浅谈城市道路系统防灾规划

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1、浅谈城市道路系统防灾规划李开兵LIKai-bing（湖北省长江产业投资集团有限公司，武汉430060）摘要院本章基于情景分析法，对震后交通需求进行了初步分析，提出道路网络防灾评价指标，构建了城市道路防灾规划基本流程，提出了道路防灾等级概念，为城市道路网络的抗震防灾规划提供了新的视角和可行方法。..关键词院道路；防灾；规划中图分类号院TU984文献标识码院A院1006-4311（2015）27-0152-020引言城市道路系统是城市抗震救灾系统的重要组成部分，震后应急救援活动都依赖道路系统的正常运行。由于道路系统本身也受到地震的损害，如何增强道路系统的抗震性能，从而满足震后交通需求，保证灾区

2、救灾、救护和物资运输的高效性，是一个十分重要的课题。1道路系统防灾评价指标地震往往造成道路通行能力下降，甚至完全阻塞。因此，路段是否连通是评价路网抗震防灾性能的主要指标，也即路段通行是否安全。而在地震应急救援中，救援车辆的路径选择不仅考虑路段是否连通，也十分关注路段的通行效率。因此，路网的抗震防灾评价需要综合考虑安全性和效率性。安全性是目前评价震后道路性能最常用的指标，此类指标主要是震前对道路防灾条件进行评估。效率性主要考虑地震救援过程中的时间。由于震后道路缩减可能导致道路通行能力下降，假定交通量不变，路段的饱和度必然提高，从而使得旅行时间延滞。因此，震后救援交通兼顾安全和效率，才能充分发

3、挥道路防灾的功能。过去地震防灾的焦点是根据道路易损性评估震后道路的连通概率，给出路网的薄弱环节，而较少考虑地震发生时的实际交通需求。本章以单一路段为基本单元，综合考虑安全和效率指标，基于震时交通需求，分别考虑路段完好、部分阻塞和完全阻塞情况下的震后交通服务性能，给出合理的路网抗震性能评价。2基于震后交通需求的防灾路网根据震后交通活动的特点和优先级，本文将震后应急救援的交通需求归纳为市政抢修、物资供应、消防救火、医疗救护等四类。基于用户均衡分配理论，将震后救援活动的交通需求分配到路段上，得出路段的使用次数和路段交通量，进而得出基于防灾性能的路段重要性。同时根据城市重要设施点、救援点的层次性，

4、根据震后交通服务要求（如路网的连通可靠性、救援效率性和服务覆盖性等），得出城市道路网络防灾规划的总体框架，从而为道路防灾设施的建设提供了依据，如图1所示。3道路系统防灾规划对于具体城市来说，城市重要设施和防救灾据点是已定的，城市本身的防救灾空间系统的层次性也是划分好的。防灾系统的层次性越高，其防灾功能越强。因此，在一定的地震作用和道路投资约束下，首先要保证连接最高层次防灾系统的道路保持畅通，其次保证连接较低层次防灾系统的道路畅通，依次类推。因此，在进行道路防灾规划时，首先进行城市其它防灾空间系统的层次划分，然后通过道路系统连接这些设施点，进行路网性能评价和道路防灾等级划分。同时，在城市道路

5、防灾规划时，如何判断基于防灾功能的路段重要度是一个很困难的问题。已有的研究仅仅从路网的连通可靠度的角度来评判路段的重要度，难以反映路段防灾功能的重要度。本文根据震后交通需求特点，计算了震后交通需求的空间分布，得到震后路段的救援交通量和路段使用次数，并根据震后救援效率得到路段的重要度指标。因此，城市道路网络防灾规划的思路是：首先根据城市现有重大设施和其它防灾空间系统的层次性，确定道路防灾功能的层次性；其次是基于震后交通需求特点，计算震后路段的交通量和路段的重要度指标，作为第二层次的指标。则城市道路的防灾等级计算如下：RI=琢Ra+茁Rc（1）式中，RI为道路的防灾等级，初步分为高、中、普通、

6、低四个等级；Ra为基于震后救援效率的路段重要度；Rc为路段的层次性，由路段连接的城市防救灾系统的层次性决定，一般按照防灾规模、防灾功能等划分为十分重要、重要、一般等级别；琢，茁为相应的指标权重，琢+茁=1。根据城市道路的防灾等级，可以初步给出不同地震烈度下，需要保证的道路通行能力，以保证城市震后尽快恢复运转。本文以某市路网为例，运用GIS系统，分层给出消防队、医院、市政抢修公司和物资供应站等特殊设施的位置；同时将道路划分为主干路、次干路和支路，给出路段编号、节点编号和路段长度等。按照城市地理区位、行政区划和人口密度等，将城市路网划分为15个交通小区，如图2所示。根据震后交通服务性能要求，基

7、于连通可靠度、行程时间可靠度等指标，采用Dijkstra演算法寻找震后救灾活动的最短路径，找出震后路网关键路段和薄弱环节。以震后消防救援为例，当地震作用下，消防车辆难以通行的路段，称为该路段完全阻塞。根据路网完好状态下的路段消防交通量排序，假定249号路段为完全阻塞。计算表明，249号路段的完全阻塞导致路网交通量的分布发生了变化，消防车辆到达各着火点的最小行程时间也发生了变化。表1给出路网状态完好与路段完全阻塞下的最佳救