一种面向道路行洪防控的路网格局优选方法技术

本发明专利技术公开了一种面向道路行洪防控的路网格局优选方法，通过优选城市路网空间格局，使得城市开发建设后的路网格局对道路行洪防控有良好的反馈效果。该原则实施的方法是：通过两次评估，分别运用单指标评估判别和多指标评估判别的方法，结合两种方法的优势层层筛选，最终计算一次评估筛选后道路积水防控指数，道路积水防控指数越大说明城市路网格局对道路行洪防控效果好，根据实际情况，结合面向内涝管控的城市路网格局评估指标体系结果，在可行方案中选出道路积水防控指数较高的若干备选方案，优选出内涝管控效果最佳的城市路网格局。格局。格局。

【技术实现步骤摘要】
一种面向道路行洪防控的路网格局优选方法


[0001]本专利技术属于城市内涝防控与空间管控领域，具体涉及一种面向道路行洪防控的路网格局优选方法。

技术介绍

[0002]城市道路网是城市重要生命线工程，承担着城市经济社会高效运转的重要功能。近年来，随着气候变化和城市雨岛效应影响的深入，城市极端暴雨频发，极易引发严重的道路积水，使得城市道路成为行洪通道，形成严重危害城市安全的“城市看江”现象，进而导致城市交通通行困难、路网瘫痪，甚致引发行人伤亡和车辆损毁，给城市居民生产生活带来严重威胁。
[0003]要有效破解“城市看江”现象，有赖于城市内涝整体防控，需要从城市规划、道路建设、监测预警和抢险救援等多方面系统治理，在众多防控措施中，最基础、最根本的措施，是合理的规划城市路网，使得建成后的城市路网尽可能地避免具备城市内涝行洪的条件或使道路在极端暴雨条件下尽可能不致涝。当前，城市路网规划设计主要以功能完备、通行高效为主要目标，对道路排水的设计主要依据《室外排水设计规范》等标准，对于一定设计目标条件下，如何使城市路网在整体上具备较为优良的防涝能力，缺乏统筹考虑和定量规划设计方法。我国古代有许多优秀的排涝工程就是通过合理规划水系和排水系统布局来达到自然排水的目标，例如赣州的福寿沟等，但限于当时的科学技术条件，这些设计更多的是依靠经验。城市路网在极端暴雨条件下形成“城市看江”现象，其本质即类似于水系和排水系统中的水流流动，要防控城市道路内涝，可以结合城市整体排水规划和设计的思路，在满足道路通行和功能目标的前提下，通过优化城市路网格局，达到城市道路内涝防控的目标。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种面向道路行洪防控的路网格局优选方法。
[0005]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种面向道路行洪防控的路网格局优选方法，包括如下步骤：
[0007]S1、根据城市建设需求划定路网规划目标，并利用拟定的规划目标进行城市路网规划，得到多个规划方案；
[0008]S2、分别对得到的多个规划方案进行城市道路场景建模，模拟各规划方案的内涝情景，输出内涝场景影响因素；
[0009]S3、选择内涝场景影响因素构建基于内涝管控的城市路网评估指标体系，根据道路防控指数最优选取最佳城市路网格局。
[0010]进一步的，所述S1中城市建设需求通过城市道路网规划的基本功能确定，包括城市道路网的本体功能和派生功能。
[0011]进一步的，所述S2中采用非守恒形式的二维浅水动力方程进行城市内涝场景建
模，将水深和流速作为变量，具体表示为：
[0012][0013][0014][0015]式中：u，v分别为x和y方向的流速，t为时间，h为水深，Z为自由水面高程，Sce为流体源或汇项，F
x
和F
y
分别是x和y方向的阻力分量，v
e
是有效粘滞性系数，g是重力加速度，div表示散度计算符号，为梯度运算符号。
[0016]进一步的，所述S2中输出的内涝场景影响因素包括积水总量、积水面积、积水深、积水流速和积水道路占比。
[0017]进一步的，所述S3具体包括如下步骤：
[0018]S31、选取积水总量进行单指标特征判别，判断积水总量指标是否异常，若是，则排除积水总量异常的城市规划方案，若不是，则保留其路网规划方案进行二次指标判定；
[0019]S32、选取积水面积、积水深、积水流速和积水道路占比极大值和平均值判别，若不符合设定条件则排除该规划方案，若符合设定条件，则统计极大值风险指标与常态风险指标并进入步骤S33；
[0020]S33、将符合设定条件的规划方案中积水面积、积水深、积水流速和积水道路占比进行归一化加权计算，得到道路积水防控指数；
[0021]S34、对道路接水防控指数进行极大值判别，若不符合设定条件则排除对应的规划方案，若符合则优选出道路积水防控指数最大的规划方案作为城市路网空间格局。
[0022]进一步的，所述S33中归一化加权计算的具体计算方式为：
[0023]F＝MA
×
α1+H
×
α2+V
×
α3+
×
α4+H
×
α5+V
×
α6[0024]其中，F为道路积水防控指数，MA为最大积水面积，MH为最大积水深，MV为最大积水流速，B为积水路段占比，AHAH为平均积水深，AV为平均积水流速，α1，α2，α3，α4，α5，α6分别各指标对应的指标权重。
[0025]本专利技术具有以下有益效果：
[0026]本专利技术提出了一种原理明确、操作简便的面向城市道路行洪防控的路网格局优选方法，利用该方法进行城市道路行洪防控路网格局优选，能更进一步优化城市路网规划，增强城市的基本功能，提升城市防涝能力，为城市防涝优化提供新思路。
附图说明
[0027]图1为本专利技术面向城市道路行洪防控的路网格局优选方法实施步骤流程图。
[0028]图2为本专利技术城市路网格局评估系统图。
[0029]图3为本专利技术实施案例构建的4种城市路网规划图。
具体实施方式
[0030]下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。
[0031]一种面向道路行洪防控的路网格局优选方法，如图1所示，包括如下步骤：
[0032]S1、根据城市建设需求划定路网规划目标，并利用拟定的规划目标进行城市路网规划，得到多个规划方案；
[0033]本实施例依据城市建设需求来拟定路网规划目标，主要通过了解城市道路网规划的基本功能来确定。
[0034]城市道路网规划基本功能可划分为本体功能、派生功能两类，其中本体功能可以满足城市交通运行工作的需要，为人类生存空间提供空间载体，是城市平面结构的重要组成部分。派生功能体现在市政道路作为城市绿化、市政设施的载体，起到提高城市舒适度、改善人类生活环境的作用，以及面对突发灾难可以有效提供应急场所、防洪排涝等。
[0035]在本实施例里，主要以城市道路行洪防控为目标，参考我国重要城市的空间格局参数，结合我国典型城市形态特点和城市规划设计有关方案，开展城市路网规划方案设计。城市路网规划设计可基于GIS平台和城市三维建模软件进行模拟。其中CityEngine作为一款三维城市建模平台，具有建模高效化、分析科学化、三维可视化的功能，常常用于城市规划、数字仿真、轨道交通等领域。
[0036]本实施例基于CityEngine进行城市路网空间格局的构建，通过CGA(Computer Generated Architecture)建立多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向道路行洪防控的路网格局优选方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、根据城市建设需求划定路网规划目标，并利用拟定的规划目标进行城市路网规划，得到多个规划方案；S2、分别对得到的多个规划方案进行城市道路场景建模，模拟各规划方案的内涝情景，输出内涝场景影响因素；S3、选择内涝场景影响因素构建基于内涝管控的城市路网评估指标体系，根据道路防控指数最优选取最佳城市路网格局。2.根据权利要求1所述的面向道路行洪防控的路网格局优选方法，其特征在于，所述S1中城市建设需求通过城市道路网规划的基本功能确定，包括城市道路网的本体功能和派生功能。3.根据权利要求1所述的面向道路行洪防控的路网格局优选方法，其特征在于，所述S2中采用非守恒形式的二维浅水动力方程进行城市内涝场景建模，将水深和流速作为变量，具体表示为：具体表示为：具体表示为：式中：u，v分别为x和y方向的流速；t为时间；h为水深；Z为自由水面高程，Sce为流体源或汇项；F
x
和F
y
分别是x和y方向的阻力分量，v
e
是有效粘滞性系数，g是重力加速度；div表示散度计算符号，为梯度运算符号。4.根据权利要求1所述的面向道路行洪防控的路网格局优选方法，其特征在于，所述S2中输出的内涝场景影响因素包括积水总量、积水面积、积水深、积水流速和积水道路占比。5.根据权利要求1所述的面向道路行洪...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅超，刘家宏，徐宗学，石虹远，王浩，杨志勇，宋天旭，张冬青，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：