建筑物地震次生火灾的贝叶斯网络推理模型研究

为了研究地震过程中建筑物内部燃气管道泄漏后引发次生火灾的演化路径,通过对地震次生火灾蔓延过程的分析,构建了反映城市地震燃气泄漏次生火灾发展各阶段中间原因事件之间依赖关系的贝叶斯网络,确定了节点变量及其状态取值范围。通过对国内外地震灾害记录和专家经验判断结论的分析,给出了贝叶斯网络结构中各节点变量的条件概率。依据贝叶斯网络推理方法,比较了地震特征及建筑属性相同条件下,消防力量扑救、地下供水管网老损等节点变量取值不同时,地震次生火灾的发生、失控以及蔓延的后验概率。推理结果表明,扑救行动的及时与有效性对地震火灾灾害的发生概率影响显著,灾害现场的环境风速、建筑物间的防火距离等因素对火灾蔓延概率有着较大的影响。     

基于贝叶斯网络的干旱—森林火灾灾害链定量建模研究

为理解干旱-森林火灾灾害链的演化过程,以陕西省和湖北省为研究区域,分析了干旱发生条件及干旱气候因子与森林火灾之间的因果关系,构建了干旱-森林火灾灾害链的贝叶斯网络模型。通过对两省气候数据、干旱数据和林火数据的统计分析,获得了该网络结构上各个变量的条件概率,再根据贝叶斯网络推理的原理,计算了不同的变量取值下森林火灾的发生概率,并结合已知事实和Brier检验方法评价了该网络模型的准确性。实验结果表明,本文构建的干旱-森林火灾灾害链贝叶斯网络模型能够较为准确地预测森林火灾的发生,以定量化的手段初步揭示了干旱-森林火灾灾害链的演化过程。在此基础上可提出针对性的森林火灾防治措施,从而减少链式灾害带来的巨大损失。     

城市地震次生灾害演化机理分析及仿真研究

根据对城市地震次生灾害发生机理的分析,绘制了地震次生灾害演化的因果回路图和存量流量图。在此基础上借助系统动力学仿真软件Vensim PLE,对城市地震次生灾害演化过程建立了系统动力学模型,并进行了模型验证及仿真,得出了不同防震抗灾能力下城市地震次生灾害可能造成的损失情况,为城市防震救灾工作提供参考。     

基于贝叶斯网络的路网地震可靠性评估

由于贝叶斯网络具有直观、智能、易于建立的优点,本文将贝叶斯网络应用于公路网络系统的地震可靠性分析。通过对路网中公路,桥梁在地震作用下的损害机理的研究,建立了单元的易损性曲线,并据此分析了单元的地震可靠性。建立了公路网络图,以路网中的公路、桥梁为基本变量,将公路网络图转化为贝叶斯网络图,建立了贝叶斯网络的结构模型及相应的条件概率表,利用全概率公式及条件概率公式,研究了地震作用下利用贝叶斯网络进行整体公路网络的连通可靠度的计算方法。将贝叶斯网络的计算结果与传统蒙特卡洛方法进行对比,表明误差较小,计算速度较快,证明了本方法的有效性和高效性。因此当已知部分信息时,就可以利用贝叶斯网络进行实时推理,从而实现整体路网的可靠性更新,并进行了最优运输路径的选择。     

基于灾害复杂网络的深圳台风灾害链风险分析

台风灾害是影响我国沿海地区最严重的自然灾害之一，为了更加科学地认识台风灾害引发的各类风险与影响，把握台风灾害演化的路径及其防控重点，该文提出一种基于灾害复杂网络进行风险分析的方法。基于1980—2020年间对深圳市造成影响的台风灾害，将灾害事件作为网络节点，事件关联关系为网络连接边，构建深圳市台风灾害复杂网络。引入复杂网络特征参数，构造台风灾害演化网络的节点综合重要度和连接边脆弱度。基于灾害事件发生概率和风险减缓因子构建了深圳市台风灾害链风险评价模型，对深圳市台风灾害演化过程中较为典型的灾害链条风险值进行了定量的评估。结果表明，该方法能够识别出台风灾害网络中的重要环节，得到风险较高的灾害演化链条，为防灾减灾提供参考。     

韧性城市视角下地铁洪涝灾害风险分析——基于Bow-Tie—贝叶斯网络模型

极端暴雨易引发地铁洪涝灾害,其致灾因子具有复杂性特征,辨识地铁洪涝灾害的致灾因素,可以有效提升地铁系统应对洪涝灾害的韧性。为此,建立了Bow-Tie—贝叶斯网络的灾害风险分析模型,利用事故树构建致灾模型,再以贝叶斯网络模型预测灾害的后验概率。通过节点后验概率、关键重要度分析等对地铁洪涝灾害的基本事件的重要度进行分析,提取出导致灾害发生的关键基本事件。分析结果表明,地铁和环境的不安全状态和管理的缺陷是导致灾害发生的重要中间事件。该文从灾前预防、灾中抵御、灾后恢复三个维度对地铁洪涝灾害提出针对性的对策建议,对建设更具韧性和包容性的社会-生态系统具有重要的借鉴意义。     

基于粗糙集的城市燃气管道破坏灾害演化诱发机制分析

利用粗糙集理论,在分析大量事故案例的基础上,构建城市燃气管道破坏事故的灾害演化网络模型,找出网络中各灾害事件的诱发因素,在此基础上,对诱发因素进行分级,并将分级的诱发因素作为条件属性,将各灾害事件是否发生作为决策属性;根据条件属性和决策属性,建立相应的数据信息表;对数据信息表中信息进行处理与计算,得到各个条件属性的上近似、下近似、正域,进而比较和计算分析得出可约简的条件属性,在此基础上,给出危机事件基于粗糙集的信息提取与不同条件下危机事件的预测分析。以交通封锁和交通堵塞两个危机事件的诱发过程为例来阐述上述方法,给出了在不同演化条件下交通封锁和交通堵塞是否发生以及发生概率。     

基于贝叶斯网络的缓坡场地震液化侧移评估——以台湾集集地震为例

本文基于贝叶斯网络方法,综合考虑了地震液化侧移的13个影响因素及其不确定性,建立了适用于缓坡场地的地震液化侧移贝叶斯网络评估模型。通过我国台湾集集地震液化灾害的算例分析,验证了地震液化侧移的贝叶斯网络评估模型的准确可靠性,并通过分析模型性能的评估指标和人工神经网络模型进行了对比。本文建立的地震液化侧移贝叶斯网络评估模型不仅可以预测场地是否会发生液化,而且可以在此基础上进一步评估场地液化引起的侧移量等级。     

梁-方钢管柱节点在地震损伤后的耐火性能

地震作用不仅会引起大范围的建筑结构破坏,也是火灾、泥石流等次生灾害的诱因。在地震多发区,当次生灾害发生时,在地震作用中已经受损的结构会发生更为迅速的破坏以致整个建筑物的坍塌。选取了两种梁-方钢管节点为研究对象,通过实验研究在滞回加载过程中受损的节点试件的损伤程度,并通过不同层度受损后的节点试件的耐火实验,研究了前期损伤对所选取的钢节点的抗火性能的影响,并对两种节点进行对比,揭示了钢材的断裂(裂缝)损伤是影响钢节点地震后抗火性能的主要因素之一。     

地震次生火灾的研究进展

地震次生火灾是一种较易发生且后果严重的次生灾害.简要介绍了历史上次生火灾灾害比较严重的几次地震,概述了地震次生火灾的引发原因及城市地震次生火灾的研究进展.然后着重介绍了以建筑物为对象的地震次生火灾的研究进展.地震及其次生火灾是相继发生的双重灾害,作者曾提出针对建筑物的考虑地震及次生火灾的分析思路,即首先评估地震造成的建筑物的损伤,随后分析次生火灾的发生可能性及大小,接着分析考虑已有损伤的建筑物的抗火性能,最后进行危险性分析.建筑物的损伤应考虑3类损伤:建筑防火保护系统损伤、结构防火保护系统损伤以及结构损伤.分别介绍了建筑防火保护系统和结构防火保护系统的损伤及分别考虑这3类损伤的建筑物抗火性能等方面的研究进展.     

基于复杂网络的台风灾害演化系统风险分析与控制研究

基于复杂网络理论,提出了一种针对自然灾害演化系统的风险分析与控制的思路与方法。以"莫拉克"台风为例,构建了包含30个危机事件与39条连接边的台风网络演化模型;采用网络节点的出入度、子网节点数和包含节点的支链数进行风险分析,并确定关键节点,进一步提出断链方案和控制建议。结果表明:狂风、暴雨、洪水、山体滑坡、泥石流、交通堵塞和村庄毁坏等事件风险较大,是台风灾害系统的关键节点。据此提出建议:提高城市排水系统运行能力,加强交通系统监管和调度力度,启动农村人员安置和灾后重建预案。     

能源供应系统地震次生火爆灾害危险性评估

能源供应系统的地震安全是防震减灾中的一个重要课题.提出了能源供应系统地震次生火爆灾害危险性的分析方法和评估过程,给出了具体评估内容和可操作的量化评估方法,还对危险性较高的设施设备提出了明确的结构评估流程,这些方法为评估能源供应系统地震次生火爆灾害提供了有效途径,具有很好的应用前景.     

石化企业地震次生火灾危险性评估与对策研究

研究了石化企业地震次生火灾起火概率与可燃物危险性分类级别和设备地震破坏级别之间的关系，提出了石化企业地震次生火灾起火概率的计算方法，并对国内某石化厂厂区的地震次生大灾源进行了危险性分析，评估了在未来可能发生的地震灾害中地震次生火灾的危险性。同时，提出了防止和减轻地震次生火灾的时策。     

基于GIS的2.5维场地地震液化势概率评价

用具有概率意义的饱和砂土抗液化强度经验公式对2.5维工程场地进行了地震液化势概率评价,通过Kriging法对目标场地区域进行空间插值,可以对大区域工程场地的液化深度和液化范围进行分析评价;采用不规则三角网表面和四面体综合法共同描述地质体模型,在GIS的3维分析模块支持下建立了液化势可视化模型。研究表明:Kriging法通过已勘测点的土层地震液化势来估计未勘测点的土层地震液化势,能够较好地区划出场地地震液化势的空间分布特征,并对待估点进行预测;利用GIS的3维分析模块,实现2.5维场地地震液化势可视化模型的建立是一条有效的技术路线。     

城市内涝灾害防治困境的突破--基于数据治理模式的研究

城市内涝灾害已成为威胁人们生命财产安全、滞缓社会经济发展的城市“顽疾”,内涝灾害防治能力的提升迫在眉睫。首先从排水管网建设、城市蔓延、“信息孤岛”三个维度分析了城市内涝灾害防治所面临的困境,而后引入数据治理理念;在建立数据治理模型并对其原则框架、范围框架及实施和评估框架作出解读的基础之上,提出管网建设智能化、数据共享高效化、治理主体协同化及体制机制规范化的内涝灾害应对之策。通过充分挖掘、发挥数据资源的巨大价值,更加高效、快速地为政府部门提供基于数据的内涝防治科学决策,进而推动政府内涝灾害治理能力的提升。     

我国北方城市暴雨灾害演化过程及风险分析

提出一种基于灾害演化网络的风险分析方法,针对城市暴雨灾害的演化过程进行了风险分析。利用复杂网络理论构建北方城市暴雨灾害演化网络模型,将危机事件分为三个等级,并探讨了事件级别和出入度的关系;分析城市暴雨灾害链演化特点和暴雨危机事件后果蔓延规律,得到关键危机事件和演化链。结果表明,交通堵塞是我国北方城市暴雨灾害系统中关键危机事件;暴雨灾害演化系统存在短链、长直链和循环链三种结构,其中循环链中的危机事件互为因果,可自行激化,是灾害演化网络控制的关键结构。     

基于现代信息技术的城市灾害应急管理系统

城市灾害应急管理系统是一项复杂的大系统工程。本文着重从应急管理过程中的应急资源调配、应急预案制定等方面阐述了现代信息技术在城市灾害应急管理中的应用与优势。认为应急管理信息系统的建立目的不是为了预测和估算,而应是当灾害发生时,对已造成的灾情局面做出快速的辅助决策支持。基于此,利用SuperMapObject5.0,Visual Basic6.0,SQL Server2000等现代信息技术软件,以辅助决策、资源快速查询以及生命线管网易损处调查为目的,本文建立了一个局部地区灾害应急管理信息系统。系统的数据库建立更突出了为应急管理服务所需的基础信息、空间数据、应急预案和应急资源等信息划分方式;结合已有的震害预测理论和方法,开发了供水系统和交通系统的震害预测模块,事先为灾害应急决策提供可能的震害信息。系统的开发过程进一步证明了GIS在城市灾害应急管理中有着直观显示、容易操作、辅助准确决策等优势。     

基于BP神经网络的地裂缝活动强度预测——以西安地裂缝为例

地裂缝灾害是一个典型灾种,地裂缝给城市建设及地表地下建筑物造成巨大危害。依据西安地裂缝多年监测资料和研究成果,分析西安地裂缝的活动特征和主要影响因素,采用了BP神经网络结合地理信息系统的方法对西安地裂缝活动强度进行预测,在学习过程中结合了聚类,引入了惯性因子,加快了学习时的收敛速度,结果在地理信息系统中以可视化的方式进行显示。经过实际数据验证,取得了良好的效果。