[發明專利]一種基于滲流分析的城市交通脆性評估方法

有效

• 申請號: 201910405972.1
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN110232818B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 李大慶;曾冠文
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

本發明提供一種基于滲流分析的城市交通脆性評估方法，步驟如下：一：構建實時城市交通流網絡；二：運用滲流分析方法，分析城市交通功能網絡在不同道路擁堵率下的交通運行水平；三：分析系統在滲流臨界點附近的標度關系，并以此為依據確定城市交通脆性；通過以上步驟，本發明有效分析了城市交通脆性，能夠幫助城市交通管理者評價和預測城市交通系統的狀態變化，為城市交通管理者規避可能發生的重大交通擁堵提供早期預警作用；本發明提供的脆性指標及其實現方法同時能夠為城市交通系統管理與控制的提供理論和技術指導，對于智慧城市建設等熱門領域具有啟發和促進作用。

技術領域

本發明提出一種基于滲流分析的城市交通脆性評估方法，它涉及一種基于滲流分析的城市交通脆性指標及其實現方法，屬于交通可靠性與網絡科學交叉技術領域。

背景技術

脆性的定義來源于材料力學中的概念：材料在外力作用下僅產生微小形變即發生斷裂或破壞的性質。引申到復雜系統中，系統脆性的定義為：由于內、外因素的作用使得系統發生難以逆轉的結構或功能方面的整體性崩潰的性質。由系統脆性的定義可以看出，系統的脆性臨界點往往意味著系統結構或功能方面的極端失效狀況。在現代工程應用中，尤其是針對那些對于經濟社會的正常運行具有重大意義的關鍵基礎設施，設計者應該著重考慮如何讓這些系統在實際運行中充分避開其脆性臨界點，以避免造成災難性后果。作為關鍵基礎設施的城市交通道路網絡，如果其發生大規模的交通癱瘓，不僅會造成重大的經濟損失，同時也會給人們的正常出行帶來巨大的不便。例如，發生在2012年的“7·12”北京特大暴雨，導致北京市路網大量的主路斷路，由此引發了遍及全市的交通癱瘓，造成的直接和間接的經濟損失超過百億元。

為了防止城市交通系統發生這類大規模的交通堵塞甚至是全城性的交通癱瘓，需要對城市交通脆性有足夠深刻的認識和研究，以便挖掘其發生系統性崩潰的內在機理和條件，為防止系統脆性相變的發生做出有效的預防指導。城市交通脆性的相關研究還處于起步階段，目前關于城市交通脆性的定義還沒有一個統一的標準?，F有關于城市交通脆性的衡量指標主要涉及到城市交通系統的行程可達性，即用戶從起點出發能夠在規定的時間內到達終點的性質。通過分析不同個體的可達比例來作為系統當前狀態下的可達性指標。當城市交通系統的可達性下降到一定程度時，則認為其達到了系統脆性臨界點，并以該臨界點的值此作為衡量系統脆性大小的指標。

基于行程可達性的城市交通脆性指標具有一定的應用價值，也容易被用戶理解和接受，因而其應用較為廣泛。但這一指標及其確定方法也有一定的局限性：首先，這一指標的確定方法主要從用戶的角度出發，主要反映了局域交通(特別是交通極端擁堵區域)的供需的矛盾情況，容易受到不同用戶樣本導致的抽樣偏差的影響，難以反映系統的宏觀運行特點；其次，該脆性指標的計算需要等待大量用戶行程完成之后，才能準確根據其出行軌跡確定某一對起點終點間的可達性高低，較難提供準確的實時預測。