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重大灾害条件下路网应急交通保障决策支持系统研究

作　者: 张茂雷
导　师: 杨兆升
学　校: 吉林大学
专　业: 交通信息工程及控制
关键词: 决策支持系统应急交通应急疏散公交调度知识表示系统开发
分类号: X4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来国内外各类灾害事件呈逐步上升趋势,随着国民经济的快速发展,生产规模的持续扩大和社会财富的不断增长,灾害造成的损失也在逐年上升。因此,在当前经济全球化和我国建设和谐社会的大背景下,如何加强政府应对各类突发灾害的能力,已成为各级政府的一项紧迫而重大的任务。灾害发生后,道路交通是交通保障的最主要形式,但其具有显著的灾害易损性。重大灾害会造成道路通行能力陡降并且交通需求激增,这种情况很容易引起大面积的交通拥堵甚至交通瘫痪,以致抢险救援工作无法进行,造成灾情的进一步恶化。因此,在重大灾害条件下,抢险救援的重要前提就是保证疏散与救援交通的安全畅通,快速有效地应急交通保障工作对减少生命财产损失起着重要作用。重大灾害具有的突发性和不可重复性,使得大范围跨区域的应急交通组织与救援资源调度决策不但计算量大,而且面临着决策经验缺乏、决策信息不足、决策时间紧迫等困难,是典型的不确定复杂大系统决策问题。辅助决策支持技术研发与系统开发的目标是由计算机系统代替人完成部分或全部智力工作,是目前解决这个难题的重要途径之一。本文依托国家高技术研究发展计划目标导向类课题“重大灾害条件下交通组织保障技术”,对重大灾害条件下路网应急交通保障决策支持系统进行了分析与研究。本文深入研究分析了应急交通保障决策支持系统建设的各类需求,提出了系统的体系框架,并建立了系统的知识库及相关模型,最后实现了系统的集成开发。全文共分6章,各章研究内容如下：1)针对我国在应对突发灾害时面临的问题以及不足,分析了国内外在应急交通系统方面以及决策支持系统建设方面的发展现状与趋势,明确了应急交通保障支持系统建设的目的和意义,并提出了本文的研究思路与论文结构。2)根据应急交通保障决策支持系统建设的目的和意义,从多个方面对系统进行了需求分析,明确了系统的用户主体、服务主体、信息需求、功能需求以及其他需求。在分析系统设计原则的基础上,构建了系统的逻辑框架与物理框架,并对系统的各功能模块做了详细设计,最后对系统的支撑平台做了初步探讨。3)首先根据重大灾害条件下的应急疏散需求,本文建立了一种基于变分不等式的应急疏散路径选择模型。然后为解决大量人群转移问题,分析了传统公交车调度的形式与计算方法,提出了一种公交线网实时放车调度模型。最后对应急交通信息的几种发布方式做了对比分析,着重对VMS的布点方式做了研究,提出了一种基于灰色局势决策的VMS布局优化模型。4)对应急交通保障决策支持系统的知识库的知识表示方法及其推理方式作了初步分析,提出了基于DS证据理论的不确定性知识推理方法。然后对基础数据库、方法库和规则库做了详细设计,初步建立了系统的知识库。5)首先介绍了几种主流的决策支持系统开发方法,然后设计了本系统的开发流程。接下来从数据出入界面、信息显示界面以及控制界面等方面对系统界面做了规定,最后定制了应急交通保障决策支持系统的主要功能界面。6)对全文所研究的内容做了总结,提出了本文的研究成果与创新点,并指明了本文的不足之处以及下一步研究工作。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
图目录  11-12
表目录  12-13
第1章绪论  13-21
  1.1 研究背景  13
  1.2 研究基础与现状  13-18
    1.2.1 国外应急交通保障系统发展现状分析  14-16
    1.2.2 国内应急交通保障系统发展现状分析  16-18
  1.3 研究目的及意义  18
  1.4 研究思路及章节安排  18-19
  1.5 本章小结  19-21
第2章应急交通保障决策支持系统分析与设计  21-35
  2.1 系统需求分析  21-27
    2.1.1 用户主体  21-22
    2.1.2 服务主体  22
    2.1.3 信息需求  22-23
    2.1.4 功能需求  23-25
    2.1.5 其他需求  25-27
  2.2 系统设计原则  27-28
  2.3 系统体系架构  28-30
    2.3.1 系统逻辑框架  28-30
    2.3.2 系统物理框架  30
  2.4 系统模块设计  30-32
  2.5 支撑平台设计  32-33
  2.6 本章小结  33-35
第3章应急交通保障决策支持系统相关模型分析  35-53
  3.1 应急疏散路径选择模型  35-39
    3.1.1 应急交通疏散需求分析  35
    3.1.2 应急交通疏散路径选择模型建立  35-38
    3.1.3 实例分析  38-39
  3.2 公交调度模型  39-45
    3.2.1 车辆调度形式及其计算方法  39-40
    3.2.2 公交线网实时放车调度模型与方法研究  40-44
    3.2.3 实例分析  44-45
  3.3 应急交通信息发布点布局优化模型  45-51
    3.3.1 交通信息发布方式的对比分析  45-46
    3.3.2 VMS布设的方式  46
    3.3.3 基于灰色局势决策的VMS布设方法  46-50
    3.3.4 实例分析  50-51
  3.4 本章小结  51-53
第4章应急交通保障决策支持系统的知识库构建  53-77
  4.1 知识表示及其推理方法研究  53-61
    4.1.1 知识与知识表示  53-54
    4.1.2 面向对象的知识表示法  54-57
    4.1.3 推理机制的设计与实现  57-61
  4.2 基础数据库设计  61-70
    4.2.1 预案库设计  61-63
    4.2.2 专家信息库设计  63-64
    4.2.3 资源库设计  64-70
  4.3 方法库设计  70-73
  4.4 规则库设计  73-76
    4.4.1 规则库  73
    4.4.2 面向对象的规则库设计方法  73-76
  4.5 本章小结  76-77
第5章系统开发与界面设计  77-85
  5.1 系统开发方法  77-79
  5.2 系统开发流程  79-80
  5.3 系统界面设计  80-84
    5.3.1 人机界面设计  80-83
    5.3.2 系统功能界面定制  83-84
  5.4 本章小结  84-85
第6章总结与展望  85-87
  6.1 全文总结  85
  6.2 论文展望  85-87
参考文献  87-91
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  91-93
致谢  93

重大灾害条件下路网应急交通保障决策支持系统研究

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