K，Tung Y. Network with degradable links： Capacity analysis and design[J].Transportation Rcsearch Part B： Methodological，2003，37（4）：345-363.

[9]林赐云.突发灾害下应急交通保障决策支持系统关键技术研究[D].长春：吉林大学交通学院，2010.

[10]杨保华，方志耕，张娜，等.基于多种不确定性参数分布的U-GERT网络模型及其应用研究[J].中国管理科学，2012，18（2）：96-102.

[11]陈艳艳，刘小明，梁颖.可靠度在交通系统规划与管理中的应用[M].北京：人民交通出版社，2006.