突發(fā)事件下城市路網(wǎng)脆弱性變化分析

向懷坤

摘 要：城市路網(wǎng)脆弱性分析是城市道路交通規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建議、運(yùn)維和評(píng)估等工作的基本內(nèi)容之一。本文通過對(duì)路網(wǎng)脆弱性內(nèi)涵進(jìn)行剖析，認(rèn)為路網(wǎng)脆弱性是城市道路交通網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)在屬性之一，而突發(fā)事件則是導(dǎo)致脆弱性顯性存在的外在要素，對(duì)路網(wǎng)脆弱性要從突發(fā)事件前、中、后三個(gè)階段動(dòng)態(tài)地進(jìn)行分析，從而制定相應(yīng)的路網(wǎng)脆弱性改善策略。

關(guān)鍵詞：城市路網(wǎng);突發(fā)事件;路網(wǎng)脆弱性;路網(wǎng)恢復(fù)力

中圖分類號(hào)：U491.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

城市路網(wǎng)脆弱性研究最早源于恐怖襲擊、大地震等突發(fā)事件對(duì)道路網(wǎng)絡(luò)造成的破壞和影響。學(xué)者們?cè)谘芯科茐氖录?duì)交通網(wǎng)絡(luò)的影響，特別是導(dǎo)致的救援疏散等問題時(shí)，引入了路網(wǎng)脆弱性這一概念并試圖對(duì)道路網(wǎng)絡(luò)脆弱性的概念進(jìn)行界定。Berdica[1]認(rèn)為，道路運(yùn)輸系統(tǒng)的脆弱性是一個(gè)易于受事件影響而導(dǎo)致路網(wǎng)的服務(wù)水平極大下降的敏感系數(shù)。Jenelius等人[2]認(rèn)為路網(wǎng)脆弱性是風(fēng)險(xiǎn)的一部分，Taylor等人[3]將少量連接的失效（或退化）顯著的降低了節(jié)點(diǎn)的可達(dá)性稱為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的脆弱性。隨著對(duì)脆弱性研究的深入，脆弱性概念逐漸變成了一個(gè)概念集合，是包括暴露性、敏感性、適應(yīng)性及恢復(fù)力等概念。事實(shí)上，到目前為止學(xué)術(shù)界對(duì)于城市路網(wǎng)脆弱性概念仍然沒有一個(gè)確定的、統(tǒng)一的定義。下面圍繞突發(fā)事件、突發(fā)事件影響下城市路網(wǎng)脆弱性的變化特征等進(jìn)行分析。

1 突發(fā)事件及其特點(diǎn)

1.1 突發(fā)事件的概念

《中華人民共和國突發(fā)事件應(yīng)對(duì)法》規(guī)定，突發(fā)事件是指：突然發(fā)生，造成或者可能造成嚴(yán)重社會(huì)危害，需要采取應(yīng)急處置措施予以應(yīng)對(duì)的自然災(zāi)害、事故災(zāi)難、公共衛(wèi)生事件和社會(huì)安全事件[4]。

廣義上，突發(fā)事件可被理解為突然發(fā)生的事情，其中包括兩層含義。第一層含義是指事件發(fā)生、發(fā)展的速度很快，出乎意料;第二層含義是事件難以應(yīng)對(duì)，必須采取非常規(guī)方法來處理。狹義上，突發(fā)事件就是意外地突然發(fā)生的重大或敏感事件，簡言之，就是天災(zāi)人禍。前者即自然災(zāi)害，后者如恐怖事件、社會(huì)沖突、丑聞包括大量謠言等等，專家也稱其為“危機(jī)”。

1.2 突發(fā)事件的特點(diǎn)

突發(fā)事件具有突發(fā)性、嚴(yán)重危害性、不確定性、輿論關(guān)注性及不易調(diào)和性等特點(diǎn)。

1.2.1 突發(fā)性是突發(fā)事件的一個(gè)最重要的特征

突發(fā)事件一般是在組織毫無準(zhǔn)備的情況下瞬間發(fā)生的，突發(fā)事件的發(fā)生往往是出乎人的意料之外，人們往往難以預(yù)測(cè)或難以左右它的發(fā)生，如美國的“9.11”恐怖襲擊事件。

1.2.2 突發(fā)事件對(duì)社會(huì)和個(gè)人具有嚴(yán)重危害性

突發(fā)事件一旦爆發(fā)，就會(huì)造成對(duì)社會(huì)正常秩序的破壞，對(duì)公眾生命財(cái)產(chǎn)造成威脅，也會(huì)給社會(huì)公眾帶來巨大的恐慌，嚴(yán)重破壞政府形象和聲譽(yù)。

1.2.3 突發(fā)事件會(huì)引來廣泛的輿論關(guān)注

突發(fā)事件發(fā)生后，往往會(huì)成為社會(huì)乃至全世界輿論關(guān)注的焦點(diǎn)。突發(fā)事件的爆發(fā)最能刺激人們的好奇心理，通常都會(huì)造成人們的談?wù)撛掝}和新聞媒體的炒作內(nèi)容，這既給政府處理帶來困難，也給政府帶來形象危機(jī)。

1.2.4 突發(fā)事件的不易調(diào)和性

尤其是人為突發(fā)重大事件，都是由某種工作失誤或利益沖突造成的，協(xié)調(diào)余地較小，且不易控制其事態(tài)發(fā)展。

2 城市路網(wǎng)脆弱性的內(nèi)涵分析

突發(fā)事件下，城市路網(wǎng)脆弱性很容易暴露出來。盡管目前對(duì)城市路網(wǎng)脆弱性沒有統(tǒng)一的定義，但學(xué)術(shù)界對(duì)其特征已基本形成共識(shí)，那就是道路交通系統(tǒng)的脆弱性是指系統(tǒng)易受某一事件（尤其是突發(fā)事件）的影響，并且導(dǎo)致路網(wǎng)系統(tǒng)交通服務(wù)能力的大幅下降。城市路網(wǎng)的脆弱性內(nèi)涵，至少可以從以下兩個(gè)方面來進(jìn)行分析。

（1）脆弱性是城市路網(wǎng)本身固有的一種基本屬性，其大小或強(qiáng)弱在城市路網(wǎng)形成后就產(chǎn)生了。這些特性從根本上講是由路網(wǎng)結(jié)構(gòu)和路網(wǎng)的相關(guān)屬性如道路寬度、等級(jí)等決定的，而且，這種脆弱性具有穩(wěn)定的分布特點(diǎn)，可以把這個(gè)稱為路網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性。研究表明，城市路網(wǎng)具有復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的基于特征，因此可以基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論對(duì)路網(wǎng)的固有脆弱性進(jìn)行評(píng)定[5]，主要集中在四個(gè)方面：①網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與實(shí)證研究;②網(wǎng)絡(luò)的演化特性與機(jī)制;③網(wǎng)絡(luò)傳播動(dòng)力學(xué);④網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性又可進(jìn)一步分為網(wǎng)絡(luò)的脆弱性及魯棒性。

（2）城市路網(wǎng)的脆弱性受外在因素的干擾而變化。這種外在的影響因素，又可以分為兩種情況，一種是直接加載于道路上的交通流量，另一種是影響道路交通的各類突發(fā)事件，如連續(xù)下雨、路面坍塌、道路維修、交通事故、重大活動(dòng)、恐怖襲擊、地震臺(tái)風(fēng)等等，可以將這些稱為路網(wǎng)運(yùn)行脆弱性。路網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性是路網(wǎng)運(yùn)行脆弱性的基礎(chǔ)，路網(wǎng)運(yùn)行脆弱性會(huì)隨著加載于路網(wǎng)上的影響程度而變化。對(duì)于路網(wǎng)運(yùn)行脆弱性，由于涉及道路交通需求的變化，以及突發(fā)事件下道路運(yùn)行的各類變化，因此路網(wǎng)運(yùn)行脆弱性的表達(dá)非常復(fù)雜，呈現(xiàn)出較大的不確定性和模糊性，需要結(jié)合交通需求及其對(duì)路網(wǎng)功能的影響來進(jìn)行評(píng)估。

3 城市路網(wǎng)脆弱性變化分析

3.1 宏觀層面的特征變化

如果在城市道路交通網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)了突發(fā)事件，而且導(dǎo)致道路交通中斷，無論是城市道路平面交叉口，還是在城市道路路段上面，都容易引發(fā)與該處相關(guān)的路段出現(xiàn)車輛排隊(duì)，從而造成大面積道路交通擁堵。這不僅阻礙了受困人群的疏散，而且會(huì)延誤救援人員的到達(dá)和應(yīng)急物資的輸送。

城市路網(wǎng)脆弱性在宏觀層面的特征變化至少可以從以下幾個(gè)方面來考察：①任何一個(gè)道路交通網(wǎng)絡(luò)在沒有遭遇突發(fā)事件時(shí)，其內(nèi)在的脆弱性會(huì)一直隱性地存在;②當(dāng)遭遇突發(fā)事件時(shí)，道路交通網(wǎng)絡(luò)固有的脆弱性會(huì)顯現(xiàn)出來，如果道路交通網(wǎng)絡(luò)越容易被突發(fā)事件影響，則表明其固有的脆弱性越大，反之表明脆弱性越小;③在突發(fā)事件產(chǎn)生影響的過程中，道路交通網(wǎng)絡(luò)如果產(chǎn)生的損失程度越嚴(yán)重，表明其固定的脆弱性越大，反之表明脆弱性越小;④在突發(fā)事件影響并產(chǎn)生損失以后，道路交通網(wǎng)絡(luò)在外力修復(fù)下如果其服務(wù)水平越容易被恢復(fù)，表明其固定的脆弱性越小，反之表明脆弱性越大。城市路網(wǎng)脆弱性的這種動(dòng)態(tài)變化特征也可用圖1所示的三維形式表達(dá)。在圖1中，表示事件發(fā)生的起始時(shí)刻，為突發(fā)事故處理完畢時(shí)間點(diǎn)，為道路完全恢復(fù)原通行能力時(shí)刻，表示最大損失，為事件發(fā)生的最大概率，為路網(wǎng)脆弱性度量值。

3.2 微觀層面的特征變化

從微觀層面來看，事故發(fā)生后，道路交通流的流入、流出均發(fā)生變化，一般情況下會(huì)產(chǎn)生突發(fā)性交通聚集引發(fā)交通擁堵排隊(duì)。經(jīng)過一段時(shí)間，當(dāng)事故處置完畢后，道路交通擁堵狀態(tài)將逐步消散，直至交通運(yùn)輸恢復(fù)常態(tài)[6-7]。這一過程的道路交通流分布，可以用如圖2所示的示意圖來表達(dá)。

在圖2中，為突發(fā)事件初始時(shí)刻時(shí)道路上原有的車輛數(shù)。事故發(fā)生后，道路中斷，但由于信息不能及時(shí)發(fā)布到道路上的每一臺(tái)車輛，并且由于進(jìn)入該路段的車輛別無選擇，導(dǎo)致事故路段的車輛流入率超過流出率，直到事故處理完畢時(shí)間點(diǎn)，此時(shí)道路上的車輛數(shù)為。從開始由于突發(fā)事件處置及道路通行能力逐步恢復(fù)，道路上的車輛流出率將略高于流入率，直到道路完全恢復(fù)原通行能力為止，此時(shí)為時(shí)刻，此時(shí)道路上的車輛數(shù)為，理想狀態(tài)下，近似等于。

為此，可以將大致將整個(gè)過程劃分為兩個(gè)階段，分別為：①事件發(fā)生時(shí)段;②事件恢復(fù)時(shí)段。根據(jù)事件發(fā)生的地點(diǎn)，可能位于城市道路交叉口，也可能位于城市道路路段。無論突發(fā)事件發(fā)生在哪個(gè)位置，都將對(duì)道路交通流的運(yùn)行產(chǎn)生影響，最直接的影響是交通擁堵，然后隨著事件的處置，交通擁堵又會(huì)逐步緩解，直到恢復(fù)到正常狀態(tài)。所謂城市道路交通網(wǎng)絡(luò)的脆弱性，就是指突發(fā)事件發(fā)生后，道路能夠保持原有的服務(wù)水平的能力，或者說能夠保持原有服務(wù)水平的韌性，如果道路某地點(diǎn)或某路段對(duì)突發(fā)事件特別敏感，即一旦突發(fā)事件發(fā)生后，該處的服務(wù)水平快速下降并導(dǎo)致了城市路網(wǎng)交通的損失，則表明路網(wǎng)中該地點(diǎn)或路段具有較高的脆弱性。

4 結(jié)語

在城市路網(wǎng)脆弱性分析中，需要認(rèn)識(shí)導(dǎo)致脆弱性變化的內(nèi)因和外因兩大要素。其中，網(wǎng)絡(luò)本身的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、分布形態(tài)等內(nèi)在因素是導(dǎo)致路網(wǎng)服務(wù)能力下降的內(nèi)因，而突發(fā)事件的發(fā)生則是導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力下降的外因。從微觀層面分析可知，在突發(fā)事件發(fā)生前、發(fā)生中和發(fā)生后的各個(gè)階段，路網(wǎng)脆弱性的表現(xiàn)形態(tài)、表現(xiàn)程度和評(píng)判指標(biāo)等均會(huì)有所不同，因此需要?jiǎng)討B(tài)地開展城市路網(wǎng)脆弱性分析，并且根據(jù)不同的變化研究制定相應(yīng)的改善策略。從實(shí)際情況來看，對(duì)路網(wǎng)脆弱性的改善應(yīng)該盡量將時(shí)間窗口前移，通過減輕固有的脆弱性成分，增強(qiáng)其應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的韌性（或恢復(fù)力），從而較大幅度地降低路網(wǎng)的脆弱性。

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