基于动态配流的旅客应急疏散路径优化管理方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及疏散路径优化技术领域，具体公开了一种基于动态配流的旅客应急疏散路径优化管理方法及系统，包括以下步骤：获取目标区域的路径集合；获取路径集合中各路段的投资总额和投资分配，基于投资总额和投资分配计算各路段的投资预算；构建双层计算模型；基于投资金额和双层计算模型计算路段的最大关键度最小值以及实际投资金额。本发明专利技术通过构建双层计算模型，利用灵敏度算法计算路段的实际投资成本和最大关键度的最小值，既确定了应急疏散路径中最为重要的路段，也得出了该路段的实际投资金额，从而以最小的投资成本提高路段的可靠性，使路网系统最薄弱的环节得到加强，对客滚船旅客的应急疏散路径网络系统进行有效地优化。化。化。

【技术实现步骤摘要】
基于动态配流的旅客应急疏散路径优化管理方法及系统


[0001]本专利技术具体涉及疏散路径优化
，具体是一种基于动态配流的旅客应急疏散路径优化管理方法及系统。

技术介绍

[0002]我国港口运输枢纽及港口客运客运船的应急管理体系的建立尚处于探索和不断完善、不断提升的阶段。当前，在应急管理中主要采用的还是行政命令、部门联动督促救援等行政管理方式，当前的应急交通疏散预案中对疏散旅客及车辆行驶路径选择、疏散时间估算、疏散方案效果评价等交通应急组织规划研究还处于尚需不断完善阶段，对应急疏散缺乏技术性的规划和科学性的应急管制。因此，港口客运站及客运船应急交通组织规划的研究是亟待提高的安全管理研究。
[0003]在一般的港口客运站旅客应急疏散网络设计模型中，上层的目标函数或取系统总阻抗最小，或取系统成本最小，投资最小或者应急疏散能力最大等，但将可靠性作为系统优化目标的相对较少，如何以可靠性（关键度）作为系统的优化目标，将有限的资金投入到最需要增加能力的路段上，以最小的投资成本提高路段的可靠性，使路网系统最薄弱的环节得到加强是亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于动态配流的旅客应急疏散路径优化管理方法及系统，以解决上述
技术介绍
中提出的将可靠性作为系统优化目标的相对较少，如何以可靠性（关键度）作为系统的优化目标，将有限的资金投入到最需要增加能力的路段上，以最小的投资成本提高路段的可靠性，使路网系统最薄弱的环节得到加强是亟待解决的技术问题的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于动态配流的客滚船旅客应急疏散路径优化方法，包括以下步骤：S10、获取目标区域的路径集合，所述路径集合包括路径节点以及由所述路径节点构成的路段；S20、获取路径集合中各路段的投资总额和投资分配，基于投资总额和投资分配计算各路段的投资预算；S30、构建双层计算模型，所述双层计算模型包括上层目标函数和下层动态配流模型，所述上层目标函数用于求取路段的最大关键度最小值，所述下层动态配流模型用于求取路段的交通流量；S40、基于投资金额和双层计算模型计算路段的最大关键度最小值以及具有该最大关键度最小值路段的实际投资金额，所述具有该最大关键度最小值的路段即为优化得到的应急疏散路段；需要说明的是，各路段的投资总额和投资分配是由路段施工单位根据工程造价预
算的，也就是说，分配到各路段的投资预算是一个预先得到的固定金额，该投资预算作为路段实际投资金额的初始值。
[0006]作为本专利技术进一步的方案：步骤S10中，所述目标区域为需要进行应急疏散的目标位置周围的地理位置区域，该地理位置区域包括有多个路径节点，两两不相同的路径节点构成进行应急疏散的路段，通过计算得出的各路段关键度反应了路段在应急疏散过程中的重要性，具有最大关键度的路段即为最重要的疏散路段，由路段关键度计算方法可知，路段关键度与该路段的投资金额以及该路段的交通流量决定，通过调整路段的投资金额以获得该路段最大关键度的最小值，从而以最小的投资成本优化重要性最大的路段，从而对目标区域的路段集合进行强化。
[0007]作为本专利技术再进一步的方案：步骤S20中：上层目标函数：；其中：表示路段a的关键度，表示路段a的实际投资金额，u表示路段a的实际投资金额的向量，，；表示路段a的交通流量；上层目标函数的约束函数为：；其中，表示路段a增加金额的投资函数，B表示投资总额。
[0008]作为本专利技术再进一步的方案：步骤S20中：层函数：；其中：表示路段a的阻抗函数，，表示路段a上自由行程时间，表示拥挤系数，表示路段a已有的通行能力；下层动态配流模型的约束函数为：；其中，表示目标区域内所有OD对的集合，表示OD对间应急疏散路径上的交通流量，表示OD对间所有应急疏散路径的集合，表示OD对间的基本应急疏散需求，表示路段与应急疏散路径关系系数，取0
‑
1值，表示路段在应急疏散路径上；表示路段不在应急疏散路径上。
[0009]作为本专利技术再进一步的方案：所述路段关键度的计算方法为：通过关键度计算公式进行计算，所述关键度计算公式为=。
[0010]作为本专利技术再进一步的方案：所述投资函数=，其中，为投资函数参数。
[0011]作为本专利技术再进一步的方案：步骤S40中，计算路段的最大关键度最小值以及具有
该最大关键度最小值路段的实际投资金额的方法，包括以下步骤：S41、将投资金额作为实际投资金额的初始值，令迭代次数n=0，；S42、计算平衡路段流量，的计算方法采用下层动态配流模型；S43、基于平衡路段流量和灵敏度分析法计算；S44、将代入上层目标函数计算，得到路段最大关键度的最小值和投资金额计算值；S45、判断maxS45、判断max（（，为迭代精度）是否成立，若成立，该投资金额计算值即为实际投资金额，停止计算，否则，令，继续进行步骤S42。
[0012]作为本专利技术再进一步的方案：灵敏度分析法计算的公式为：。
[0013]本专利技术还公开了一种用于客滚船舶的应急疏散系统，所述系统包括：数据获取模块，所述数据获取模块用于获取目标区域的路径集合信息和路径集合中各路段的投资信息，所述路径集合信息包括路径节点以及由所述路径节点构成的路段，所述投资信息包括投资总额和投资分配；数据处理模块，所述数据处理模块用于构建双层计算模型以及基于投资信息计算路段的投资预算；还用于基于投资预算和双层计算模型求取路段的最大关键度最小值以及路段的交通流量；数据存储模块，用于存储路径集合信息和投资信息。
[0014]在本专利技术实施例中，所述路径集合信息包括路段信息，所述路段信息包括路段的自由行程时间、拥挤系数、路段已有的通行能力。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过构建双层计算模型，以路段的投资预算作为初始值，利用灵敏度算法计算路段的实际投资成本和最大关键度的最小值，既确定了应急疏散路径中最为重要的路段，也得出了该路段的实际投资金额，从而以最小的投资成本提高路段的可靠性，使路网系统最薄弱的环节得到加强，对客滚船旅客的应急疏散路径网络系统进行有效地优化。
附图说明
[0016]图1为基于动态配流的客滚船旅客应急疏散路径优化方法的流程图。
[0017]图2为基于动态配流的客滚船旅客应急疏散路径优化方法中步骤S40的流程图。
[0018]图3为基于动态配流的客滚船旅客应急疏散路径优化管理系统的结构框图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]在一般的港口客运站旅客应急疏散网络设计模型中，上层的目标函数或取系统总阻抗最小，或取系统成本最小，投资最小或者应急疏散能力最大等，但将可靠性作为系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于动态配流的客滚船旅客应急疏散路径优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S10、获取目标区域的路径集合，所述路径集合包括路径节点以及由所述路径节点构成的路段；S20、获取路径集合中各路段的投资总额和投资分配，基于投资总额和投资分配计算各路段的投资预算；S30、构建双层计算模型，所述双层计算模型包括上层目标函数和下层动态配流模型，所述上层目标函数用于求取路段的最大关键度最小值，所述下层动态配流模型用于求取路段的交通流量；S40、基于投资金额和双层计算模型计算路段的最大关键度最小值以及具有该最大关键度最小值路段的实际投资金额，所述具有该最大关键度最小值的路段即为优化得到的应急疏散路段。2.根据权利要求1所述的基于动态配流的客滚船旅客应急疏散路径优化方法，其特征在于，步骤S10中，所述目标区域为需要进行应急疏散的目标位置周围的地理位置区域，该地理位置区域包括有多个路径节点，两两不相同的路径节点构成进行应急疏散的路段。3.根据权利要求1所述的基于动态配流的客滚船旅客应急疏散路径优化方法，其特征在于，步骤S20中：上层目标函数：；其中：表示路段a的关键度，表示路段a的实际投资金额，u表示路段a的实际投资金额的向量，，；表示路段a的交通流量；上层目标函数的约束函数为：；其中，表示路段a增加金额的投资函数，B表示投资总额。4.根据权利要求3所述的基于动态配流的客滚船旅客应急疏散路径优化方法，其特征在于，步骤S20中：层函数：；其中：表示路段a的阻抗函数，，表示路段a上自由行程时间，表示拥挤系数，表示路段a已有的通行能力；下层动态配流模型的约束函数为：；其中，表示目标区域内所有OD对的集合，表示OD对间应急疏散路径上的交通流量，表示OD对间所有应急疏散路径的集合，表示OD对间的基本应急疏散需求，
表示路段与应急疏散路径关系...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔迪，魏宏大，孙国庆，占小跳，周亚飞，
申请(专利权)人：交通运输部水运科学研究所，
类型：发明
国别省市：