面向地震灾情时序变化的应急救援物资需求动态预测研究

对应急救援物资需求进行高效、精准的动态预测,是保障受灾群众基本生活、提高灾害应急救助效率的重要技术保障,也是灾害科学研究领域的热点问题。在深入分析地震应急救援及物资需求特点的基础上,提出了"基于时序变化的救灾物资需求预测模型",针对受灾人口的年龄分布对物资需求量的影响进行分析,建立向量模型来描述人口结构对生活类救援物资的影响。综合考虑受灾群众的心理和家庭观念等因素,分析了"不考虑家庭规模"、"典型农村留守人员组成的家庭为主体"、"普通三口之家为主体"等家庭组成,对三种情境下的应急救援物资需求进行了模拟。通过分析生活类物资和取暖御寒类物资的需求变化与受灾人口的变化之间的关系。最后通过实际案例,证明了针对饮用水和帐篷等救援物资动态需求预测模型的合理性。     

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。     

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。     

震后多品种应急物资多级配送中的选址-路径模型

地震发生后的应急物资配送是地震救援工作开展的关键。震后应急物资配送往往需要建立多级应急物流中心和规划物流中心间的配送路径,而且应急物资的需求具有多样性。基于这些特点,以总运输成本最小为目标,考虑应急物流中心的容量限制以及应急物资配送的多级性和多样性,建立了震后多品种应急物资多级配送选址-路径问题的混合整数规划模型。该模型选择由供应点、物资集散地、配送中心和需求点构成的多级配送网络,将帐篷、食物和药物作为应急救援物资。最后,采用一个汶川地震中物资配送的实例验证了模型的有效性和可行性。     

考虑灾民心理的应急设施选址配送问题研究

为提高应急救援效率,结合震后灾民对应急物资的需求的特征,及包含中转设施的应急物资两级调配的特点,提出了一种满意度函数来衡量灾民心理。以灾民感知的满意度最大和系统总成本最小为目标,并结合两级配送网路中应急配送中心的选址问题,建立考虑多物资、多级配送、多模式运输的应急物资配送方案优化模型。利用基于实数编码的遗传算法对模型进行求解,并以汶川地震中的有关数据为例,验证了模型和算法的有效性和可行性。     

并行化快速评估算法初步研究

本文针对传统应急评估软件计算速度偏慢、评估时间过长的问题,利用GPU加速计算技术,开展应急快速评估算法的并行化研究。在分析串行评估算法性能瓶颈的基础上,运用计算任务并行化和数据处理并行化的方法,提出了基于CPU-GPU混合架构的并行化评估模型,给出了分区和分层的数据并行处理方案。与传统的串行评估模型相比,并行评估模型可以充分发挥当前主流计算机的计算能力,计算速度更快,数据处理能力更强,更适合震后应急救援工作的实际需求。该模型经软件优化后,可大大缩短震后快速评估所需的时间,为震后早期决策提供更为及时有效的支持。     

基于物资调配网络韧性的区域应急物资保障能力评估

灾害事件发生后,区域内应急物资运转能力易受打击,各城市应急物资保障性能出现波动甚至失效,严重阻碍应急救助与灾后恢复。有效评估区域内应急物资保障能力,需要充分考虑受灾区域与周边区域的物资动态调配效率。因此本文提出了基于物资调配网络韧性的区域应急物资保障评估模型,用于分析灾害打击后城市应急物资保障的时间—性能动态变化过程;针对西藏地区的物资和交通现状,构建区域协同与自上而下两种物资救助模式下的应急物资调配网络,对不同网络结构下西藏地区物资保障能力进行对比分析,探索最适合西藏地区的应急物资救助模式,并提出改进意见。     

城镇应急避难场所运营管理机制设计探讨

探讨了熵及耗散结构理论方法介入城镇应急避难场所运营管理机制体系研究的可能性,在此基础上,提出城镇应急避难场所运营管理机制设计逻辑关系,并系统阐释城镇应急避难场所运营管理机制设计内容,包括避难所运营组织管理机制、人力资源管理机制、信息沟通机制、设施及物资管理机制、医疗及心理救助管理机制、卫生管理机制、教育文化管理机制等,并勾勒了城镇应急避难场所运营管理机制设计内容逻辑关系图。最后,结合汶川地震灾后城镇应急避难场所运营管理状况,对构建的城镇应急避难场所运营管理机制设计框架进行了初步实践探讨及验证,指出了不足及改进的方向。研究表明,城镇应急避难场所运营管理机制设计能有力地促进城镇应急避难场所灾民的有效避难,对于完善城镇应急避难场所的运营管理理论体系具有较强的参考价值。     

城市应急避难场所层次布局研究(Ⅱ)——三级层次选址模型

分析应急避难场所层次选址的目标因素:建设成本和避难效果,提出总的移动距离最短和建设成本最小两类选址目标,立足城市发展程度差异和现状应急避难场所建设情况分析,将应急避难场所选址类型分为规划性选址、老城新选址、补充性选址三种。依据应急避难场所的三级层次划分,以及单一流、嵌套、空间非匹配的层次特点,分别建立了应急避难场所的规划性选址、老城新选址、补充性选址共8个三级层次选址模型,并通过模拟实验对模型的效果进行了检验。     

城市地震应急避难场所的确定方法和功能设计研究

地震应急避难场所的选择和设计对震前和震后的抢险救援及灾民的安置具有重要的作用。在高烈度区的大中城市,地震应急避难场所的规划设计也是城市防震减灾规划中非常重要的工作内容。以某经济开发区为例,利用O-D矩阵理论对地震应急避难场所进行了合理选择,同时对选定的应急避难场所进行了功能设计。研究成果对城市避难场所的选择具有参考价值,对该开发区的不可预见的灾难的应急救援具有重要的实用价值。     

防灾避难场所功能区布局优化方法研究

防灾避难场所是应对城市灾害重要的灾民安置设施,其场地功能布局的合理性影响到应急设施使用便捷性和场所综合服务效能。针对防灾避难场所功能区空间效率评估和设施布局方法量化研究不足的问题,该文提出应用空间句法和系统布置规划(SLP)两阶段进行避难场所功能布局的评估与优化设计方法。首先,通过空间句法评估避难场所功能区空间效率和布局合理性;其次,引入SLP方法对避难场所空间强度与非空间关系进行分析,探析各功能区的关联强度。由此构建避难场所各功能区综合相互关系,并运用Tompkins关系表法生成功能区拼块图,可以为防灾避难场所功能区布局优化提供支撑。     

家庭应急物资综合备灾标准化探讨

家庭是受各种灾害影响的主要群体,灾前储备应急物资可以有效减少或避免灾害的不利影响。综合性、标准化备灾能指导家庭应对多类型灾害,有效利用物资资源。选取《家庭应急物资储备建议清单(基础版)》的发布时间、发布单位、适用场景及物资的分类和名称、物品的分类及数量等指标,利用数据统计、对比分析等方法,对家庭应急物资进行综合性和标准化研究。结果表明：(1)家庭应急物资综合备灾是应急管理改革时代背景下,适应综合减灾、大应急的理念发展的灾害管理环节;(2)提出“家庭应急物资综合备灾”概念,明确这种“综合”是综合减灾的综合、是全灾种应对的综合、是专常兼备的综合;(3)家庭应急物资综合备灾标准化具有可行性,并给出家庭应急物资综合备灾标准化建议。     

体育场馆作为救灾的避难场所的功能和作用研究

为了最大程度上保障人民的生命和财产安全,讨论了体育场馆作为救灾避难场所的功能和作用,分析了体育场馆应急避难场所的功能体系,其通过六大功能实现避难人员以及物资的安置和管理。分析体育场馆作为避难场所的作用时,从体育馆作为救灾避难场所可以提升灾民安全系数以及设备设施性能佳两方面内容进行讨论:体育馆顶盖采用有膜结构、网壳结构和空间网格结构等形式,具有受力相对均匀且结构整体质量较低特点,体育场馆屋盖包括悬挑式和非悬挑式,可对自身重量准确的进行平衡,体育场馆顶盖和屋盖的安全性能较优,抗震效果强,有利于提升安置灾民的安全系数,体育馆建筑作为救灾避难场所具有自身结构较轻、建筑结构性优、受力计算结果精确度高等优势。体育场馆内供电设备、供水设备、声光设备以及供暖设备的性能佳,能够为避难人员提供应急、可靠的服务。实验对四川绵阳九洲体育馆安置汶川地震避难人员情况进行考察,得出震后体育馆安全性能强、可对避难者进行合理安置、避难场地的划分与使用合理、同时得出了九洲体育馆作为避难所的有利条件,说明将体育馆作为救灾避难场是可行的。     

盘点家庭应急的必要储备物资

正家庭是发生灾害后的第一应对者,家庭的应急避险能力,关系到整个社会抵御各类灾害的综合防范水平。因此,做好家庭应急物资储备,可以有效地提升家庭抵御灾害风险的能力,提升自救和互救的能力,有效地预防和降低灾害损失。家庭应急物资的准备需要考虑功能性、重要性、可靠性、便携性以及经济实用等因素。因此,家庭应急物     

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。     

大数据背景下台风灾害应急物流车辆调度优化仿真

台风灾害事件发生后的救援阶段,应急救援物资有限且物资需求点对物资需求具有不确定性。现有调度数学模型只考虑了救援车辆调度距离以及时间等因素,没有考虑到提供给受灾点的救援物资可能存在不足或是过量及其对应应急救援效果的影响,导致调度成本过高。针对以上问题,提出基于离散蜂群的台风灾害应急物流车辆调度优化模型。考虑到提供给受灾点的应急物资可能不足或是过量的特点,在设定受灾点所需物资量遵从正态分布的前提下,以最小化物资分配不足和供应过量所带来的损失、车辆调度成本为优化目标,考虑受灾点对服务时间的要求和车辆承载能力等约束,构建了紧迫性需求条件下的调度问题的优化模型,并采用离散蜂群算法对调度问题优化模型进行求解。实验结果表明,所提模型与其他调度数学模型相比,有效降低了应急物流车辆调度成本,可为台风灾害应急管理者提供科学的决策依据。     

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。     

应急避难场所的规划建设——基于玉树地震调查数据的研究

对玉树地震灾区的应急避难情况进行了实际考察和问卷调查,基于所获取的数据分析了应急避难及紧急疏散中存在的问题,在总结多次地震灾区经验教训和国内外部分城市应急避难场所建设经验的基础上,对应急避难场所的功能设计及运营管理提出了建议。     

基于“三维空间面板”的避难场所规模均等性研究——以天津市中心城区为例

防灾避难场所布局存在着场地规模不足、与居民分布不相协调,各区域人均规模差别较大等问题,在避难人口测算时主要根据常住人口,使测算人口与实际需要避难人口之间存在一定差异。为保证居民均等避难,提出防灾避难场所规模测算的"时间—空间—规模三维空间面板模型"。在规模测算时,根据人口时空变化规律,利用大数据技术对城市人口规模测算,同时依据建筑综合抗灾能力和人均避难场所面积,对各区域不同时段避难人数及不同等级避难场所测算,保证各区域避难场地满足居民需求。"三维空间面板模型"构建不仅为天津市中心城区这种在各行政区均衡数量布局避难场所的城市提供布局优化基础,也为其它城市避难场所布局优化提供避难疏散人口及避难场地规模测算新方法,实现各区域居民避难规模均等性,满足所有居民避难疏散需求。     

依据自然灾害风险区划的应急救援物资储备数量管理——以北京风雹灾为例

自然灾害发生时,应急救援行动是拯救生命、减少损失的重要手段之一,而应急救援物资储备管理是决定应急救援行动成败与否的关键环节。该文以北京市为研究区域,依据防灾、减灾、救灾的基本需求和根本目标,构建区域自然灾害风险评估模型,确定区域自然灾害综合风险值和风险区划图;以北京市风雹灾为例,提出区域自然灾害应急救援物资储备管理的数理模型和集成优化策略。从理论上,为区域自然灾害应急救援物资储备管理决策提供建议。