基于路阻函數計算模型的避洪轉移撤離時間計算的研究

張玉杰 李濤

摘 要：為了更好地貫徹“安全第一，常備不懈，預防為主，全力搶險”的方針，做到有準備的防御洪水，最大限度地避免和減少蓄滯洪區人員傷亡和財產損失，保證蓄滯洪區運用前人員安全及時轉移，本文基于路阻函數計算模型對避洪轉移撤離時間的計算進行了研究，并以老王坡蓄滯洪區為例，計算了老王坡蓄滯洪區啟用時受災轉移人員撤離所需要的時間，為老王坡蓄滯洪區啟用時決策者做出合理決策及受災群眾轉移的有序進行提供依據參考。

關鍵詞：路阻函數;避洪轉移;撤離時間;研究

中圖分類號：TP31 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）23-0174-02

1 問題的提出

河南省蓄滯洪區多由大壩或者防洪堤及自然高地合圍而成，為封閉或半封閉區域，滯洪區內生產方式以農業為主，工業企業多為中小企業，人口以常住人口為主，并且蓄滯洪區內一般有避水房、圍村堤及撤退道路等安全設施。為了更好地貫徹“安全第一，常備不懈，預防為主，全力搶險”的方針，做到有準備的防御洪水，最大限度地避免和減少蓄滯洪區人員傷亡和財產損失，保證蓄滯洪區運用前人員安全及時有序的轉移，河南省防汛抗旱指揮部辦公室2010年5月編制了《河南省蓄滯洪區運用預案》，并通過了有關單位和專家的評審、論證。《河南省蓄滯洪區運用預案》中對蓄滯洪區防洪工程情況、安全設施狀況（避水房、圍村堤、撤退道路等）、滯洪區運用指揮部內設機構及職責、預警與預報、轉移與安置（就地及轉移安置方案）以及災后返遷與善后工作均做了詳細安排，在運用預案的安置方式的選擇中有避水房、圍村堤等安全設施的村莊采用就地安置的方式避洪，無安全設施的村莊采用轉移安置的方式避洪。轉移安置中涉及轉移路線及安置區的選擇，由于前期我省在蓄滯洪區可持續發展方面做了大量的工作，運用預案中已有轉移路線和安置場所，但運用預案中對轉移群眾所需要的撤離時間未做計算，而撤離時間的計算對決策者根據氣象、水文部門的洪水預報情況而做出發出預警信號的決策、轉移過程中的組織與管理均具有參考價值。本文以《河南省蓄滯洪區運用預案》中為基礎，以老王坡蓄滯洪區為例，采用路阻函數計算模型計算蓄滯洪區轉移單元的撤離時間，為老王坡蓄滯洪區啟用時決策者做出合理決策及受災群眾轉移的有序進行提供依據參考。

2 路阻函數計算模型

洪水避險轉移工作中，路權是通過某一條道路的行使時間，其通過路阻函數表示。路阻函數一般指路段行駛時間與路段交通負荷之間的函數關系，路阻函數值的確定可以為最佳轉移路線模型提供道路阻力的賦值。實際避洪轉移過程中，交通情況非常復雜，通常會采用一種半理論、半經驗的路阻函數計算方法，這種方法是根據流量、車速、密度三個參數來確定的，即為路阻函數計算模型。

路阻函數理論計算公式：

當路段的交通狀態處于非擁擠狀態時，根式前取“+”號;當路段處于擁擠狀態時，根式前取“-”號;當路段處于堵塞狀態，則令T（ij）等于一個足夠大的負數。

交通量為零時的路段車速U0，可根據路段設計車速V0，進行混合交通影響修正與車道寬度影響得到，其公式為：

式中：

一混合交通狀況影響折減系數;

一車道寬影響系數;

V0一路段設計車速，km/h。

道路設計車速V0與道路等級有直接關系，而在洪澇災害多發地區也與當地的實際情況有關系。

對于混合交通狀況，非機動車道機動車的影響分為兩種情況。當機動車與非機動車之間有分隔帶時，路段上的非機動車對機動車幾乎沒有影響，可不考慮折減，故取=1;當機動車道與非機動車之間沒有分隔帶時，非機動車對機動車有影響，應考慮折減，此時取=0.8。車道寬度對行車速度有很大的影響，在道路設計中，取標準車道寬度為3.5m，當車道寬度大于該值時，有利于車輛行使，車速略有提高;車道寬度小于該值時，車輛行使的自由度受到影響，車速下降。

路段阻塞密度Km的計算公式：

式中：

一混合交通狀況影響折減系數;

c一交叉影響修正系數;

n一單向機動車道數;

L一平均車身長度（m）;

L0一平均阻塞車間凈距（m）。

C的計算公式為：

式中：

s一交叉口間距;

c0一交叉口有效通行時間比，根據交叉口控制方式確定。

3 撤離時間的計算

根據《城市道路交通規劃設計規范》[1]及《城市道路設計規劃》[2]中的設計車速V0與道路等級、車道數的關系，不同的轉移道路，設計車速不同，根據設計車速等參數求出路阻函數計算模型的所有參數，并由這些參數求出實際車速，根據轉移路線長度，求出撤離時間。

4 實例

老王坡蓄滯洪區位于駐馬店市西平縣境內東北部，緊靠西平縣城，于1951年建成，由東部的東大壩、北部的干河堤、南部的小洪河左堤及西部自然高地合圍而成[3]。洪水風險主要來源于外河小洪河的分洪過程及內河淤泥河的洪水。

4.1 轉移路線的確定

基于老王坡蓄滯洪區轉移單元的分布情況及現有的道路網絡數據，結合現有路面情況按照最短路徑原則確定轉移路線，轉移單元—安置區—轉移路線對應表見表1。

4.2 撤離時間的計算

老王坡蓄滯洪區道路的駕駛速度與道路等級和當地的實際情況有直接關系，因此道路實際速度應該根據國家道路標準和當地實際情況來確定，確定的道路等級車速等參數見表2。

農村的交通工具主要有拖拉機、農用三輪車和汽車，參考避險轉移路阻函數計算模型、道路等級參數、道路狀況和影響轉移效率等因素，計算老王坡蓄滯洪區各轉移單元災民轉移所需撤離時間，見表3。

從表3中可以看出，老王坡蓄滯洪區轉移單元撤離時間最短為11分鐘就可到達安置場所，最長需要43分鐘達到目的地，本次撤離時間的計算可為決策者根據氣象、水文部門的洪水預報做出決策提供依據。

5 結論

避洪轉移分析是洪水風險圖編制的最終落腳點，關系著人民生命財產安全和社會的和諧穩定。撤離時間的計算為避洪轉移分析中的重要組成部分，對決策者根據氣象、水文部門的洪水預報情況而做出預警信號發出的決策、受災群眾轉移過程中的組織與管理均具有參考意義。本文以老王坡蓄滯洪區為例，采用避險轉移路阻函數計算模型對蓄滯洪區內轉移單元的撤離時間進行計算，為老王坡蓄滯洪區啟用時，決策者發出預警信號及組織轉移人員的有序撤離提供參考依據。

參考文獻

[1] 同濟大學城市規劃設計研究所，中國城市規劃研究院，天津市建委城鄉建設研究所等.城市道路交通規劃設計規范（GB50220- 95）[M].北京：中國計劃出版社，2004.

[2] 北京市市政設計研究院，上海市政工程設計院，天津市市政工程勘測設計院等.城市道路設計規范（CJJ37-90）[M].北京：中國建筑工業出版社，2002.

[3] 河南省水利勘測設計研究有限公司[R].全國重點地區洪水風險圖編制項目河南省老王坡蓄滯洪區洪水風險圖編制成果報告，2015.