基于高维Gumbel Copula参数拟合估计的大型相依失效生命线网络地震动力可靠度计算

城市生命线网络的地震动力可靠度是生命线工程地震风险和抗震韧性评估的重要指标。城市生命线网络地震动力可靠度的计算方法包括以蒙特卡洛方法为代表的模拟方法和以推广的递推分解算法为代表的非模拟方法,因为后者能够给出生命线网络的主要失效模式,因而它比模拟方法更为先进。但是,由于存在高维Gumbel Copula参数无法估计的问题,目前推广的递推分解算法还不能计算大型生命线网络（组成生命线网络系统的结构或设备数目大于60）的地震动力可靠度。为解决这个问题,提出了高维Gumbel Copula参数的拟合估计公式,将其嵌入推广的递推分解算法,形成了大型生命线网络地震动力可靠度的计算方法。某实际220 kV变电站设备网络地震动力可靠度的计算和分析,说明了此方法的使用过程、适用范围和有效性。     

灾害环境下生命线系统的级联失效研究

以供水管网为例,使用在供水管网水力延时模拟软件EPANET 2.0基础上二次开发的程序对管网遭受的灾害环境进行动态模拟,选取节点不同时刻的水压作为考察供水管网节点资源供给量受影响程度的指标,提出了节点失效关联度的概念,应用灰色关联分析方法,计算并比较了网络中其它节点与受损节点间的节点失效关联度,分析了资源的分配与传输和网络拓扑结构两个方面对供水管网级联失效过程的影响特征,初步探讨了灾害环境下生命线系统的级联失效过程。     

基于DEA分析的生命线网络节点抗灾相对可靠度评估

对于生命线工程网络系统而言,合理分析和评估其带有网络特征的节点可靠度,比只研究单体可靠度更具实际意义.基于数据包络分析法(Data Envelopment Analysis,DEA)有效性分析的思想,提出了生命线网络节点抗灾相对可靠度的概念.从生命线工程在灾害环境下着重体现出的系统性和网络性出发,考察网络中的节点所能实...     

城市消防韧性评价指标体系研究

基于城市韧性评价的国内外研究现状,分析了城市消防韧性评价的评价对象及指标体系框架,明确了城市消防韧性的内涵。通过火灾风险评估和城市灾害韧性研究,从宏观城市尺度围绕抵抗、恢复和适应特征深入分析影响城市消防韧性的因素,探讨了城市区域特征、火灾防范水平以及医疗、灭火救援能力等因素对抵抗、恢复特征的影响。在适应特征方面,创新性地引入学习力指标并结合国家消防相关法律法规和创新型城市的建设提出创新力指标,构建了在抵抗力、恢复力和适应力下11个二级指标和42个三级指标的城市消防韧性评价指标体系,以期为城市消防韧性的量化评价方法研究和安全韧性城市建设提供参考依据。     

基于韧性曲线的城市地铁网络恢复策略研究

为了提高城市地铁网络的韧性,基于复杂网络理论和韧性城市理论,研究地铁网络在不同失效场景下的最优恢复策略。用Space L方法和Gephi软件构建地铁网络,以网络平均效率为韧性指标,以网络恢复力最大为目标函数构建城市地铁网络恢复模型,用遗传算法进行求解。最后以西安地铁网络为例,用Matlab模拟了其在小规模和大规模站点失效场景下的最优恢复策略。研究结果表明:西安市地铁线网中站点之间联系程度有待加强;放射性线网与中心线网的交点为地铁网络中的脆弱性站点;度相同或不同站点失效下,优先恢复的站点与其介数相关;不同规模站点失效下,用遗传算法求解城市地铁网络的最优恢复策略均具有较高求解效率。     

基于DSR‑灰云模型的西北城市抗震韧性评估∗

城市抗震系统是一个复杂的系统,对其进行韧性评估是检验城市系统抗震能力的重要手段。在分析城市抗震系统构成的基础上,结合 DSR 模型,从抗灾因素、承灾因素和恢复因素三方面构建城市系统抗震韧性评估指标体系。为解决指标体系中存在的模糊性、随机性及灰色不确定等复杂问题,引入灰色白化权函数云模型,结合各指标的灰云模型图,计算各指标实际的聚类系数,最后根据最大隶属度原则计算出城市的抗震韧性评估等级。以西北地区 14 座城市为例,验证该方法的可行性和合理性,结果表明：兰州市与武威市的城市抗震韧性等级为Ⅳ级,白银、 天水、张掖、平凉、酒泉、庆阳及定西 7 市的城市抗震韧性等级为Ⅲ级,嘉峪关、金昌、陇南、合作与临夏 5 市的城市抗震韧性等级为Ⅱ级,研究成果可为城市抗震韧性评估提供一种新方法。     

日本兵库县南部地震中生命线系统的震害及其震后恢复

分析、介绍了兵库县南部地震中电力、通信、供水、煤气供用等生命线系统所遭受的破坏、震后采取的恢复重建措施和一个月内的恢复进展情况，总结了不同生命线工程的受灾规律和修复特点，在此基础上对制定城市抗震规范，作好城市抗震救灾工作提出了建议。     

基于脆性理论的灾害作用下生命线系统耦联分析

一个城市或地区的承灾能力主要看其基础设施的承灾能力,其中最重要的一个部分就是生命线系统的承灾能力。在分析评价生命线系统承灾能力时,不仅要考察复杂性、均衡性和可靠性这些网络特征,还要考虑各子系统间的关联性。这种关联对生命线系统整体的承灾能力有削弱作用。根据复杂系统脆性理论的思想和脆性联系熵的方法,提出了用系统综合脆性联系熵来反映和评价生命线系统整体的关联特性,并通过判断各子系统间的相互影响关系,量化了生命线系统整体的易损性。经耦联关系分析和计算,灾害破坏下,从生命线系统相互作用来看,电力系统受其他子系统的影响最大;而由于供水系统的关键性和其影响方式的不确定性,灾后首先要恢复的是供水系统的工作或供给。证明了该方法为优化系统组织管理、控制灾后的修复工作和协调子系统间的关系提供了依据。     

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。     

一种通用的生命线工程网络事件空间聚类分析算法

网络事件空间聚类分析可发现供水、排水、燃气、电力等生命线工程爆管、漏损事件的高发区域。生命线工程事件由网络边约束,可抽象为网络事件。若不考虑网络拓扑关系,将产生网络事件空间聚类结果与实际分类不符的问题。基于事件网络距离,提出了一种通用的网络事件空间聚类方法,给出了核心概念的形式化定义以及算法描述,可广泛应用于生命线工程事件高发区域的发现,具有较强的实用性。并结合供水管网生命线工程爆管事件高发区域分析实例,给出算法参数的确定原则和范围,验证了所提出的算法的有效性。     

基于遗传算法的生命线工程网络抗震优化设计

进行网络抗震可靠性分析的目的,不仅在于定量评价生命线工程网络系统的抗震性能,更重要的是利用这种分析工具指导网络抗震性能的优化设计。以无向边权网络系统为分析对象,分别以管网造价和系统抗震可靠度作为优化目标和约束条件,建立网络系统拓扑优化模型,利用递推分解算法作为网络系统抗震可靠性分析工具,并引入系统单元的灵敏度分析,采用遗传算法求解网络系统的拓扑优化问题,从而发展了一类工程网络抗震优化设计方法。实例分析结果表明,网络系统拓扑结构与系统可靠度之间有显著的正相关关系。     

生命线工程网络抗震可靠性分析方法的比较研究

生命线工程网络抗震可靠性分析是进行生命线工程系统规划、设计、改造与优化的基础。因此 ,寻找一种高效的适应性强的系统可靠性分析方法对实际工程应用具有重要的意义。本文主要介绍两种高效的网络系统两终端连通可靠性分析方法———递推分解算法和有序二分决策图算法。首先 ,分别对两种算法的原理及实现过程进行了详细的论述和说明 ,并且用c语言编制了二分决策图算法的计算程序。然后 ,利用这两种方法及随机模拟算法对 2 0个以往研究中的经典算例和两个实际工程网络———河南省电力网和上海市浦西供水管网 ,进行了网络系统抗震连通可靠性分析。通过对实例分析结果的比较研究 ,得到了一些经验性的结论 ,以期为优化设计工程网络时选择系统可靠性的分析工具提供参考。研究表明 ,由于递推分解算法具有适应性强和能够求得问题近似解的优点 ,因此有良好的实际工程应用前景。     

生命线工程网络抗震拓扑优化研究

介绍了基于连通可靠度分析的生命线工程网络和基于功能可靠度分析的供水管网抗震拓扑优化分析方法。以管网造价为优化目标,管网拓扑结构为优化参数,抗震连通可靠度为约束,建立了基于连通可靠度分析的生命线工程网络抗震拓扑优化模型。对于这样一个组合优化问题,采用现代优化算法-遗传算法来进行求解可以获得造价低且满足管网抗震可靠度要求的最优网络。改用抗震功能可靠度为约束,可以建立基于功能可靠度分析的供水管网的抗震拓扑优化模型,这一问题可以采用模拟退火算法来进行求解,实例分析表明模拟退火算法具有很好的效果。最后,利用模拟退火算法,对四川省都江堰市、绵竹市和德阳市供水管网进行了抗震拓扑优化改造分析,给出了三个城市供水管网的恢复重建方案。     

蚁群算法在生命线网络系统抗震拓扑优化中的应用

近年来,遗传算法和模拟退火算法已经应用于网络系统的抗震拓扑优化,蚁群算法也已经成功应用到多个组合优化问题中。首先论述了生命线网络系统抗震拓扑优化模型,然后介绍了网络抗震可靠度分析的最小路递推分解算法。通过对优化问题解形式的分析,采用二进制编码的蚁群算法对优化模型进行了求解。最后,结合实例分析,并与遗传算法和模拟退火算法的计算结果进行了对比。结果表明,蚁群算法可以作为一种新的工具进行网络系统的优化设计。     

生命线网络系统抗震拓扑优化的Benchmark模型

生命线系统拓扑优化问题的Benchmark模型是评测新型算法正确性和适用性的重要手段。基于此,首先以生命线网络系统抗震拓扑优化分析模型为背景,建立了该优化问题的三个Benchmark模型,并在Visual Compaq Fortran开发环境下,通过穷举法统计出解空间的所有网络,进而甄选出不同节点可靠度约束下的最优网络和若干次优网络,最后利用上述Benchmark模型对生命线网络系统抗震拓扑优化中的蚁群算法进行测试。结果表明,当网络规模较小时,蚁群算法能精确地搜索到最优解;当网络规模增大后,蚁群算法也能以较大概率搜索到最优解或次优解。     

基于灾后恢复过程解析的城市韧性评价体系

为实现对城市韧性的有效评价,本论文在系统研究国际城市韧性评价体系的基础之上,结合中国城市发展的现状,基于对城市灾后实际恢复过程的系统考察,建立了基于恢复过程的城市韧性评价体系。该评价体系通过解析城市灾后恢复过程的四个阶段:救援阶段(Rescue)、避难阶段(Refuge)、重建阶段(Rebuild)、复兴阶段(Revival),从社区与人口(Community and Population)、政府与管理(Official Organization and Management)、住房与设施(Valuable Housing and Facilities)、经济与发展(Economy and Development)、环境与文化(Renewable Environment and Culture)共五个维度,以62项指标对城市的韧性进行系统分析。这一体系可以简称为城市韧性评价的ReCOVER体系,其中“Re”代表了城市恢复的四个阶段,COVER则分别代表了城市韧性的五个维度。进而以该体系为基础,对我国大陆31个省级行政区域的城市韧性进行了五个维度、四个阶段的实证研究,并对城市韧性的提升策略,给出了分析建议。     

Military humanitarian and disaster governance networks in Southeast Asia: framework and analysis

Behind humanitarian assistance and disaster relief (HADR) efforts are governance networks of actors working together to facilitate, coordinate, and deliver joint aid and response initiatives. Militaries are key stakeholders in these networks because of their unique capabilities, particularly in Southeast Asia. This paper explores the role of military governance networks in shaping HADR affairs. It presents a framework for examining military-to-military relational structures in humanitarian and disaster contexts using network theory and social network analysis. It also assesses the nature of military ties and their influence on two capability areas essential to humanitarian activities in the region: (i) the distribution of military assets and equipment used in HADR; and (ii) the coordination of HADR exercises and training. This paper seeks to provide insights into how governance network features and properties affect the capacity of ASEAN (Association of Southeast Asian Nations) militaries to use available resources efficiently and to achieve shared objectives in regional disaster response.     

Disaster resilience and population ageing: the 1995 Kobe and 2004 Chuetsu earthquakes in Japan

This paper provides a framework for evaluating the effects of population ageing on disaster resilience. In so doing, it focuses on the 1995 Kobe and 2004 Chuetsu earthquakes, two major disasters that affected Japan before the 2011 Great East Japan earthquake. It analyses regional population recovery on the basis of pre‐disaster and post‐recovery demographic characteristics using defined transition patterns of population ageing. The evaluation framework demonstrates that various recovery measures make different contributions to disaster resilience for each transition pattern of population ageing. With reference to regional population ageing, the framework allows for a prediction of disaster resilience, facilitating place vulnerability assessments and potentially informing policy‐making strategies for Japan and other countries with ageing populations.     

生命线系统的震害耦联

在震害分析时，弧立地评价一个生命线系统的功能，不考虑与其它生命线系统间的耦联关系，可能会低估地震造成的损失。将地理信息系统（ＧＩＳ）与现有的震害预测方法结合起来，有利于推动新方法的研究。本文在ＧＩＳ环境下定义了网络失效率，提出了一种考虑不同生命线系统之间耦联关系的震害分析方法，给出了一个算例，并建议了相应的生产能力相关的震后应急抢修决策方案。