基于ARCGIS的城市社区灾后应急疏避路径优化方法研究开题报告

1. 研究目的与意义

1.研究背景

从上世纪中叶以来，各种灾害事件越来越多，我国处于世界上自然灾害最多的东南亚、太平洋地区，近年来由于自然灾害频发，每年都在成大量的人员伤亡。常见的自然灾害包括地震、海啸、洪水等，2004年的印度洋大海啸导致了逾15万人丧生，同时人类还面临着诸多其他突发性灾害事件，如火灾、毒气泄漏或类似美国“9.11”恐怖事件袭击等紧急状况的威胁，面对这类重大灾害性事件的发生，选择最合适的避灾减灾疏避路径，是减少灾害后果严重性的重要措施之一。

城市是人类文明与创新的核心载体，城市安全是城市可持续战略的重要组成部分。随着我国城市化进程日益加快，城市规模日益增加，城市人口也越来越稠密，城市交通也越来越拥堵，一旦发生灾害性事件，极易给城市居民带来极大损失。日本是地震常发国，2011年日本东北部海域发生里氏9.0级地震并引发海啸，地震震中位于宫城县以东太平洋海域，震源深度海下10千米，地震引发的海啸影响到太平洋沿岸的大部分地区。地震造成日本福岛第一发电站1~4号机组发生核泄漏事故，10102人遇难，17053人失踪，造成重大人员伤亡和财产损失。2014年云南香格里拉发生过严重的火灾，经营者在卧室内使用五面卤素取暖器不当，引燃可燃物引发火灾，造成烧损、拆除房屋面积59980.66平方米，烧损房屋直接损失8983.93万元，由于灭火及时未造成人员伤亡。这些事件都表明城市具有人口高密度聚集的特点，一旦发生地震、火灾等灾害事件，容易造成严重的损失，如何在突发灾害发生时最短时间内将人员疏散到安全地带，是城市规划和管理面临的一个重要问题。

2. 研究内容和预期目标

1.主要研究内容

在突发灾害条件下，选择最短时间内到达避灾场所的路径是减灾避灾的关键。在本课题中我们将以苏州市馨泰社区为例，利用arcgis的网络分析功能，建立城市道路网络模型，结合源汇理论和灾害理论，通过对道路通行能力及其他各种影响因素的分析，进行城市灾害后灾民疏散和避灾路径优化分析，特别考虑避灾人员超过避灾绿地容量情况下，居民往社区外围避灾场所逃灾避灾时的最优路径设计。在研究中涉及以下几个方面的内容。

（1）城市突发灾害与避难场所

3. 研究的方法与步骤

本课题采用理论知识与实际操作相结合的方法，通过查阅资料掌握基本理论知识，再将理论联系到实际，从多方面考虑问题，系统分析，建立城市道路网络模型，构建在避灾场所容量约束下的避灾路径优化算法即应急疏散路径模型，并对其进行优化分析设计选择最优避灾方案。步骤如下：

（1）阅读《城市绿地的避灾功能及其规划设计研究》、《求图中顶点之间所有最短路径的一种实用算法》、《消防灭火救援最优路径算法研究》、《dijkstra最短路径算法的一种高效率实现》等相关参考文献，掌握基本理论知识；

（2）熟悉dijkstra算法，在基于灾害理论、gis空间分析和路径分析等理论，设计避灾场所容量约束下的避灾路径优化算法；

4. 参考文献

[1]徐波，郭竹梅.城市绿地的避灾功能及其规划设计研究[j].中国园林，2008,(12):56-59

[2]孙强,沈建华.顾君忠,等.求图中顶点之间所有最短路径的一种实用算法[j].计算机工程,2002,28(2):134~136.

[3]谢旭阳,任爱珠,周心权.高层建筑火灾最佳疏散路线的确定[j].自然灾害学报,2003,8(3):75~80.

5. 计划与进度安排

（1）接受任务，内容理解，指导教师讲解、讨论、阅读指导教师规定的文献，撰写开题报告（2022.3.17-2022.3.23）；

（2）收集相关参数，通过网络、期刊、报纸、书籍进行相关资料搜集（2022.3.24-2022.4.1）；

（3）模型构建：借助于gis空间分析方法和路径优化方法构避灾场所容量约束下城市灾后疏避路径优化模型，（2022.4.2-2022.4.12）；