基于节点中心性的高速公路应急资源点布局优化研究

发布时间：2021-05-21 03:51

　　高速公路网络化运行特征日渐显著,对于路网中起关键连接作用的枢纽节点,若出现突发事件不及时处理,会引起周围路网大面积长时间拥堵,提高这些关键节点的应急保障有助于提升路网整体应急水平。目前高速公路应急资源储备存在管理主体多元、依托属地分散储备、物资的应急救援功能不明确等问题,影响了应急网络化响应效率。因此,研究设置布局合理、功能齐全的高速公路应急资源点,对推动高速公路应急管理水平提高有重要意义。本文从复杂网络角度出发,通过分析路网拓扑结构和节点中心性,识别路网中的关键节点,基于应急需求点节点中心性研究高速公路应急资源点布局优化问题。首先,分析当前高速公路管理模式和应急管理现状与问题,提出基于路警联合管理的应急物资集中储备模式,明确应急资源点功能。其次,基于复杂网络理论,构建高速公路基本结构拓扑网络、里程加权拓扑网络和交通量加权拓扑网络,从度中心性、中介中心性、接近中心性和网络效率中心性四个角度选取了8个指标,构建基于熵权法-TOPSIS的节点中心性综合评价模型,并利用matlab编程求解,评价结果作为后文应急资源点选址模型中需求点权重。再次,考虑资源点功能结构合理化,构建多级应急资源点布局... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的及意义
    1.2 研究综述
        1.2.1 应急资源点布局相关研究
        1.2.2 复杂网络及节点中心性相关研究
        1.2.3 复杂网络在选址问题中的应用
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第2章 高速公路应急资源管理现状分析
    2.1 高速公路突发事件及应急资源
        2.1.1 高速公路突发事件类型
        2.1.2 高速应急资源类型
    2.2 高速公路应急管理现状及问题
        2.2.1 高速公路管理现状
        2.2.2 高速公路应急管理现状
        2.2.3 高速公路应急资源管理现状与问题
    2.3 基于路警联合管理的应急资源集中管理模式
        2.3.1 应急资源集中管理模式
        2.3.2 应急资源点功能
第3章 基于复杂网络的高速公路网节点中心性评价
    3.1 复杂网络概述
        3.1.1 网络的图论表示
        3.1.2 统计特征指标
        3.1.3 复杂网络特性
        3.1.4 基于节点中心性的网络脆弱性
    3.2 高速公路节点中心性评价指标体系构建
        3.2.1 高速公路网络模型构建
        3.2.2 节点中心性评价指标体系
        3.2.3 指标计算
    3.3 基于熵权法-TOPSIS的节点中心性评价
        3.3.1 指标标准化处理
        3.3.2 TOPSIS综合评价模型
        3.3.3 熵权法求解指标权重
第4章 高速公路网应急资源点布局优化研究
    4.1 布局思路及方法
        4.1.1 研究思路
        4.1.2 相关方法
    4.2 考虑节点中心性的多级应急资源点布局优化
        4.2.1 问题描述
        4.2.2 模型假设
        4.2.3 模型构建
        4.2.4 模型求解
    4.3 基于需求分级的应急物资配置研究
        4.3.1 应急资源需求分级评价指标体系
        4.3.2 基于系统聚类的应急物资需求分级模型
第5章 实例分析——以武汉城市圈高速公路网为例
    5.1 武汉城市圈高速公路基本情况及拓扑网络构建
        5.1.1 武汉城市圈高速公路基本情况
        5.1.2 高速公路基本结构网络构建
        5.1.3 高速公路里程加权网络构建
        5.1.4 高速公路流量加权网络构建
    5.2 高速公路网节点中心性分析
        5.2.1 度中心性分析
        5.2.2 中介中心性分析
        5.2.3 接近中心性分析
        5.2.4 网络效率中心性分析
        5.2.5 节点中心性评价
    5.3 考虑节点中心性的路网应急资源点选址结果分析
        5.3.1 已知条件
        5.3.2 结果分析
        5.3.3 比对分析
    5.4 基于需求分级的高速公路应急资源配置策略
        5.4.1 高速公路应急资源需求分级评价
        5.4.2 基于需求分级的高速公路应急物资储备策略
第6章 结论与展望
    6.1 研究结论
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]施工环境下高速公路应急资源调度方法研究[J]. 王薇,武毅,赵阳,瞿卫东.  重庆交通大学学报(自然科学版). 2019(02)
[2]城市轨道交通应急接驳公交蓄车点选址[J]. 邓亚娟,茹小磊,梁国华,周明妮.  交通运输工程学报. 2018(04)
[3]全国铁路货物快运网络的复杂性分析[J]. 詹斌,杨雨婷,鲁寒宇,李日伟.  武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2018(03)
[4]武汉市轨道交通线网应急救援站选址研究[J]. 冉连月,吴贤国,刘洋,张立茂.  中国安全生产科学技术. 2018(04)
[5]库区水上应急救助设施选址多目标优化模型[J]. 张进峰,何芸枫,吴小红,刘永森.  中国安全科学学报. 2018(04)
[6]施工环境下高速公路应急车辆资源配置[J]. 于德新,赵阳,武毅,瞿卫东.  重庆交通大学学报(自然科学版). 2018(10)
[7]三峡库区应急资源鲁棒优化配置研究[J]. 杨家其,张文芬.  重庆交通大学学报(自然科学版). 2017(11)
[8]基于集合覆盖模型的高铁应急资源储备点选址优化[J]. 孙剑萍,宫素萍,汤兆平,刘欢.  中国科技论文. 2017(19)
[9]城镇应急资源储备点选址与布局优化研究:考虑暴雨灾害和路径长度[J]. 吴坷,宋英华,吕伟.  中国安全科学学报. 2017(09)
[10]多类应急资源配置的鲁棒选址-路径优化[J]. 彭春,李金林,王珊珊,冉伦.  中国管理科学. 2017(06)

博士论文
[1]“情景—应对”模式下非常规突发事件应急资源配置调度研究[D]. 舒其林.中国科学技术大学 2012

硕士论文
[1]城市轨道交通应急公交驻车点选址分配问题研究[D]. 支晓宇.北京交通大学 2018
[2]基于复杂网络理论的铁路客运网特性分析及应急站点区域规划的应用[D]. 张启坤.西南交通大学 2018
[3]路警一体化管理模式下的执法服务站选址研究[D]. 张娇娇.长安大学 2017
[4]城市轨道交通网络节点重要度评估及级联失效抗毁性研究[D]. 李倩.北京交通大学 2017
[5]基于路网关键节点的应急资源选址研究[D]. 秦振海.北京交通大学 2015
[6]基于网络中心性的城市轨道交通应急救援站选址研究[D]. 李刚.北京交通大学 2014
[7]中国铁路网的网络特性及脆弱性研究[D]. 江娟.华中科技大学 2013
[8]考虑拓扑脆弱性的应急储备点选址与物资分配模型研究[D]. 庄艳玲.东北大学 2011
[9]中国高速公路管理体制研究[D]. 徐杰.长安大学 2010



本文编号：3198992