震后应急期生命线工程抢修人员优化调配模型——以通讯设施抢修为例

以实现科学救灾为目标,根据震后应急期高时效性的要求,提出了震后应急期间生命线工程抢修力量优化调配的技术思路。并以震后应急期通讯设施的应急抢修为例,首先基于以往地震救灾案例给出了抢修人员的需求经验关系;然后利用层次分析法,建立了震后抢修优先度的快速评判模型;进而利用运筹学中运输问题的算法,以应急抢修时间最短为目标构建了震后抢修人员优化分配的模型;最后,通过算例表明了模型的可行性和有效性。     

GIS在震后应急反应中的应用

震后应急反应是减轻震害的关键措施之一。震后应急的基础在于信息的收集和处理。ＧＩＳ（地理信息系统）具有很强的信息管理能力和空间数据处理、分析能力。借助于这个系统,可以解决以往应急反应中存在的资料分散、资料更新慢、管理费用大以及大量信息难以提取、查询和使用等问题。ＧＩＳ与震后应急反应的结合可以大大提高应急反应的速度和准确性。     

大型体育赛事在突发性地震灾害中的应对措施建模

传统震后应急指挥系统应对大型体育赛事突发性地震灾害,未考虑到地震后接受能力不足时,如何解决伤员救助问题,且救援规划时间较长。所以该文提出新的大型体育赛事突发性地震灾害应对措施模型。设计震后任务优先权与时间约束来构建大型体育赛事突发地震灾害时限应急救援指派模型,为灾害地点指派救援队伍;考虑异地疏散的情况,设计GIS技术构建地震应急异地疏散接受能力判断模型,采用模型接口实现模型数据输入、分析与输出,集成地震应急异地疏散接受能力判断模型与GIS技术获取有效的震后地理空间数据,对大型体育赛事现场震后应急异地疏散接受能力做出判断。实验结果表明,所设计模型可有效指派大型体育赛事灾害现场应急救援队伍,应急异地疏散接受能力判断用时均值约为120 s,为大型体育赛事震后救援节约时间。     

基于情景分析的地震人员死亡快速评估

震后人员死亡快速评估对地震应急响应启动十分重要。基于震级、烈度和发震时间三个影响地震人员死亡的主要因素,构建三级地震应急基础情景;考虑地震人员死亡评估过程的不确定性,以我国1970-2015年183次破坏性地震为样本,运用信息扩散理论估算各地震应急基础情景下人员死亡率期望值及死亡率区间概率值,基于地震烈度分布图与人口密度数据评估受灾人口,进而建立基于情景分析的地震人员死亡快速评估模型;在此基础之上,利用该模型对近几年发生的地震进行死亡人数及区间评估,验证模型的精度,并选取两个较为典型的模型进行精度对比,结果表明基于情景分析的地震人员死亡快速评估模型精度更高,且死亡人数区间评估形式使模型适用性更强,能够为震后应急响应启动提供理论依据。     

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。     

地铁车站人员疏散离散时间模型研究

疏散时间对于保证地铁车站这类复杂建筑结构内人群的安全至关重要,本文借鉴群集流动理论建立了用于计算地铁车站人群移动时间的疏散离散时间模型(EDTM),模型中的人群流动系数取值不同于传统计算公式中的常量,依据的是经典的车站人群密度与速度函数关系式。将此模型用于某地铁车站站台层,求解楼梯出口疏散人数与时间的关系,并与Building EXODUS疏散软件的模拟结果以及传统地铁车站疏散时间计算公式的计算结果进行了对比,分析表明,EDTM计算结果与EXODUS疏散模拟结果非常接近,且比传统公式计算更为精确和符合实际情况。该计算模型可以为地铁车站人群疏散时间计算、建筑出口性能化设计,以及地铁车站事故应急预案的制定提供更有效的工具。     

基于IPOA的巨型组合框架结构震损快速预测模型研究∗

为实现巨型组合框架结构的地震损伤程度快速评估,提出了一种基于改进鹈鹕优化算法（IPOA）的多参数震损预测方法。设计了5 个不同参数的巨型组合框架结构模型,利用振动台试验和有限元软件进行非线性时程分析获取结构动态响应数据,并采用结构损伤指数量化评估结构的损伤程度。同时,引入K 均值聚类优化策略和惯性权重自适应优化策略改进传统的鹈鹕优化算法。基于振动台试验和有限元分析结果数据,比较了不同输入参数组合预测结构损伤的准确性,构建了能反映结构参数与结构损伤之间非线性关系的智能算法快速预测模型。最后,将模型预测结果与一缩尺比为1/15 的振动台试验模型结构损伤程度进行对比验证。结果表明：（1）改进鹈鹕优化算法模型的准确性和泛化能力均优于其他算法模型;（2）最大层间位移角与结构损伤相关性最高,增加影响结构损伤的输入参数可提高预测模型的准确度和泛化能力;（3）模型预测的结构损伤指数与试验结果相比误差均小于10%,预测结构损伤等级与试验结果一致,所提出的快速预测模型能高效准确地预测结构的损伤指标,为巨型组合框架结构震后损伤快速评估提供了一种新方法。     

基于ISM和FCE的地震应急管理能力评估

地震应急管理能力评估体系,是对一个区域地震灾害管理水平最直观的判断依据。影响地震应急管理能力的因素有若干个,这些因素组合的科学性,在一定程度上保证了评估体系的有效性。首先从应急管理时间轴的角度明确了地震应急管理能力的三方面16个影响因素;引入了解释结构模型(ISM),构建了因素间的邻接矩阵和可达矩阵,进行了区域划分和层级划分,在此基础上构建了地震应急管理能力评估体系结构,保证了同层次指标之间的独立性。结果表明,与震前准备能力有关的大部分因素作为体系中的深层次影响因素,影响着地震应对能力和震后恢复能力中的表层因素;最后选取模糊综合评价法(FCE),并以汶川地震为例对评估体系进行了实证研究。     

基于建筑群震害仿真的应急疏散路径规划方法研究∗

地震中沿街建筑的破坏通常会造成邻近道路大面积瓦砾堆积导致道路不畅,对应急救援产生不利影响。传统区域瓦砾堆积分析通常由单体结构分析并推演至区域层面,其过程需要大量数据支持且计算过程繁重。为突破这一瓶颈,使用弹塑性时程分析工具对研究区域内建筑地震损伤情况进行计算,并将精确到每一时刻的建筑动力响应和损伤指标结果进一步用于区域瓦砾堆积仿真计算,其计算速度和精确性可进一步匹配应急救援的时间和精度需求。所采用的震害仿真工具能考虑建筑结构类型差异,并且可充分考虑结构动力特性与地震动破坏力特征。 最后,以龙头山镇建筑群为例,基于区域瓦砾堆积仿真结果,采用 Frank-Wolfe 算法为各受灾点进行疏散路径规划,研究方法可为震后应急疏散提供参考。     

近场强震作用下城市桥梁结构灾害评价方法研究

桥梁是城市交通系统中抗震性能最差的节点,一旦遭受地震破坏会影响城市生存功能,可能导致城市局部或整体功能瘫痪,引发或加重次生灾害,降低了地震应急救援和震后恢复的速度和效果,是都市区震害情景构建中重点考虑的关键环节。根据唐山、海城、汶川地震等桥梁震害资料,对桥梁按场地土类型、建筑年代等分类,建立桥梁易损性曲线模型,并提出了适用于城市大量桥梁地震灾害状态快速评价方法,利用该方法评价了潜在近场强地震动作用下太原市区环城高速以内主干道路桥梁的震害。与以往的桥梁易损性模型对比结果表明,所提出的桥梁易损性模型可以更加准确地评价桥梁的震害。该方法可为城市桥梁的震前改造加固、震后快速恢复提供理论依据,也可为震后应急救援决策提供必要的支持。     

震后城市地震动场快速评估系统研究

震后灾情的快速评估是政府救灾的主要决策依据,而烈度的快速评估是其基础。本文在ArcGIS二次开发的基础上提出了一套城市震后烈度快速评估系统,并以福州市为例介绍了该系统的功能。首先,根据具有跨平台运行能力的实时数据接收程序,将福州强震台网所记录到的地震数据文件导入本系统,再利用福州地区各类场地的地震动放大因子β,经过本系统自行编制的计算程序的快速处理,可以在1～2分钟的时间内得到福州地区的地震烈度分布图及加速度等值线分布图;另外,如果强震台没有得到强震记录,依靠中国地震台网中心发布的地震震源参数信息,同样可以进行烈度快速评估。     

GIS在山东省震后早期应急系统中的应用

本文将地理信息系统（GIS）应用于震后早期地震形势判定，地震灾情快速了解，地震监测能力汇总显示等地震应急工作，建立了山东省震后早期地震应急信息系统，实现以历史地震活动信息和地震地质构造背景为基础，以最大概率法给出地震早期形势的判定。同时快速给出震中附近各种历史地震特点，快速给出灾害的影响范围和震区地震监测能力的统计分析结果，为地震早期应急工作提供高显示度的综合信息。     

一种基于宏观经济指标的地震灾害快速评估方法及实现

利用Matlab软件及Office组件函数编写了基于宏观经济指标进行地震灾害快速评估并自动生成灾害简报的程序。该程序可以充分利用天津地区高密度强震台网资源,也可以计算理论烈度下的灾害评估结果。程序利用的基础数据资料主要是乡镇级别的人口及区县级别的GDP统计数据,数据更新维护经济可靠。通过与天津市"十五"地震应急评估系统触发的342个地震灾害评估结果对比,表明二者之间相关性非常强,而该程序计算速度则快一个量级以上。程序涉及的数据处理及计算方法适合于大城市及城市群的地震灾害快速评估。     

基于互联网的震后紧急救灾路径实时更新方法研究

传统震后紧急救灾路径更新方法信息实时更新能力弱,寻优能力不强,因此该文提出一种基于互联网的震后紧急救灾路径实时更新方法。采用互联网技术设计由模型、视图、模板构成的紧急救灾信息采集系统,系统通过数据层、业务层和表现层采集与实时更新紧急救灾信息。采用改进蚁群算法,将不断更新的紧急救灾信息作为信息素,通过终止条件变更、待访问点的选择概率分布、出现封闭点时的路径选择以及改进算法寻优性四个过程,实现震后人员救援以及物资输送的紧急救灾路径实时更新与路径寻优。     

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。     

政府应急物资保障能力评价研究

做好政府应急资源保障能力评估对于提高应急物资储备质量、保障突发事件应急处置过程中的物资供给具有重要意义。在分析应急物资需求的基础上,提出了多元性的政府应急物资保障能力评估目标;指出需要评估的应急物资主要是政府部门以实物和合同方式储备的应急物资;界定了应急物资的保障时间;以应急物资的储备特征为基础,建立了应急物资保障能力的评价指标体系;提出了基于集对分析法的应急物资保障能力评价模型,并举例说明该模型的可行性;最后为进一步研究提出了一些建议。     

《汶川地震中小型水库震害与数据库》书评

<正>2008年5·12汶川8.0级特大地震,不但造成了巨大的人员及财产损失,而且对地震区的基础设施造成了极大的破坏,国际社会对此次地震给予了极大的关注。与作者的交流中了解到,作者曾参加震后现场应急工作队,开展应急救援和灾害快速损失评估工作,当时就注意到在四川震区大量中小型水库土石坝遭受了不同程度的破坏,由于应急评估工作的时间效应,作者在第一时间仅拍摄和收集到少量的中小型水库土石坝震害第一手资料。     

地震影响场应急评估方法研究

为了提高地震影响场应急评估的准确性,首先分析了西南地区不同震级地震与当地活断层之间的相应关系,然后给出了不同震级地震各烈度区的长短轴经验矩阵;基于此,结合地震应急指挥中心的工作实践,提出了一种地震影响场应急评估方法。地震影响场应急评估分为初评估和动态修正两个阶段。初评估阶段为震后0.5~1 h,实现影响场方向和各烈度区面积的准确评估;动态修正阶段为震后1~2 h,实现影响场空间分布的准确评估。初评估阶段以微观震中为中心、以对应震级的最近断层方向为影响场方向、采用矩阵给出的该震级各烈度区长短轴长度进行影响场计算;动态评估是在初步评估的基础上,利用余震信息快速判定宏观震中和影响场方向,并将影响场中心(宏观震中)和方向修正到基于余震信息判定的结果上。最后,以四川芦山7.0级地震为例,介绍了此方法的技术流程、实用范围和可靠性。     

中国智慧城市灾害应急管理能力成熟度评价研究

现阶段，我国的大部分智慧城市仍沿用传统城市灾害应急管理能力评估模型，导致智慧城市灾害应急管理的问题难以得到精准识别和有效解决。针对这一问题，该文运用层次分析法构建了智慧城市灾害应急管理能力成熟度评估模型，并对陕西省西安市的智慧城市应急管理能力成熟度进行评价，以证明该模型的合理性和可行性。研究结果表明，我国大部分智慧城市的灾害应急管理能力成熟度等级尚未达到智慧级，未来应该从加强智慧城市应急技术的发展投入、构建多元主体参与的智慧应急网格化管理模式以及优化智慧应急管理的安全防范能力等方面进行努力。