上海市轨道交通网络可靠性研究

城市轨道交通网络是由大量相互作用的单元构成的复杂系统。为增加城市轨道交通对突发事故的应变能力,提升运营效率,基于复杂系统理论探讨轨道交通网络的可靠性。以上海轨道交通网络为研究对象,采用空间L方法系统分析其网络特征参量,从最大连通子图的相对大小、网络全局效率、网络局部效率等3项指标分析网络的可靠性,并就该网络受到随机攻击和蓄意攻击的情景分析这些指标的变化。模拟结果表明,上海轨道交通网络为无标度网络,蓄意攻击对网络可靠性造成更大的破坏,站点的度值与其重要性并不呈现绝对的正比关系。在轨道交通的规划、建设、运营中,应加强对关键站点的管理和保护。     

鱼骨式航路网络建模及抗毁性分析

为保障航空器航路飞行安全,提高恶劣天气、军事活动等事件发生时航路运行效率,针对单条完整航路及进出此航路的航线段,基于复杂网络理论建立鱼骨式有向加权航路网络模型;建立度、加权度、介数等抗毁性攻击的去点指标,分析指标特性及在蓄意去点攻击和随机去点攻击条件下航路网络抗毁性;以中国A593航路为例,进行实例验证。结果表明:鱼骨式有向加权航路网络负向匹配;航路网络对基于度、加权度、介数等的蓄意去点攻击的抗毁性低于其对随机去点攻击的抗毁性。     

自建房火灾致因网络拓扑特征及脆弱性研究

为预防我国自建房火灾的发生,首先,基于事故致因“2-4”模型分析39起自建房火灾事故案例,编码得到48个致因因素和128条致因关系;然后,基于复杂网络理论构建自建房火灾致因网络拓扑结构模型,分析网络的度、介数和接近中心性等拓扑特征;最后,以最大强连通子图相对大小、最大弱连通子图相对大小和全局网络效率作为网络脆弱性评价指标,仿真分析不同节点攻击策略下网络的脆弱性,得到自建房火灾关键致因因素,并提出防灾措施及建议。结果表明：自建房火灾致因网络具有小世界效应和无标度特性,致因间转换路径较短,少数关键节点与大多数节点相连;自建房火灾致因网络在遭受单个节点故障和随机累积节点故障时具有一定的鲁棒性,遭受蓄意累积节点攻击时,表现出较强的脆弱性;采用累积节点攻击策略中的蓄意度攻击时,网络表现出的脆弱性最强,度排序靠前的节点较为重要,是自建房火灾关键致因因素,为自建房消防安全管理提供理论参考。     

基于复杂网络理论的轨道交通网络脆弱性分析

城市轨道交通是城市客运体系的重要支撑,而突发事件易使某些轨道交通站点瘫痪,从而影响轨道交通网络全局效率。分析城市交通轨道网络的拓扑特征和脆弱性对于优化路网结构、保障稳定运营有重要意义。以重庆市轨道交通网络为例,使用Space L法构建拓扑网络并用Matlab软件分析节点度、平均路径长度、聚类系数等指标和分布规律,定量计算各个站点对于蓄意攻击的脆弱性,以鉴定对网络效率影响最大的关键站点。模拟攻击实验结果表明:现阶段重庆市轨道交通网络平均路径长度较大,聚集系数较小,网络连通性有待提高。面对蓄意攻击时,红旗河沟站和大坪站作为关键节点对网络效率的影响较大。在加快重庆市轨道交通建设的同时,应在运营中加强保护关键站点。     

城市消防站选址布局优化及对雄安新区的启示

安全是雄安新区建设发展的重要保障和基础底线。消防救援队伍,承担火灾防范、火灾扑救、抢险救援等工作,是提升新区城市救援能力,保障城市安全的有生力量。消防站是消防救援队伍工作（执勤备战）的场所,优化消防站选址布局意义重大。面向雄安新区消防安全提升和应急救援能力提升需求,针对我国目前消防站建设过程中覆盖率低及消防站建设投资巨大等问题,建立位置集合覆盖模型和最大覆盖模型联合使用的选址方法,增加补充性约束条件对模型进行改进,提出基于GIS的选址模型应用流程,并通过实际案例应用研究,提出雄安新区消防站规划建设的启示建议。     

成都地铁网络的关键节点识别方法及性能分析

为提高地铁网络性能分析的精度,基于复杂网络理论分析成都地铁网络的拓扑特性,构建节点重要度评价指标体系,应用灰色关联和逼近理想解法(TOPSIS)综合评价排序136个节点,完成关键节点的识别;采用网络效率等4个参数作为网络性能衡量指标,观察30个关键节点被蓄意攻击、106个普通节点被随机攻击后的网络性能变化趋势。结果表明:成都地铁网络在Space L模型下平均度为2.147,平均路径长度为13.146 5,网络介数、连通度、效率等指标较低,并识别出以成都东客站为首的30个关键节点;蓄意、随机攻击下网络效率与自然连通度下降趋势较慢,网络连通度与最大连通子图的下降趋势较快。     

面向突发事件的粮食铁水联运网络抗毁性研究

铁水联运是我国粮食物流的主体运输方式，其网络面向突发事件的抗毁能力是网络系统可靠性的重要指标，也是粮食安全的核心要素。而网络中各节点城市的重要度存在差异，不同的节点失效，会影响网络系统结构和性能，导致不同的网络抗毁性。在统计和分析粮食物流突发事件的基础上，基于复杂网络理论，以城市为节点，并以铁路或水路为边，以城市间的粮食物流联系强度为边权建立了我国的粮食铁水联运网络模型。通过Gephi和MATLAB工具分析网络的节点度、平均路径长度、聚类系数等复杂特性，建立了综合的抗毁性测度指标。结合节点城市的粮食产能、农业经济、货运能力等属性以及拓扑结构特性，构建邻接信息熵模型衡量节点重要度，完成节点体系的层级划分。研究随机攻击和蓄意攻击模式下网络抗毁性测度的变化，针对指标参数进行敏感性分析。结果表明：粮食铁水联运网络整体呈现小世界特性和无标度特性。节点体系的层级网络中，一级节点枢纽作用最强，尤其是广州、上海、重庆等关键节点“沿线”和“沿水”特征明显，需重点维系和保护；二级节点数量最多，分布最广，包含大量东部地区交通枢纽城市和各个粮食主产地，“沿线特征”明显；目前，三级节点中，成都、贵阳、昆明等西南...     

预案视角下城市防汛应急组织间网络鲁棒性评价

为解决城市防汛应急预案在制订过程中,相关组织应急协同能力难以量化的问题,提出考虑级联失效的城市防汛应急组织间网络鲁棒性评价方法。首先,以北京、上海与深圳市防汛应急预案为研究对象,构建组织间网络,并提出网络攻击策略与鲁棒性评价指标;其次,计算网络特征统计参数,并分析网络拓扑特性;然后,以自然连通度为鲁棒性指标,评价城市防汛应急组织间网络在遭受节点单次攻击与连续攻击下的鲁棒性;最后,对比不同攻击下网络的鲁棒性强弱并找出对鲁棒性影响较大的关键组织。结果表明：北京、上海与深圳市防汛应急预组织间网络具有无标度特性和小世界特性;节点单次攻击时,相较于非级联失效情形,组织间网络在级联失效情况下鲁棒性较弱,造成级联失效节点数较大的组织为影响网络鲁棒性的关键组织;连续攻击时,组织间网络在蓄意攻击情形下鲁棒性较弱,度值较大的组织为影响网络鲁棒性的关键组织。     

蓄意攻击下城市电力网络毁伤韧性评估

为提升蓄意攻击威胁下城市电力网络毁伤韧性评估的有效性,采用性能时程响应函数(PRF)法,结合攻防双方策略博弈模型,建立蓄意攻击下城市电力网络毁伤韧性评估方法及流程;同时,融合电力潮流分析设计新型性能PRF,使韧性评估结果更符合电力网络实际功能需求;以我国某市电力网络为例,依托策略博弈模型求解出纳什均衡状态下攻防双方策略,并评估不同恢复条件下该电力网络毁伤韧性。研究结果表明:纳什均衡策略为攻防双方最有可能采取的攻击和防护策略,城市电力网络的毁伤韧性受恢复资源和恢复预算2个条件共同控制,恢复资源决定网络的恢复速度,恢复预算决定网络的恢复程度。     

中国高速铁路网络脆弱性分析

为提高我国高速铁路网络(HSRN)面对突发事件的抗毁性和可靠性,保障HSRN平稳而高效率地运营,基于复杂网络理论,构建3个发展时期的HSRN拓扑结构,探究网络的拓扑特性和发展趋势。利用站点重要性综合评价指标挖掘HSRN的重要站点。通过计算网络效率和最大连通子图,分析HSRN在随机攻击和蓄意攻击下的表现。结果表明:我国HSRN在中期发展阶段是以增加网络连通度为主,在长期发展阶段是以丰富集聚效应为主;站点重要性排序显示,武汉、天津、长沙和襄阳将成为不同发展阶段的重要站点;HSRN对随机攻击有鲁棒性,对蓄意攻击有脆弱性。     

城市控规单元防灾能力评价的有向加权图模型研究

为从城市具体规划建设的视角进行防灾能力评价,找到城市空间与设施的防灾薄弱环节,提升城市的防灾减灾能力,首先,在深入分析城市抗灾-救灾理念的基础上,从抗灾能力和救灾能力2个方面,建立适用于控制性详细规划层面的防灾能力评价指标体系;其次,基于防灾能力评价指标体系构建城市防灾有向加权图模型,通过PageRank算法对用地单元防灾能力值进行排序,实现防灾减灾能力的定量评价;最后,通过某市规划实例检验评价模型,针对控规单元的防灾问题提出规划提升措施。研究结果表明：所构建模型能够实现对各控规单元的防灾能力等级评价,反映城市控规单元防灾能力的分布情况,发现用地单元规划建设中的防灾减灾问题。     

适应城市消防规划需求的火灾风险评估研究

研究城市火灾风险评估,可以为城市消防规划提供有效参考,对推进城市防灾减灾工程具有重要意义。面向所要研究区域的城市消防规划需求,首先分析区域火灾历史统计数据,提炼区域的火灾特点,从火灾危险性、承灾体易损性、城市抗灾能力3方面分析指标影响因子,建立了城市火灾风险评估指标体系;其次,提出了以建设用地地块为评估单元,基于现场调研和卫星遥感影像、城市用地分类相结合的指标因子快速分析方法,并通过加权平均评估城市火灾风险;最后,通过城市火灾风险评估案例研究,阐释了评估的技术流程和结果形式。研究结果表明:适应城市消防规划需求的火灾风险评估方法可以快速定量评估区域火灾风险的空间分布特征,还能识别出消防安全布局的重点地区,进一步支撑城市消防规划编制。     

城镇-森林交界域火灾灾害链网络模型构建及风险分析

为确定城镇—森林交界域火灾灾害演化关系及风险特征,预防灾害事件发生,从157个火灾案例中提取43个典型灾害事件,运用灾害链和复杂网络理论,构建城镇-森林交界域火灾灾害链演化模型。使用Python工具对灾害链网络中关键节点、关键边和最短路径分析。结果表明:化工厂爆炸、加油加气站爆炸、城镇火灾、污染水质、污染空气及城市生命线损毁是关键节点,山洪—道路损毁、河流泥沙淤积—山洪、堤坝决堤—山洪、堰塞湖—山洪、森林火灾—城镇火灾是关键边。研究结果可为城镇-森林交界域火灾的防控、断链减灾提供科学依据,具有较高的现实意义。     

危化品事故应急救援能力提升方法研究——基于天津港“8·12”瑞海公司危险品仓库特别重大火灾爆炸事故教训

为提升危化品事故应急救援能力,保障消防救援队员救援时安全,基于2015年天津港“8·12”瑞海公司危险品仓库特别重大火灾爆炸事故教训,从应急管理生命周期的角度构建危化品应急管理体系,研究危化品事故应急救援能力提升方法。结果表明:事故发生及特大伤亡与预防和应急准备工作不足有密切关系。构建基于应急管理生命周期的危化品企业、有关监管部门、技术服务机构、消防队联动应急管理体系是提升危化品应急救援能力的重要方法。危化品企业、有关监管部门、技术服务机构、消防队应做好危化品事故预防与应急准备工作,通过充足的预防和准备工作促使有效应急响应。事故发生后,危化品企业做好早期处置利于消防队采取针对性应急救援方案。对于复杂性危化品事故,及时成立抢险救援指挥部,科学应急响应,可保障消防救援的安全有效。     

武汉市轨道交通线网应急救援站选址研究

城市轨道交通线网对城市的发展起着重要作用,针对城市轨道交通网络化运营以及突发事件的相关特点,结合复杂网络的相关理论,利用Pajek软件进行网络中心性分析,同时考虑到空间、成本、救援3个约束条件,建立“P-中心应急救援站选址模型”,使轨道交通线网中最大应急救援距离最小,同时防护到网络中所有的需求站点;利用遗传算法进行编程计算和模型求解,以得到最优结果;以武汉市轨道交通线网为例进行应急救援站选址研究,得到12个应急救援站的最佳布置方案,最后通过线网脆弱性对比分析验证了该方案的脆弱性最小,说明选址方案可靠。     

西部复杂性地貌地区消防规划评估与建设研究 ——以凉山州区域为例

城市消防规划作为城市消防安全体系建设的重要依据,是助力城市现代化进程、推动城市综合安全智慧网络形成的重要基石。通过对凉山州各地貌地区消防现状存在问题的分析,结合凉山州的实际情况及全州建设发展多种形式综合性消防应急救援队伍的需要,提出了能满足全州消防安全需求且能够有效指导城市消防建设的相应对策。     

韧性城市视角下的历史街区防火韧性评估体系构建*

为提升历史街区的防火韧性,推进韧性城市的建设,采用PSR（压力-状态-响应）模型搭建3级评估框架;结合指标选取原则,从外部环境刺激、内部潜在风险、组成成分价值、组成成分特征、消防救灾能力、适应恢复力6个要素对评估指标进行筛选;运用专家打分法和层次分析法确定各项指标的权重,并构建由36个指标项组成的历史街区防火韧性评估体系及评估模型。结果表明:历史街区的防火韧性宜从系统面对火灾风险的压力、系统自身在受灾时的状态、灾后系统做出的应急响应3个方面进行综合评估;该评估体系具有一定的可操作性和可推广性,既可为定量评估历史街区的消防能力提供参考依据,亦可为推进我国历史街区的保护和开发提供决策支持。     

基于消防规划的东京防火对策与启示

为推动中国城市火灾防范能力提升,通过介绍日本东京借助消防规划手段进行防火救火的先进经验,并对其防火生活圈、防火绿化带、紧急通道网络、不易燃烧化项目、防灾体制与计划等防火对策经验进行阐述,同时基于这些方面内容的阐述发现我国城市火灾防范领域尚存在很大空间。基于这些分析和阐述,最后指出东京防火经验对中国的可借鉴之处,并为中国的消防规划防火之路提供一个参考方向。