震后公路桥梁通行能力理论模型研究

震后公路桥梁通行能力的理论模型是其通行能力快速评估技术的重要基础。阐述了震后公路桥梁通行能力对于震后应急救援决策工作的重要性,在分析震后公路桥梁的交通功能损失的基础上,定义了震后公路桥梁的震害度,修正了震后公路桥梁的震害指数;从交通工程学的角度,研究了公路桥梁理论通行能力,分析了震后公路桥梁实际通行能力的影响因素,推导出震后公路桥梁的通行概率,定义了地震对于公路桥梁通行能力的修正系数,进而建立了震后公路桥梁通行能力的理论模型。通过算例分析,验证了该模型的有效性。     

基于WEBGIS的城市建筑物震害评估方法研究

城市是人口高度密集且财富集中的地区,一旦发生地震,城市遭受的破坏和打击是巨大的。由于地震造成损失的主要原因是建筑物的倒塌及破坏,因此通过开发基于WEBGIS的城市建筑物震害预测信息系统,对城市建筑物震害的损失估计有着十分重大的意义。利用WEBGIS网络化空间分析技术,结合城市区域特征分区易损性模型,同时采用综合系数评价方法,对震时城市内的钢混、砖混、砖木、石砌、土木等五类结构进行了易损性计算,最后得出了各类建筑物破坏的严重程度以及由此造成的损失,为震后应急指挥管理提供了指导意见。最后结合在福建省地震局地震灾情快速评估系统中的实际应用,说明该方法的实用性和有效性。     

地震人员伤亡评估方法研究

我国是一个地震频发的国家,由于我国地震震源较浅,人口密度大,地震的发生往往造成巨大的经济损失和人员伤亡。震后根据地震参数和震区情况进行快速的人员伤亡评估,对于应急救援具有重要意义。在对地震致灾因素进行分析的基础上,对国内外地震人员伤亡评估方法进行了总结。首先,对目前常用的三种评估方法,基于地震参数的经验模型,基于历史资料的震害矩阵法和基于性能的易损性分析方法进行了归纳,然后,介绍了近几年出现的两种新方法,基于最优化方法的经验模型和基于时间序列的动态模型。最后,对这些方法的优缺点及适用范围进行了分析。     

基于蒙特卡洛模拟的城市道路网络地震易损性分析∗

城市道路网络是重要的生命线工程系统,其抗震性能直接影响城市震时人员逃生和震后救灾是否能够迅速开展。现阶段,地震工程学界已发展了完善的单一路段地震易损性分析方法,但对道路网络整体性态水平划分、破坏指标选取和地震易损性评价等问题尚无明确结果。基于此,利用二维平面网络统计特征量作为破坏评价指标,提出了一类城市道路网络地震易损性的评价方法,并利用蒙特卡洛模拟方法计算了实际城市路网的地震易损性矩阵。首先,给出了城市道路网络地震破坏模拟步骤,包括路网建模、空间变化地震动模拟和基于路段易损性函数的路网地震破坏模拟;然后,利用分支数量和最大分支直径作为指标,对城市道路网络性态水平进行了划分,给出了基于蒙特卡洛方法的路网地震易损性分析框架;最后,以河北省秦皇岛市为例,计算了城市道路网络的地震易损性矩阵。本文发展的城市路网地震易损性分析方法可为城市道路系统整体抗震安全性评价及优化设计提供参考。     

《汶川地震建筑物震害遥感解译图集》的编制

2008年四川汶川8.0级地震造成了惨重的人员伤亡和巨大的经济损失。在震后灾害监测、应急指挥与抢险救援、灾害调查、损失评估、灾民安置、恢复重建以及地震科学研究等工作中,遥感技术发挥了重要作用。《汶川地震建筑物震害遥感解译图集》根据地震后地震现场建筑物震害遥感比对科学考察资料和震害遥感资料分析处理结果,按照科学性、知识性和资料性的编制原则编制而成。主要包括汶川大地震发生的地震地质、地势和社会环境,灾区遥感影像获取、建筑物震害影像特点与实际震害表现、震害遥感定量评估方法、汶川大地震灾区(Ⅷ度及以上地区)震害遥感定量评估模型,以及主要城市和乡镇震害遥感影像和震害评估结果等。     

中国地震灾害损失评估系统研究

中国地震灾害损失评估系统(简称CEDLAS)是一款可以对单体建筑、城市区域、国家范围进行震前灾害风险评估、震中实时评估、震后境况模拟的灾害损失评估软件。通过对我国地震背景、国内外灾评软件研究现状和防震减灾工作需求等方面的综合分析,提出基于GIS平台构建CEDLAS系统的思路,并介绍该系统的理论基础、逻辑结构以及功能结构,最后将系统应用于西安市灞桥区,得到示范区经济损失、人员伤亡预测数据。该系统的建立综合考虑了地震危险性、多龄期建筑地震易损性以及社会经济损失三方面,为我国地震灾害风险评估和防震减灾规划提供了技术支撑。研究成果可为灞桥区政府震前防震减灾规划及震后应急管理提供重要依据。     

基于家庭决策的震后应急庇护物需求研究

确定应急庇护物的需求人数是抗震救灾工作中的重要一环。基于较为成熟的家庭决策模拟分析,综合考虑工程因素与家庭社会经济属性因素,提出适应我国国情的震后应急庇护物需求模型。通过易损性指数对震后建筑物进行损伤评估后,该模型在分析过程中以单个家庭作为基本单位,采用多因素合理指标来量化居民离开住所意愿和应急庇护物需求意愿,并通过相关资料统计和专家调查方法对各影响因素及其子因素进行参数赋值,从而建立相应计算公式,进而通过课题组所开发的中国地震灾害损失评估系统软件(CEDLAS),分析获得了西安市灞桥区的应急庇护物需求人数预测数据。提出的理论方法可为政府震前避难场所规划及物资准备与震后避难人员安置及物资发放提供理论依据。     

基于深度学习的建筑破坏状态智能评估研究

地震发生后需要对震害区域建筑物破坏等级进行快速评估,以便于震后辅助决策和应急救援。通过分析建筑物外立面震害照片数据,挖掘不同建筑破坏等级与其立面图像特征潜在的映射关系,建立基于震害图像数据的建筑破坏状态智能评估深度学习方法,并应用于都江堰的地震调查数据。首先,训练获得了DeeplabV3+图像语义分割深度神经网络模型,实现在震后复杂背景下的建筑物外观整体的分割提取。进一步,利用迁移学习进行ResNeXt网络参数训练用于图像分类,实现建筑物地震破坏等级的评估。分析了都江堰地震现场调查数据,实验结果表明,所提方法能够较精细地将建筑破坏划分为基本完好、损坏和倒塌三类,准确率达到90.33%。评估模型可直接应用于震后建筑状态的较精细评估,且对外立面图像拍摄角度无较高要求,对图像背景鲁棒,可避免环境因素影响。相较于人工判断,研究方法提高了工作效率,缓解了调查者主观性判断带来的离散性影响,具有良好的应用潜力。     

泸定6.8级地震交通网络应急服务能力分析∗

2022 年 9 月 5 日 12 时 57 分,四川省泸定县发生 6.8 级地震。受自然地理环境等因素的影响,本次地震对灾区公路交通网络造成了比较严重的破坏,给震后应急救援工作带来了较大阻碍,极大地考验了灾区交通网络的应急服务能力。本文介绍了灾区交通网络的概况及其地震破坏情况,建立了路网应急服务能力评价方法,并将单位时间到达重点救援目标的最大交通量作为其评价指标。以本次地震灾区的交通网络为例,结合交通网络应急抢通过程的考察数据,对交通网络应急服务能力的下降及其恢复过程进行了分析,对灾区交通网络地震韧性进行了定性讨论,以期为交通网络的地震韧性评价提供参考。     

地震紧急救援区域优先度判定模型研究

震后如何快速获取灾情,判定救灾重点区域,部署救援力量是减少人员伤亡的重要途径。根据历史地震应急处置案例,列举了地震紧急救援区域优先度判定应当考虑的主要指标,设计调查问卷,采用德尔菲法筛选了主要影响因子及其权重系数,构建了地震紧急救援区域优先度判定模型。以汶川8.0级地震为例对模型进行了验证分析,模拟计算结果表明,紧急救援优先区域与实际救援重点区域吻合,验证了模型可靠性和实用性,为地震应急救援力量的调配提供了一定理论依据和技术支撑。     

地震现场资料收集的标准化与快速传送

破坏性地震现场的震害资料调查和收集对地震灾害的损失评估、地震应急救援、恢复重建以及科学研究等具有重要意义。总结了当前我国地震现场震害资料的收集和传送方式,指出了普遍存在的主要问题。结合当前电子化、信息化的发展现状和地震现场工作资料整理的相关规定,提出了现场灾害资料标准化收集和快速传递的初步设想和方案。实现这些设想和方案对提高地震现场震害资料的质量和标准化具有重要意义,并将极大地提高现场灾害信息的传送速度。     

桥梁群体震害预测方法的研究

本文研究了桥梁群体震害预测方法的理论,并采用模糊数学、灰色系统理论和概率分析方法,建立了中、小型桥梁群体震害预测的数学模型。在对江南一带城市地震震害预测工作中桥梁抽样单体震害预测经验法的计算基础上,给出了公路桥梁在不同地震烈度影响下的单因素评价矩阵,为区域性的地震震害预测工作提供了一个有力的实用工具。     

芦山7.0级地震震后道路损毁风险评估方法研究

芦山7.0级地震发生后,地震及其次生地质灾害严重损毁了灾区的道路交通系统,中断了灾区救援的交通生命线。为了满足震后灾区道路损毁风险评估的需要,有必要建立将次生地质灾害考虑在内的灾后道路损毁评估模型。在震后数据资源有限的情况下,以震前道路基础地理信息、次生地质灾害危险性评价数据为主要数据源,建立道路损毁风险评估模型,模型综合考虑了道路震害因子(如地震烈度、设防烈度)以及次生地质灾害对道路损毁的影响。将该模型应用于雅安地区芦山县、宝兴县、雨城区以及天全县四个区县的道路损毁风险评估中,评估结果与报告第一时间报送民政部国家减灾中心。评估结果与四川省测绘地理信息中心和天地图联合开发的芦山7.0级地震地理信息发布平台发布的地震灾区道路损毁数据进行对比分析,评估结果与实际情况基本一致。可以为震后长期恢复及次生地质灾害防治提供参考。     

现场震害信息电子化收集和快速处理平台的建立

地震现场的震害资料调查和收集对地震灾害的损失评估、地震应急救援、恢复重建以及科学研究等工作具有重要意义,而传统的调查方式存在着诸多不足。为了提高现有震害调查的效率,电子化的震害信息收集和处理平台成了当下研究的热点。该平台由智能手机、平板电脑等移动终端和远程服务器组成,实现了地震现场灾害信息标准化和电子化收集,灾害数据的快速无线传输以及智能化数据处理,对于当前的地震现场工作具有重要促进作用。总结了该类技术在灾害应急处置和野外数据采集等领域的国内主要研究现状,深入分析了本团队研究的震害收集处理平台在2014年盈江Ms6.1级地震和2015年尼泊尔Ms8.1级地震(西藏灾区)中的应用结果,结合自身的开发和测试经验,提出了相关的改进思路,可供该类平台进一步研究参考。     

遥感震害快速评估技术在汶川地震中的应用

2008年5月12日四川汶川8.0级大地震发生后,在地面交通严重受阻、通信中断的情况下,遥感技术成为了地震灾情获取、地震应急和震后快速评估的重要手段。提出了利用高分辨率遥感影像进行地震应急和震后快速评估的技术流程,该流程涉及到遥感影像的数据管理、快速校正、图像增强、震害信息提取、地震灾情快速评估和评估结果网络发布等关键技术。利用遥感震害识别和快速评估技术准确提取了汶川地震的震害信息,绘制的基于遥感数据的汶川地震烈度分布图与中国地震局公布的基于地面调查结果的地震烈度分布图非常接近,首次实现了在震害遥感影像获取后的2~6h内,提供准确的宏观灾情分布情况以及初步的地震损失评估结果,在汶川地震的灾情获取、地震应急和震后快速评估中发挥了重要的作用。     

震后多品种应急物资多级配送中的选址-路径模型

地震发生后的应急物资配送是地震救援工作开展的关键。震后应急物资配送往往需要建立多级应急物流中心和规划物流中心间的配送路径,而且应急物资的需求具有多样性。基于这些特点,以总运输成本最小为目标,考虑应急物流中心的容量限制以及应急物资配送的多级性和多样性,建立了震后多品种应急物资多级配送选址-路径问题的混合整数规划模型。该模型选择由供应点、物资集散地、配送中心和需求点构成的多级配送网络,将帐篷、食物和药物作为应急救援物资。最后,采用一个汶川地震中物资配送的实例验证了模型的有效性和可行性。     

多情景震后城市应急医疗救援网络结构特征研究

城市应急医疗服务设施系统在震时发挥重要的医疗救援作用,是驱动城市防灾韧性的重要因素。为了保障强震后的城市应急医疗救援,强化网络关键节点、优化网络空间布局。基于建筑物、应急医疗设施和道路网络等城市系统的模拟仿真,构建不同地震灾害强度下城市应急医疗救援的供需场景。该文采用复杂网络技术构建城市应急医疗救援网络模型,分析多情景震后网络社团结构与特征参数。以某城市应急医疗服务设施系统为例进行实例分析,表征多情景地震灾害对应急医疗救援网络结构的具体影响,为优化城市应急医疗救援网络的结构鲁棒性和网络抗毁性提供决策支撑。     

国家地震紧急救援训练基地可控地震废墟设计(I)——结构地震破坏模式

我国是一个地震多发的国家,地震灾害给我国造成了巨大的经济损失和严重的生命伤亡。专业化的震后紧急搜索救援能够最大限度地减少人民生命财产的损失,是防震减灾体系不可或缺的组成部分。通过大量的地震灾害实例,并借鉴地震灾害评估方法和建筑物抗震设计,对危害人类生命财产的建筑物震害的特征按照结构类型进行了详细说明,通过对这些地震中常见震害的了解和认识,为国家地震紧急救援训练基地的规划设计和相应搜索救援训练科目的设置提供依据。     

国家地震紧急救援训练基地可控地震废墟设计(Ⅰ)--结构地震破坏模式

我国是一个地震多发的国家，地震灾害给我国造成了巨大的经济损失和严重的生命伤亡。专业化的震后紧急搜索救援能够最大限度地减少人民生命财产的损失，是防震减灾体系不可或缺的组成部分。通过大量的地震灾害实例，并借鉴地震灾害评估方法和建筑物抗震设计，对危害人类生命财产的建筑物震害的特征按照结构类型进行了详细说明，通过对这些地震中常见震害的了解和认识，为国家地震紧急救援训练基地的规划设计和相应搜索救援训练科目的设置提供依据。     

汶川8.0级地震都江堰市天然气系统震害分析及救灾过程

四川都江堰市地处龙门山主山前边界大断裂上,在汶川8.0级地震烈度分布图中属于Ⅸ度区,是地震受灾最严重的城市之一。作为城市生命线的天然气供应链在本次地震中遭遇了一定的破坏。通过对都江堰市天然气系统的基本构成、震害情况以及应急救灾过程等的调查与整理,对都江堰燃气系统中门站、CNG加气站、中压配气管网及低压配气支管各组成部分在地震中的震害情况进行了分析,对震后的应急处置措施、供气恢复策略及灾后重建工作进行了综述,总结了汶川地震中都江堰天然气系统的应灾经验及救灾环节中的不足之处,并就如何提高燃气系统的抗震应灾能力提出建议。