ارائه روشی برای شناسایی کمانهای نامطمئن شبکه در هنگام وقوع بحران زلزله (مطالعه موردی: شبکه شهر تهران)

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه بین‌المللی امام خمینی، قزوین، ایران

2 استاد دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

3 دانشجوی دکتری پژوهشگاه حمل و نقل طراحان پارسه، تهران، ایران

چکیده

در این مطالعه به منظور شناسایی کمان‌های آسیب‌پذیر، عملکرد شبکه در نتیجه انسداد هر کمان با در نظر داشتن اثرات توامان عرضه و تقاضا و با فرض اطلاع رانندگان از وضعیت انسداد آن در حین سفر مورد ارزیابی قرار می​گیرد. بر این اساس با در نظر گرفتن یک الگوی مسیریابی مشخص از سوی کاربران، نسبت به ارزیابی عملکرد شبکه در حالت انسداد آن کمان اقدام شده و کمان‌هایی که حذف آنها، شبکه را با تغییرات غیرقابل قبول نسبت به شرایط عدم انسداد و محدودیت در دسترسی ها روبرو ننماید، کمان‌های مطمئن در نظر گرفته می‌شود. در ادامه به منظور بررسی کارایی روش پیشنهادی، نسبت به پیاده​سازی آن در شبکه شهر تهران بر مبنای مقدار 0.35 درصد به عنوان حد قابل قبول تغییرات عملکردشبکه اقدام گردید. این مقدار برابر با حداقل مقدار قابل قبول این تغییرات در حالت امکانپذیری ساخت یک شبکه درختی از کلیه نقاط شبکه به مقاصد تخلیه با استفاده از کمان‌های مطمئن حاصله می​باشد. بر اساس ارزیابی عملکرد شبکه در نتیجه انسداد کمان‌ها در نرم افزار EMME2 و مقایسه آن با حد قابل قبول، 17.3 درصد از کمان​های شبکه شهر تهران در نتیجه وقوع زلزله احتمالی ، به عنوان کمان​های غیر مطمئن در نظر گرفته می​شود که بیشتر این کمان‌ها در معابر با رده عملکردی شریانی به ویژه در مناطق مرکزی شهر تهران مشاهده می​گردد. از این‌رو حذف کمان‌های آسیب‌پذیر با رده عملکردی شریانی اگرچه  قابلیت اطمینان شبکه تخلیه ساخته شده بر بستر کمان‌های باقی مانده را از حیث حفظ پیوستگی و زمان سفر افزایش می​دهد اما با توجه به نقش و اهمیت این رده از معابر در عملکرد یکپارچه و کارای شبکه و در نتیجه تامین ظرفیت مناسب، قابلیت تخلیه شبکه ساخته شده را دچار اختلال جدی خواهد نمود. این مساله توسعه بخش‌هایی از شبکه در قالب تعریض یا اضافه نمودن معابری به شبکه که در وضعیت موجود، نیاز چندانی به حضور آنها احساس نمی‌گردد، را به منظور تامین ظرفیت مورد نیاز شبکه تخلیه اجتناب ناپذیر می نماید بدیهی است در صورت عدم امکان تحقق چنین امری و یا پر هزینه بودن آن به ویژه در مناطق با بافت متراکم، می‌توان راهکارهایی نظیر مقاوم سازی هرچه بیشتر ساختمان‌ها و ... را به منظور کاهش تقاضای تخلیه در دستور کار قرار داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A methodology to identify unreliable links in a road network after earthquake (Case study: Tehran City Network)

نویسندگان [English]

  • Babak Mirbaha 1
  • Mahmoud saffarzadeh 2
  • mohammad poorteimoori 3
1 Associate Professor, Imam Khomeini University, Qazvin, Iran
2 Professor at the School of Civil and Environmental Engineering,Tarbiat modares university, Tehran, Iran
3 Phd student, Tarrahan Parseh Transportation Research Institute
چکیده [English]

In this study, in order to identify vulnerable links, the performance of the network due to the obstruction of each link is evaluated by considering the simultaneous effects of supply and demand and assuming that drivers are aware of the obstruction status during the trip. Accordingly, by considering a specific routing pattern by users, the performance of the network is evaluated in the case of blockage of that link, and links whose removal does not lead to unacceptable changes in the network versus non-blocking, are considered as reliable links. In the following, it was implemented in the Tehran network based on 0.35 percent as acceptable changes. This value is equal to the minimum value of acceptable performance changes which makes it possible to access all points to evacuation destinations using the remaining reliable links. The basis for access will also be the possibility of creating an access tree. According to the evaluation of network performance due to the blocking of each link in EMME2 software and its comparison with the acceptable limit, 17.3% of the links of Tehran network will be unreliable links as a result of a possible earthquake. The most unreliable links of the network are observed in arterial roads, especially in the CBD. Therefore, although the removal of vulnerable links with arterial type can increase the reliability of the evacuation network by other existing links in terms of continuity and travel time, but this is due to the role and importance of this road type in network integrity and network efficiency, will lead to disruption of the network evacuation capacity. It makes necessary to development of parts of the network in the form of widening or adding links to the network in order to provide the required evacuation capacity. Obviously, if this is not possible or it is costly, especially in areas with dense texture, solutions such as retrofitting buildings as much as possible can be put on the agenda to reduce the demand for evacuation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Road Network
  • Evacuation
  • Reliability
  • Access
  • earthquake
- Beckmann M., McGuire C. and Winsten C. B., (1956), "Studies in the Economics of Transportation", 23 Yale University Press, Connecticut.
 
- Bono F. and Gutiérrez E., (2011), "A network-based analysis of the impact of structural damage on urban accessibility following a disaster: the case of the seismically damaged Port AuPrince and Carrefour urban road networks", Journal of Transport Geography, Vol.19, No.3, PP.1443-1455.
 
- Chang S. C. and Li L. X., (2014), “Reliability analysis of highway and transportation network with paths failure,” in Proceedings of the IEEE Workshop on Advanced Research and Technology in Industry Applications, Ottawa, Canada.
 
- Dalin Q. and Luping Y., (2012),"Vulnerability Analysis of Road Networks", Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology, Vol. 12, No. 1, pp.23-41.
 
- Japan International Cooperation Agency (JICA), (2006),”The Comprehensive Master Plan Study On Urban Seismic Disaster Prevention And Management For The Greater Tehran Area In IRAN”, Final Report.
 
- Kashin S. and Asakura Y., (2020),”Citation network analysis of vulnerability studies in the fields of transportation and complex networks”,Transportation Research Procedia, Volume 47, Pages 369-376.
 
- Kermanshah A. and Derrible S.,(2016),”A geographical and multi-criteria vulnerability assessment of transportation networks against extreme earthquakes”, Reliability Engineering & System Safety, Volume 153,Pages 39-49.
 
- Koshiba,Y. and Suzuki, Y.(2018) "Factors affecting post-evacuation behaviors following an earthquake: A questionnaire-based survey", International Journal of Disaster Risk Reduction, Vol. 31 ,pp. 548-554.
 
- Li L. , Jia L. ,Wang Y.  and Li  J., (2015), “Reliability evaluation for complex system based on connectivity reliability of network model”,  in Proceedings of the International Conference on Logistics, Informatics and Service Sciences (S), Barcelona, Spain.
 
- Luathep, Paramet, Sumalee, Agachai , Ho, Kurauchi and Fumitaka,(2011)," Large-scale road network vulnerability analysis: A sensitivity analysis based approach", Transportation, Vol 38, pp 799-817.
 
- Mishra S., Tang L., Ghader S., Mahapatra S. and Zhang L. ,(2018), “Estimation and valuation of travel time reliability for transportation planning applications”, Case Studies on Transport Policy, vol. 6, no. 1, pp. 51–62.
 
- Nagae Y., Fujihara T. and Asakura Y, (2012),"Antiseismic reinforcement strategy for an urban road network", Transportation Research Part A, Vol. 46, No.2, PP.813- 827.
 
- Taylor M. A. P. , Sekhar S. V. C. and D’Este G. M. ,(2006),"Application of accessibility based methods for vulnerability analysis of strategic road networks", Networks and Spatial Economics, Vol 6, pp. 267–291.
 
- Taylor M. A. P. and D’Este G. M.,(2008),"Transport network vulnerability: a method for diagnosis of critical locations in transport infrastructure systems", Murray A.T., Grubesic T.H. (eds.) Critical Infrastructure: Advance in Spatial Science. Springer, Heidelberg, pp. 9–30.
 
- Xiangdong X., Chen A. and Yang C.,(2018),”An optimization approach for deriving upper and lower bounds of transportation network vulnerability under simultaneous disruptions of multiple links”, Transportation Research Part C: Emerging Technologies, Volume 94,Pages 338-353.
 
- Yu G., Xiao F., Zhiyuan L., Xiangdong X. and Chen A, (2020), “Performance of transportation network under perturbations: Reliability, vulnerability, and resilience”, Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review 133
 
- Zdeng M., "Technical Resilience of an Urban Road Network after an Earthquake", in Proceedings of the Construction Research Congress 2020, American Society of Civil Engineers.