论文部分内容阅读
震后路网破坏导致的救援活动迟缓是地震人员伤亡巨大的主要原因。路网破坏的原因一方面是因为地震的高破坏性;另一方面是因为道路抗震设计的不足。从提高路网性能的角度来看,加快救援速度的方式可分为两种:震前的路网防震加固和震后的路网抢修。相比而言,震前的路网防震加固不仅具有更好的经济成本,还能更大程度的减少救援时间。然而就震前路网加固的问题来说,其难点在于确定对哪些路段进行防震加固,能使得震后的路网救援时间最小。论文的重点就是针对震前路网加固问题的难点进行研究,即在一定的投资约束下,确定一组路网中的路段,对其进行防震加固,使地震后路网中的救援时间最小论文首先从概率的角度提出了路段期望救援时间的概念,对震后不确定路网的救援时间进行定量研究,并对路段抗震可靠度等参数进行了赋值研究。进而考虑路段加固对期望救援时间的影响,给出了投资变量影响下的路段期望救援时间计算模型,并用最短路径和路段权重两种形式对路网最小期望救援时间进行了表达。然后以最短路径表达的路网最小期望救援时间为目标函数,结合论文对寻找两点间所有路径方法的研究,在单OD对路网中建立了考虑最短路径的路段防震加固选择模型,并向多OD对路网进行了推广。进而通过分析该模型的目标函数和约束条件,判断出该模型是一个二次整数规划,具有较大的变量复杂性,没有较好的算法进行求解;通过对该模型目标函数的直观性进行分析,得到了路网最小期望救援时间的验证公式。接着论文以路段权重表达的路网最小期望救援时间为目标函数,结合论文对路段权重计算方法的研究,建立了考虑路段权重的路段防震加固选择模型,并根据最短路径不唯一、路段权重为零、OD对重要度不同三种特殊路网的特点对该模型中参数计算的方法做了修正。进而通过对目标函数和约束条件进行结构分析,将该模型转化为0-1背包问题,进一步给出了求解考虑路段权重的路段防震加固选择模型的动态规划算法。最后根据汶川地震对龙门山地震断裂带南段的影响,针对大邑断裂的高发震能力,虚拟了一个发生在大邑地区的7.5级地震。根据论文提出的参数估计、数学模型和求解算法将实际问题描述成数学问题并进行求解,找出了一组能够使路网期望救援时间最小的防震加固路段,并计算出了最小期望救援时间。然后根据路网最小期望救援时间验证公式对计算结果进行了验证,验证了论文提出的理论、数学模型和算法的合理性和有效性。