突发性地震发生后道路恢复重建成本预测算法研究

由于目前突发性地震发生后道路恢复重建预测算法的预测响应性较差,导致其预测结果与目标存在差距较大,因此该文提出突发性地震后道路恢复重建成本预测算法。通过构建突发性地震后道路恢复重建成本预测体系,分析重建成本影响因素,制定恢复重建成本指标,得到道路重建评价因子,评价突发性地震后道路损坏程度,从而得到投入绩效成本预测。     

基于成本-效益准则的高层RC框架结构优化设计(Ⅰ)——方法

成本-效益准则是基于性能的抗震设计的重要原则,该准则在设计中除了考虑技术要素外,还考虑经济、社会等诸多因素,它所追求的设计目标为结构在其寿命周期内的总造价最小.因此,结构全寿命造价评估是基于性能的抗震设计的基本问题.在已有全寿命造价优化模型的基础上,提出了三目标函数全寿命造价优化模型.与已有的全寿命造价模型相比,该模型除考虑结构初始造价、损失期望外,还考虑了反映结构设计与施工复杂性的构件截面类型数量;另外,还将结构在其运行期间的检查、维护费用及由于优化导致建筑使用面积变化所引起的租金收益影响也列入到结构全寿命造价中.最后,基于所提出的优化模型,给出了以多目标遗传算法为搜索引擎、运用MATLAB语言开发的高层RC框架结构基于成本-效益准则的自动优化程序流程图.     

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。     

基于BIM信息模型的三维滑坡地质灾害预测方法

由于传统方法在预测滑坡地质灾害精度较低,基于此,该文提出基于BIM信息模型的三维滑坡地质灾害预测方法。引入了BIM信息模型的框架,通过最优权重值的确定,完成了三维滑坡地质灾害预测数据的预处理;在BIM信息模型的背景下,利用随机差分方程建立了预测数据之间的依赖关系,通过建立预测序列的数学模型,得到了地质灾害预测的目标函数,完成基于BIM的预测序列模型的构建;通过三维滑坡地质灾害预测算法设计,实现了基于BIM信息模型的三维滑坡地质灾害预测。     

高速公路跨线桥地震反应的智能磁流变控制

探讨了高速公路跨线桥智能磁流变控制的效果，并与主动控制、磁流变（MR）阻尼器的passive-off控制及passive-on控制时的减震控制效果进行了系统的比较分析。研究中MR阻尼器的半主动控制算法选用限幅最优控制算法，其主控制器采用H2／LQG方法来设计，并基于原系统的降阶模型来设计MR阻尼器的最优控制力。仿真分析结果表明，采用MR阻尼器对高速公路跨线桥进行控制，可以有效地减小结构的动力反应，明显改善其抗震安全性。MR阻尼器在passive-off控制及passive-on控制时等效为被动摩擦阻尼器，其控制效果与适用范围均有限；MR阻尼器的半主动控制力可以出色地追踪主动控制力时程，其控制效果与主动控制时非常接近，因此可以作为主动控制的替代方案。     

基于BIM的台风灾害后建筑施工关键链进度预测模型

及时完成台风灾害后施工项目建设,不仅可为灾区人民重建家园,也给施工企业带来一定经济效益。BIM具有强大的数据处理能力,为提高台风灾害后建筑施工关键链进度预测精度,构建基于BIM的台风灾害后建筑施工关键链进度预测模型。通过基于BIM的建筑信息子模型,提取有关台风灾害后建筑施工关键链数据,并将采集的建筑施工关键链数据实行融合,以此提高数据分析精度;再采用BIM多因素建筑施工关键链进度预测子模型,分析所获取的建筑施工关键链数据,预测台风灾害后建筑施工关键链进度。将所建立模型应用至某建筑施工关键链进度预测中,预测结果显示,该建筑施工关键链整体进度完成需要耗费14.05 d,此预测结果精准度大于0.9,预测结果有效。     

自然灾害救援过程中生命体征变化趋势分析仿真

为了提高自然灾害中对生命的救援效率,研究最优的解救方案,获得黄金救援时间,需要对自然灾害中的生命体征变化趋势进行有效预测分析,提出基于氧脉搏和心脏功能变化特征联合分析的自然灾害中,生命体征变化趋势分析预测模型。构建反应生命体征变化的身体机能参数,以氧脉搏、通气量、摄氧量以及心率变化等因素为约束指标,构建生命体征综合信息分析平台,采用关联规则预测方法进行生命体征变化预测,根据预测结果实现对自然灾害中生命体征的量化评价。仿真结果表明,采用该模型对自然灾害中生命体征变化趋势分析的准确性较好,可靠性较高,提高抢救效率。     

从重建资金与效率角度定量评估灾后经济恢复力的变化——以武汉市“2016.07.06”暴雨洪涝灾害为例

自然灾害经济恢复力研究已成为优化灾害综合风险管理与提高防灾减灾能力的重要途径,经济恢复力如何衡量以及灾后重建资金对经济恢复力的影响如何值得研究,而基于经济学机理的间接经济损失评估模型,为构建灾后重建资金、效率与灾后经济恢复力变化间的定量关系的模拟提供了新的方法。因此,以武汉市2016年7月6日期间大暴雨洪涝灾害为例,利用自然灾害间接经济损失动态评估模型,模拟重建资金与效率变化下暴雨洪涝灾害对武汉市造成的间接经济损失以及经济恢复到灾前所需的时间,进而定量评估其对承灾体经济恢复力与灾后恢复期的影响。结果显示:(1)灾后重建资金每提高100亿,武汉市灾后经济恢复力提高近三分之一,灾后恢复期缩短12%;(2)重建效率每提高约1/3,武汉市灾后经济恢复力提高略高于五分之一,灾后恢复期缩短11%;(3)两者同时提高则使其经济恢复力平均提高达四分之三,灾后恢复期缩短五分之一。研究结果能从灾后重建的资金与效率两方面出发,强调对承灾体经济恢复力的影响,并为政府灾后重建分配方案的制定提供定量化的依据。     

基于物元理论的自然灾害损失等级划分方法

基于"灾度"概念及其改进算法,结合物元理论,提出了自然灾害损失等级划分的可拓学算法,建立了基于物元理论的自然灾害损失等级划分模型,将物元分析方法应用于自然灾害损失等级划分,作为灾害损失等级评估方法的一种补充,并与之前算法互为验证.不仅论证了物元理论应用于灾害等级划分的可行性,阐述了自然灾害损失评估物元模型的算法过程,而且利用该模型正确评估了2008年中国南方冰冻灾害的损失等级.经过反复验证,证实了该方法的科学性,同时提出了该模型尚存在的细节问题,如灾度上限的取值,权重确定的方法等问题,以便于更好的完善该模型算法.     

电力供应系统地震安全性优化控制研究

在深入研究电力供应系统潮流分布特性、发电机出力和成本曲线特性、电力系统地震安全性分析与控制的基础上,将安全约束最优化控制算法运用于电力供应系统地震安全性控制中。通过对算法的网络线性分析模型、发电机出力约束条件、线路潮流约束条件和目标函数的深入研究,得出该算法的实施过程;而后,结合供电系统潮流分析的快速解耦法、安全性分析的灵敏度安全性分析法和本文的安全约束最优化控制算法,编写了相应的Fortran和Matlab计算程序,该程序能在较短的时间内计算出调度控制措施和调度费用;最后,通过一个实际算例的分析与计算,验证了该算法的实用性和优越性。本文工作可为震后供电系统功能快速恢复,减少供电系统经济损失,使系统功能得到最大发挥提供理论分析依据,具有很大的现实意义。     

基于Geodatabase的工程设施自然灾害案例库设计

工程设施自然灾害案例是工程设施在遭受自然灾害侵袭后造成的状态变化的真实记述。基于工程设施自然灾害案例的特征和计算机人工智能技术对案例的复用要求,构建了工程设施自然灾害案例的本体模型、元模型和案例库的组织模型,并基于GeoDataBase数据模型设计实现了该案例库,为自然灾害工程设施案例的存储和管理探索了新的方式。     

电力系统自然灾害的现状与对策

回顾了近年来世界各国的电力系统在自然灾害下的运行安全状况，特别是我国电力系统的主要自然灾害状况。重点介绍了电力系统在灾害性强风和地震作用下所受的影响。近年的自然灾害说明，开展我国电力系统防御重大自然灾害的研究和风险评估工作，建立电力系统自然灾害事故的预警机制、应急反应机制和灾后快速恢复重建机制，是提高电力系统防灾能力的关键。     

基于Mann-Kendall法的电网输变电工程造价趋势研究

随着电网工程建设的发展,历史工程造价水平的整体趋势、波动幅度直接影响未来工程投资。以某地区2012- -2016 年110 kV输变电工程造价数据为基础,采用Mann-kendall法对单位容量造价、单位长度造价、主变压器单价等指标进行了趋势检验,采用指数平滑法对趋势变化幅度进行了量化分析。分析结果显示:该地区110 kV变电工程整体造价有下降趋势,线路工程整体显现了上升的趋势,但是塔材、线材的价格微有下降趋势。     

自然灾害的人口影响分析:人口数量和人口社会经济结构的变化

在西方自然灾害及灾后恢复与人口变化关系的理论和实证研究基础上,构建了中国自然灾害影响人口变化的实证模型。通过控制人口变化的社会经济变量,探索性研究了自然灾害对中国人口数量以及低保人数变化的影响,发现灾害损失额与人口数量增长和低保人数增长呈正相关,提示我们中国当今的灾害救助和灾后恢复政策不应过度重视短期的经济恢复,而忽视了因此而产生的长期的负面人口影响。针对研究所发现的不良人口后果,提出了避免人口过度聚集和保障农村弱势群体的政策性思考。     

基于可公度方法的陕西及邻近地区重大自然灾害发生趋势探讨

针对重大自然灾害预测预报的世界难题,在可公度方法的基础上,提出时间对称性观点;进而对陕西及可能影响到陕西的部分全国重大自然灾害进行了趋势研究。研究认为,2010年、2012年、2013年及2019年,陕西及邻近地区有发生重大灾害的可能性。并认为,适应全球变化首先要适应频繁的自然灾害。     

公路交通应急救援路线最小运力的最优恢复

重大自然灾害往往使公路交通网络受到严重破坏。为迅速抢通应急救援路线,借鉴网络堵塞流中最小饱和流的基本理论和方法,提出了最小运力最优恢复模型。运用现代智能算法,寻找路网瘫痪后的网络堵塞点,研究在最小费用情况下受灾区公路交通网络最小运力的恢复问题。并以四川泥石流灾害为背景,测试了应急救援网络模型及其优化算法的可操作性。研究成果可应用于应急救援时运输路线的选择和救援物资的配流。     

建筑火灾火源参数估计方法综述

长期以来,保障建筑火灾安全一直是建筑火灾领域研究人员关注的热点问题之一。火灾发生时,建筑火灾火源位置、强度等参数对于指导消防策略、疏散策略的制定具有重要的现实意义。随着近年来建筑结构的日趋复杂及高层建筑的不断涌现,火灾发生时如何能快速、有效地对火源参数进行估计成为制约火灾应急救援有力开展的重要因素之一。在分析目前建筑内常用的火灾感知方法的基础上,首先对国内外建筑火灾火源参数估计方法进行归纳总结,根据使用信息不同将其划为探测信息估计方法、火灾模型估计方法以及探测信息同火灾模型相结合的方法。之后,通过对比分析不同算法,对各算法的优势和不足进行了简要分析。最后,还对近年来新涌现的基于分布式思想的火源参数估计方法进行了介绍,预测其在未来的发展方向。     

考虑参数不确定性的结构非线性振动控制研究

提出了一种可考虑参数不确定性的结构非线性振动控制算法。该算法将LQR控制器和非线性鲁棒控制器相结合,共同控制地震作用下结构非线性反应;其中,LQR控制器基于线性参考模型建立,非线性鲁棒控制器基于非线性鲁棒控制理论、结构参数不确定性及非线性行为建立。应用本文提出的振动控制算法对地震作用下某一钢筋混凝土结构的反应进行控制,结果表明:在强震作用下,结构构件会进入非线性阶段,基于名义线性系统设计的控制器并不适用于非线性结构;不同地震激励下,非线性鲁棒控制器可以明显地减小非线性结构的地震响应;本文提出的控制算法可以达到自适应减震控制的目的。     

带前馈补偿的主汽温DMC-PID串级控制策略

针对某发电厂 300 MW 机组的主汽温控制系统目前采用的比例-积分-微分(Propor-tion-integration-differentiation,PID)串级控制方式,因对象工艺繁杂、时间延迟大,且扰动影响因素多(负荷、压力、给水温度和流量),导致模型辨识复杂、控制手段实施难度大的问题,基于动态矩阵控制算法,提出一种带前馈补偿的主汽温度串级控制策略。现场应用表明:该方法在负荷不稳定时具有较好的控制效果。     

汶川地震对阿坝州经济增长影响理论与实证研究

自然灾害对经济增长的影响是灾害经济学研究的重要问题之一。基于新古典增长理论,探讨了自然灾害与经济增长之间的关系。阐述了灾害对人均资本、投资率和技术进步的影响,分析了灾后人均产出动态。灾害使经济偏离平衡增长路径,使经济增长率提高或降低,但会重新回到平衡增长路径,预示灾害不会对经济的长期增长造成影响。恢复重建投资可以改变经济的恢复速度,恢复重建过程中采用新材料新技术可以提高经济体中的技术水平,加速经济发展。汶川地震后阿坝州第一产业增长率略微超过预测值,也超过了震前增长率;震后第二产业强劲恢复,增长率超过了震前水平,在产业结构中占GDP的比重越来越大;第三产业增长率快速下降。分析了三类产业增长率呈现不同变化趋势的原因。