未来极端降雨对我国高速公路的影响分析

随着全球气候变化的加剧,我们仍然不完全了解如何应对可能出现的极端降雨事件或高速公路网的次生灾害。 正确估计极端降雨对公路网的影响对于未来公路投资决策至关重要。本研究使用 RCP4.5和RCP8.5情景下21个NASA Earth Exchange全球每日缩小预测 (NEX-GDDP) 的数据集。我们采用百分位法来选择极端降雨阈值。从中国高影响地区的物理暴露、网络功能和敏感性分析的角度,制定了一套不同情景下中国公路影响分析的系统性能指标。结果表明,未来极端降雨强度将会增强。2030年和2050年,超1万公里、至少4000个路口将受到极端降雨影响。根据两广公路网功能分析,两广公路80%以上的里程将受到极端降雨影响。当降雨量达到临界值时,中国公路的网络功能将急剧下降,这将为公路设防标准和规划提供启示。

论文成果以 Impact analysis of highways in China under future extreme precipitation为题发表在风险分析领域顶级期刊Risk Analysis上

评估未来大规模洪水对公路运输系统影响的综合方法

气候变化的负面影响继续加剧洪水风险。 洪水直接或间接损害公路系统,扰乱社会经济秩序。 在本研究中,我们提出了一种综合方法来定量评估洪水如何影响高速公路系统的功能。 该方法分为三个部分:一个多主体仿真模型来表示高速公路网络中的交通、异构用户需求和路线选择;使用五个全球气候模型、三个代表性浓度路径和 CaMa-Flood 模型生成的未来径流情景的洪水模拟器;影响分析,将模拟洪水叠加在高速公路交通模拟系统上,基于汽车跟驰模型量化洪水对高速公路系统的影响。 通过中国高速公路网的案例研究来说明这种方法。 结果表明:对于不同的全球气候模型,对公路系统的相关洪水损害与 RCP 的强迫水平或未来年份并不线性相关; 不同年份的洪水对区域连通性的影响不同;极端洪水影响可能对公路网络造成巨大破坏;也就是说,到2030年,当高速公路系统受到未来大洪水的干扰时,预计84.5%的省际旅行路径无法完全通达。 这些结果对交通部门政策制定具有重要影响,可用于指导公路设计和基础设施保护。 该方法可以扩展到分析其他具有空间脆弱性的网络,是减少系统性灾害风险的有效定量工具。

论文成果以 An Integrated Approach for Assessing the Impact of Large‐Scale Future Floods on a Highway Transport System为题发表在风险分析领域顶级期刊Risk Analysis上






网络方法揭示了 COVID-19 下交通对空气污染的时空影响

空气污染造成广泛的环境和健康问题,严重影响城市居民的生活质量。 交通对人类生活至关重要,但其排放却是主要污染源,加剧了城市空气污染。然而,城市和地区交通排放与空气污染之间复杂的相互作用尚未揭示。特别是COVID-19的传播导致各个城市和地区根据当地疫情情况实施不同的交通限制政策,这为探讨城市交通与空气污染之间的关系提供了可能性。 本研究通过基于交通指数和空气质量指数重建多层复杂网络来探讨交通对空气污染的影响。发现:疫情爆发后,京津冀(BTH)、成渝经济圈(CCS)和华中(CC)地区的空气质量受到周边交通状况的显着影响。在抗击疫情的不同阶段,部分地区的交通对空气污染的影响在第二阶段(又称疫情防控初见成效)达到最大。 对于BTH和CC地区,交通对空气质量的影响在前两个阶段先增大后减小,而对于CC地区,其他地区则在第3阶段影响显着。 然而,对于其他地区来说,变化并不明显。 我们提出的基于网络的框架为交通和环境领域提供了新的视角,可能有助于指导政府制定空气污染缓解和交通限制政策。

论文成果以 Network approach reveals the spatiotemporal influence of traffic on air pollution under COVID-19. 为题发表在物理交叉领域顶级期刊 Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science上.美国物理联合会AIP官网报道 COVID-19 Lockdown Measures Affect Air Pollution from Cities Differently,并被同时选为Fast Track、Featured和Press Release文章。

城市交通网络韧性综合评估模—以中国40个城市为例

城市交通网络是城市不可或缺的重要组成部分,但是其会遭受各种各样的外界扰动,影响交通网络的正常运行,带来严重的社会、经济问题。 本研究以中国40个主要城市为样本,构建了城市交通网络综合韧性评估模型,用以从结构和功能两个角度评估城市交通网络在遭受到各种异常事件扰动后的韧性水平。研究揭示了随机攻击、局部攻击和洪水扰动发生后交通网络统一的韧性特征,得出每个城市在三种破坏下的韧性能力大小,分析了韧性能力好坏的影响机理。 本研究提供了能够从结构和功能两个角度综合评估城市交通网络韧性的模型方法,定量分析韧性能力好坏的影响机理,给出针对性的解决方案。

论文成果以 An integrated resilience assessment model of urban transportation network: A case study of 40 cities in China为题发表在交通运输管理领域顶级期刊Transportation Research Part A上

1 Yin, K., Wu, J., Wang, W.*, Lee, D. H., & Wei, Y(2023). An integrated resilience assessment model of urban transportation network: A case study of 40 cities in China. Transportation Research Part A: Policy and Practice. ,173, 103687.

2 Wang, J., Liao, F., Wu, J., Sun, H., Wang, W., & Gao, Z.(2023). Measurement of functional resilience of transport network: The case of the Beijing subway network.. Transport Policy, 140, 54-67.

3 Wang, W., S Yang, K Yin, Z Zhao, N Ying, J Fan. (2022). Network approach reveals the spatiotemporal influence of traffic on air pollution under COVID-19. Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science, 32 (4), 041106.

美国物理联合会AIP官网报道 COVID-19 Lockdown Measures Affect Air Pollution from Cities Differently,并被同时选为Fast Track、Featured和Press Release文章。

4 F Zhao, W Wang*, H Sun, H Yang, J Wu. (2021). Station-level short-term demand forecast of carsharing system via station-embedding-based hybrid neural network Transportmetrica B: Transport Dynamics, 10 (1), 1-19.

5 Jia, L., Yang, S., Wang, W., & Zhang, X(2021). Impact analysis of highways in China under future extreme precipitation Natural hazards, 110(2), 1097-1113.

6 Wang, W., S Yang, J Gao, F Hu, W Zhao, HE Stanley. (2020). An Integrated Approach for Assessing the Impact of Large‐Scale Future Floods on a Highway Transport System. Risk analysis,40 (9), 1780-1794

7 徐长兴,汪伟平昌锡铭,包旭,吴建军. (2021) 基于因果分析和相似日选择的共享单车需求量预测组合 模型. 山东科学 54-64. (入选中国科协“科技期刊双语传播工程”)

8 刘晓燕, 杨赛霓, ,汪伟平, 周子滢, 刘欢, 焦振寰, 石永国. (2024) 灾害应对措施下的北京道路拥堵时空 变化——基于2021 年最大降雨的案例研究. 灾害学(已录用,2024 年10 月刊出)

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