强降水灾害下基于出行行为的城市交通网络脆弱性分析

In order to improve the capacity of urban transportation system to respond to extreme weather events, there is important practical significance to understand the impact of different precipitation scenarios on urban transportation system and conduct transportation network vulnerability analysis. It’s especially important to analyze people’s travel behavior under precipitation and address it in the transportation network vulnerability analysis, which will more accurately evaluate the vulnerability of transportation networks and contribute to the improvement of transportation network vulnerability analysis theory and methodology. In this regard, based on scenario analysis methodology, this proposal uses survey data of travel behavior under heavy precipitation condition, the digital ground elevation data, and traffic network and transportation model data, and develops discrete choice model to analyze people’s travel behavior under precipitation scenarios, so as to understand factors and their significance affecting people’s travel behavior. The improved transportation network vulnerability analysis model, which is developed addressing people’s travel behavior characteristics in trip generation, trip distribution, mode choice, and so on under different precipitation scenarios, is employed to quantify the degree of network vulnerability and identify vulnerable areas and critical transportation infrastructures. Expected results of this proposal are measures and strategies reducing transportation network vulnerability in terms of travel behavior guidance and transportation network planning and design, engineering, and maintenance under heavy precipitation events.

正确理解不同降水程度对城市交通系统的影响，并开展交通网络的脆弱性分析，对提高城市交通系统应对极端天气等自然灾害的能力有着重要的现实意义。科学解析强降水条件下我国城市居民的出行行为并将其考虑到交通网络脆弱性分析中，更加科学和准确地评价交通网络的脆弱程度，是对交通网络脆弱性分析理论的丰富和完善，均有较强的理论意义。本课题采用城市居民在强降水条件下的出行行为调查数据、地面高程数据、交通网络及交通模型数据，基于场景分析法，建立出行者在不同强降水灾害下出行行为的非集计模型，解析影响出行者出行行为的因素及关联程度。基于改进的脆弱性分析模型，突出考虑强降水条件下交通发生、分布和分配等反应人们出行行为的特点，开展交通网络脆弱程度的定量描述、确定脆弱区域和关键路段，从人们出行行为的引导和城市交通基础设施的维护管理、工程设计和网络规划和设计的角度，提出强降水灾害下降低城市道路交通网络脆弱性的措施和策略建议。

在我国各大城市频繁遭受强降水灾害并造成交通拥堵甚至瘫痪的背景下，开展城市道路交通网络脆弱性研究，并采用实际数据评估交通网络在不同降水影响程度下的脆弱度、确定脆弱区域和关键路段，同时开展人们在不同降水情况下的交通出行行为分析，并将其考虑到交通网络脆弱性分析中，对提高城市交通系统应对极端天气等自然灾害的能力有着重要的现实意义，同时对交通网络脆弱性分析理论的丰富和完善具有很强的理论意义。本课题采用城市居民在强降水条件下的出行行为调查数据、地面高程数据、交通网络及交通模型数据，基于场景分析法，建立了出行者在不同强降水灾害下出行行为的非集计模型，解析了影响出行者出行行为的因素及关联程度。基于改进的脆弱性分析模型，突出考虑强降水条件下交通发生、分布和分配等反应人们出行行为的特点，开展了交通网络脆弱程度的定量描述、确定脆弱区域和关键路段，从人们出行行为的合理引导和城市交通基础设施的维护管理、工程设计、网络规划和设计的角度，提出了强降水灾害下降低城市道路交通网络脆弱性的措施和策略。研究结果表明，出行者的城际出行行为及出行态度显著地受着降水频率和降水强度的影响，不同地方、有着不同降水灾害经历的出行者对降水灾害有着不同的行为反应。同时，研究确认了在降水灾害条件下，交通出行行为的变化与其它选择行为的改变有着相互的影响关系，这种双向的影响关系共同影响着交通行为的改变及选择。研究通过考虑强降水灾害的影响和特点，对可达性模型进行了改进和提高，验证了其在交通网络脆弱性分析建模中的可行性和优越性。在本项目研究中，可达性模型综合了交通网络的拓扑结构特性、客流分布特点、土地利用情况以及强降水灾害的特点等参数，可用于道路交通网络、公共交通网络以及多模式交通网络在降水灾害下的脆弱性分析。本项目的研究工作既对强降水条件下交通网络脆弱性分析建模工作做出了贡献，也推动了交通可达性模型的进一步丰富和完善。