摘要
摘要
为应对城市面临的各种内外部干扰和灾害事件，如交通事故、天气灾害、恐
怖袭击、战争等，对城市道路网络韧性进行研究，不仅可提高城市交通运输系统
的运行可靠性和应急响应能力，还可减少经济、社会、环境等方面的损失。但是
当前关于降雨内涝条件下城市道路网络韧性研究滞后于行业需求，据此，本文通
过构建城市雨洪模型并结合降雨内涝条件下的交通特性分析，开展降雨内涝条件
下的城市道路网络的韧性评价研究。具体研究内容如下：
首先，结合城市雨洪模型进行模拟分析，提出城市雨洪条件下的韧性评估模
型。在暴雨洪水管理模型基础上构建城市雨洪模型，通过收集基础性数据，从水
文过程与水力过程两方面进行模拟分析，对城市道路积水深度数据和管网溢流时
长等网络状态信息进行求解。同时，构建城市道路网络的韧性评估模型，从结构
韧性和功能韧性两个维度对韧性评估指标进行综合选取，引入变异系数法确定结
构和功能韧性指标的权重值，最后确定韧性评估函数。
然后，明确降雨内涝对城市交通系统的影响关系。结合百度API交通态势数
据，对不同降雨量和积水深度下车速的相关性进行分析，对降雨内涝条件下路网
拓扑结构的变化情况进行分析，并利用车速与道路通行能力的关系，计算降雨内
涝导致路网拓扑变化后的城市交通路网流量参数，基于再分配的路网流量参数，
使用城市雨洪模型和交通仿真模型进行集成分析，实现TransCAD中交通流再分
配的城市路网还原。
最后，利用北京市特定区域路网进行实例验证。通过城市雨洪模型计算模拟
结果，分析路网拓扑结构的变化情况和路段的连通情况，利用结构韧性评估模块
对不同等级降雨条件下的路网进行结构韧性评价。融合城市雨洪模型的模拟结果
和百度API交通态势真实数据，在交通仿真模型TransCAD中进行集成分析，得
到不同暴雨重现期下的路网运行状态，利用功能韧性模块对不同等级降雨条件下
的路网进行功能韧性评价。
结果表明，随着暴雨重现期的增加，受洪水影响的路段数量随之增加，相关
成果可为降雨内涝条件下城市道路网络韧性评估提供理论支撑。
关键词：城市道路网络；降雨内涝；韧性评估；雨洪模型
I
Abstract
Abstract
Inordertocopewithvariousinternalandexternaldisturbancesanddisasterevents
facedbycities,suchastrafficaccidents,weatherdisasters,terroristattacks,wars,etc.,
thestudyofurbanroadnetworkresiliencenotonlyimprovestheoperationalreliability
oftheurbantransportationsystemandemergencyresponsecapability,butalsoreduces
thelossesineconomic,socialandenvironmentalaspects.However,thecurrentresearch
onthetoughnessofurbanroadnetworkunderrainfallandfloodingconditionsis
laggingbehindtheneedsoftheindustry,accordingly,thispapercarriesoutastudyon
theevaluationofthetoughnessofurbanroadnetworkunderrainfallandflooding
conditionsbyconst