摘要：近年来城市轨道交通安全事故时有发生,城市轨道交通系统的安全问题已成为社会关注的焦点。在突发情况下,执行有效的应急疏散方案可以有效减少损失。为此,专家学者对城市轨道应急疏散开展了大量的研究。
关键词：轨道交通；车站；应急疏散
1问题分析
应急方案的制定通常采用“情景-应对”模式,即针对构建出可能发生的情景,提前制定相应的应对办法。
对于城市轨道交通应急疏散方案决策问题,设应急疏散方案集为D={d1,d2,…,dm},其中d1,d2,…,dm为具体的疏散方案。
在轨道交通应急疏散方案决策问题中,视不同情景为不同准则。设情景集E={e1,e2,…,en},其中e1,e2,…,en为相互独立的情景,情景的权重向量为
2基于累积前景理论与集对分析的城市轨道交通应急疏散方案决策步骤
2.1前景值计算
累积前景理论(CumulativeProspectTheory,CPT)是由Kahneman等提出的价值选择模型,由价值函数与权重函数2部分组成。
1)价值函数
不同时刻的前景值构成前景值矩阵V(tb)(b=1,2,…,p),V(tb)=(Vbij)m×n为tb(b=1,2,…,p)时刻的前景值矩阵,w(t)=(w(t1),w(t2),…,w(tb))是其时间权重向量,则定义动态加权几何平均算子(DynamicWeightedGeometryAveragingOperator),简称DWGA算子:
综上,在随机多准则决策过程中,离散型随机变量X和Y为方案ai和ak可能取值,则在条件“ai>ak”下,效益型指标“同一度”a=p(X>Y),“对立度”c=p(Y>X);成本型指标“同一度”a=p(Y>X),“对立度”c=p(X>Y)。
2.3决策步骤
步骤1:计算前景值。参照式(1)～(5),(8),(9)计算tb(b=1,2,…,p)时期的前景值Vbij,得出各个时期的前景矩阵V(tb)=(Vbij)m×n。
步骤2:确定时间权重。根据轨道交通运营特点,本文取不同时期地铁站客流
3算例分析
3.1算例描述
在“情景-应对”模式下制定应急疏散方案,决策者对备选方案进行选择评估。假设现有3个应急疏散备选方案,分别为d1,d2,d3,决策者需要同时考虑到3个情景,分别为e1(自然灾害)、e2(事故灾害)以及e3(社会安全事件),以上3个目标均为成本型指标,以造成的人员财产损失最小为最终目的。根据S站运营特点,将全天运营时间均分为7个时期,分别为t1～3(早高峰5:30-7:30,7:30-9:30,9:30-11:30)、t4(平峰11:30-17:30)、t5～7(晚高峰17:30-19:30,19:30-21:30,21:30-23:30),其客流量分别占全天客流的10.91%,24.01%,8.73%,30.7%,11.54%,8.98%,5.13%。评价情景采用专家打分法,分值范围为1～7分(分值越小、应急疏散效果越差),其取值为离散型随机变量。
3.2扰动分析
考虑到各个时期权重占比w(t)在综合集对势计算中对结果的影响,以及地铁实际运营中不同时期客流量占比存在波动,有必要对其敏感度进行分析,研究早、晚高峰客流占比发生变化时,综合集对势的变化趋势。
在客流权重合理取值范围内,晚高峰对综合集对势的影响要远大于早高峰,这是因为从客流特点来看,早高峰客流分配较为集中,而晚高峰客流分配相对分散。根据前景理论观点,考虑到旅客以及决策者面对风险时的态度,早高峰客流集中,且此时旅客时间敏感性强,在面对风险时是趋向于风险追求的,而晚高峰客流相对分散,且此时旅客时间敏感性弱,决策时是趋向于风险回避的。这就导致客流占比波动情况下晚高峰占比波动对前景值的影响大于早高峰,从而对集对势的影响也要大于早高峰。这也与日常运营中旅客的心理相符合,从侧面印证了计算结果符合实际。
当晚高峰升高到一定比例后,方案1的综合集对势将大于方案3的综合集对势,即方案1优于方案3。这意味着在突发性大客流导致晚高峰人数激增的条件下(如某地夜间举行大型活动等),车站原有的应急疏散方案不能满足最优疏散的条件,需单独制定突发大客流条件下的应急疏散方案。但在日常运营中,考虑到早高峰晚高峰占比,基于仿真结果,证明了本文所选时间参数在合理范围内,所取抉择方法切实可行。
结论
建立了优化模型,通过确定情景权重,将累积前景理论与集对分析结合,提出了1种考虑到决策者应对风险态度的多准则决策方法。对时间权重进行了扰动分析,验证了决策方法的合理性。
参考文献：
[2]盖文妹,邓云峰,蒋仲安.双权重应急交通网络最优路径数学模型及算法研究[J].中南大学学报(自然科学版),2018,46(6):2366-2375.
[3]胡丽娟,姚加林,郑亮.基于NetLogo的地铁车站人员紧急疏散仿真研究[J].铁道科学与工程学报,2017,14(12):2731-2737.
论文作者:王倩
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第08期
论文发表时间:2019/7/16
标签：客流论文; 方案论文; 权重论文; 前景论文; 情景论文; 轨道交通论文; 考虑到论文; 《工程管理前沿》2019年第08期论文;