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。     

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。     

生命线工程网络系统抗震可靠性分析方法综述

生命线工程系统地震反应分析的一个重要任务是计算系统的抗震可靠度,因此,寻找一种高效合适的系统可靠性分析方法至关重要.对生命线工程网络系统抗震可靠性分析中目前常用的几种算法进行了系统的比较、分析和综述.     

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。     

油田生命线工程系统抗灾防灾时域变化可靠度控制研究

本文从工程可靠度理论出发，探讨了油田生命线工程系统随着时域的变化控制抗灾防灾能力的问题。提出了界线控制，保证油田生命线工程系统抗灾防灾能力的方法。指出了油田生命线工程系统抗灾防灾进行可靠度研究的必要性及意义。阐述了计算机仿真应用于油田生命线工程系统抗灾防灾研究的可行性和方法。     

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。     

震害下电-气关联生命线网络韧性研究

随着各类生命线网络间关联日益紧密,对关联生命线网络进行韧性研究刻不容缓。以地震灾害为背景,构建了城市电-气关联生命线网络韧性评估框架,并基于电力潮流分析和天然气稳态仿真分析,建立了考虑电力网络和燃气网络功能特性的性能评价指标。同时,以关联的IEEE30节点网络和20节点燃气网络为案例,结合评估框架分析网络韧性在不同恢复预算和恢复资源下的变化规律,为资源优化配置提供依据,为建设“韧性城市”提供支撑。     

生命线工程抗震可靠性分析

本文对作者在生命线工程抗震可靠性分析的分析准则、单体结构可靠度算法、系统可靠性评估和基于系统可靠性分析的优化设计等诸方面所作的工作进行了综述。     

城市生命线系统的地震网络可靠性研究

震后生命线系统的网络可靠性对于灾后的应急救援和恢复至关重要,因此,评价城市生命线系统网络在一定地震强度下,网络系统保持连通的能力已成为研究生命线地震网络可靠性的重要内容。以经典的系统单元可靠性模型为基础,在众多的网络可靠性计算方法中根据方法实现的难易程度和计算效率,选择采用了不交化穷举集合法和有序二分决策图方法,比较研究了网络系统的可靠性问题,并与Monte Carlo方法进行了对照。此外,针对淮南市配水管网的实际案例,采用上述方法计算了相应的可靠度,计算结果表明,所提方法能够高效地应用于一般的工程实践,具有显著的实用意义。     

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GIS的城市生命线工程地震反应仿真研究——以上海市供水系统为例

探讨了地理信息系统（GIS）在城市生命线地震反应仿真研究中的应用,以上海市内环中心城区为背景,以供水系统为例,运用网络可靠性分析法进行了给水管网的震害预测,在此基础上以GIS功能强大的软件ArcView为开发平台,创建了可视化的上海市水管网地震反应仿真真信息系统。     

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。     

埋设管网系统地震危险性分析方法

埋设管网系统有如下三个特点,即:埋于地基中、在平面内延伸分布范围广、具有生命线工程的重要性,故其抗震设计与地震危险性分析方法也与一般房屋建筑不同。为此,本文提出了一种同时考虑给定地震下地震动场的空间相关性、局部场地条件及地震发生非确定性影响的地震危险性分析方法。本文建议的方法中给定地震下地震动场的确定包括四方面的工作:①确定地震动场的参数,用场内各点之间的相对运动(如相对变形)而不是单点的运动(如加速度);②在频域内确定场内单个点的地震动,以幅值谱与相位谱表示;③用若干个离散点的地震动来描述地震动场;④考虑局部场地的影响。地震动空间相关性与地震发生非确定性同时考虑之间的矛盾问题在本文方法中也得到了处理,采用这一方法的优点是在地震动场中同时考虑了震级、距离及场地的影响,本文提出的方法也可以用于在平面上分布范围较广的其它生命线网络工程。     

洪涝灾害后城镇景观长距离输水系统水文风险评估

对输水系统运作过程存在风险采取准确评估,可有效维护洪涝灾害后城镇景观设施完整性。该文提出一种基于MS-AR模型的长距离输水系统水文风险评估方法,首先分析输水节点结构重要性与网络结构抗毁性的耦联关系,推算平均节点结构重要度,明确节点对系统损坏贡献水平,利用节点结构重要度离散性质表示输水系统网络结构抗毁性,获取长距离输水系统结构可靠系数;其次使用Ditlevsen界限,构建水文风险评估模型,得到系统正确水文参数,增强风险评估精度;最后采用MS-AR模型,将参数进行迭代实现最大似然估计,并获取质量模拟序列,完成风险评估过程。     

基于风险矩阵的灾害演化网络定量分析方法

针对使用度值定性分析灾害演化网络的局限性问题,为了使灾害演化风险分析结果更准确,提出了一种将灾害演化网络与风险矩阵有机结合的分析方法.在分析灾害演化网络结构特征和风险组成的理论基础上,考虑节点自身风险水平和灾害演化系统的综合风险水平,基于可能性和后果严重程度两大因素引入风险矩阵法,对灾害节点风险水平进行量化分级,并通过...     

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。     

基于RS与GIS功能互补性的震害评估方法浅析

震害评估是震后对建筑物和生命线工程等易损性,以及对人员伤亡和直接经济损失进行统计评估,实时有效的震灾评估是减少震灾损失的有力途径,意义重大。随着空间遥感技术以及计算机技术和图像处理技术的不断发展,基于数字图像处理的震害评估越来越得到广泛应用。在对RS和GIS技术的介绍的基础上,探讨了二者在震灾评估功能上的互补性,并以特定的方式相结合,建立了由四模块组成的基于RS和GIS的建筑物震害评估系统,得出基于震害提取的损失评估方法。基于震害指数的粗略评估和基于RS图像分类的精细评估方法结合运用,可以实时地、较准确地对建筑物震害损失进行评价。