城市商业综合体建筑火灾事故情景推演模型

为了有效地解决城市商业综合体建筑火灾事故情景演变过程中的动态性和不确定性问题,首先利用Dempster合成法则选取网络节点变量,构建基于贝叶斯网络的情景网络图;其次利用联合概率公式估算网络节点变量的状态概率,构建符合现场实际的火灾情景推演模型,形成直观的火场综合态势图;最后以某国际商业广场火灾事故为实例,对情景推演模型进行应用。实例表明了城市商业综合体建筑火灾事故情景推演模型的合理性和可行性,以便为灭火救援指挥人员应急决策提供可行的参考。     

基于动态贝叶斯网络的突发公共卫生事件情景推演

情景属于突发公共卫生事件应急决策的基本依据,采用情景推演的方式可以为实际的应急决策提供科学有效的辅助支持。在分析突发公共卫生事件情景演变规律的基础上,提取了情景状态(S)、应急目标(T)和应急措施(M)三个要素来建立对应的情景表示模型;在此基础上,针对突发公共卫生事件的不确定性特点,运用动态贝叶斯网络来建立对应的情景推演模型,可以对于此类事件的演变路径进行研究;在研究过程中,以新冠肺炎疫情为例进行分析,阐述了新冠肺炎疫情情景推演流程及关键技术,并对情景推演的结果进行了分析。推演结果与实际疫情发展情景及发展状态基本一致,验证了情景推演方法的合理性和可行性。     

基于多态模糊贝叶斯网络的高校宿舍火灾风险评价研究

高校宿舍火灾具有影响面广、复杂性强等特点,而传统研究方法在多态性、动态分析宿舍火灾风险等方面存在局限。该文基于国内外86起高校宿舍火灾案例提出了一种基于多态模糊贝叶斯网络的高校宿舍火灾风险评价方法,确定了包含23个三级指标的风险评价体系,构建了高校宿舍火灾故障树,通过故障树转化方法构造对应的贝叶斯模型;将专家评价语义通过三角模糊子集转化为确定的根节点先验概率,用[0,1]模糊数描述节点故障状态,克服了传统贝叶斯网络过度依赖精确概率以及不能考虑节点中间故障状态的问题;基于贝叶斯的双向推理和根节点重要度分析,计算出高校宿舍火灾风险发生概率,辨识出关键致灾因子,进行事故致因诊断。实例验证结果表明,多态模糊贝叶斯网络能够准确评价高校宿舍火灾风险,并确定关键致险因子,可为高校宿舍火灾风险管理提供决策参考。     

基于贝叶斯网络的城市地震次生灾害演化机理分析

为了解城市地震次生灾害的演化路径及扩散机理,进而为城市防震救灾工作提供科学的参考依据,通过对城市地震有关资料和文献的分析,确定出城市地震次生灾害演化系统贝叶斯网络的节点变量及取值范围,并根据节点变量之间的因果关系构建出贝叶斯网络结构图。通过对国内外典型震例中的16个受灾城市相关数据进行统计,分析获得网络结构各个变量的条件概率。结合贝叶斯网络推理知识,利用贝叶斯网络工具箱分析了在相同的地震输入变量、不同的控制输入变量取值条件下,各类城市地震次生灾害的发生概率。算例分析结果表明不同的应急管理水平对城市地震各类次生灾害的发生概率有显著影响。     

灾害系统模拟技术和方法述评

灾害模拟不仅可以分析各种灾害的动态演变规律,帮助人们识别灾害风险的高低和影响程度,为制定各种防灾减灾措施提供帮助;还可以协助应急预案的制定和相关人员的应急培训.评述了当前灾害系统和灾害应急响应模拟中使用的主要技术和方法,CA方法主要用于模拟各种致灾因子,揭示山崩、火灾等演变规律;MAS主要用于模拟人类系统,反映人们在灾害发生时的认知和反应过程;DES适合各种灾害的突发情景处理,为制定应急预案提供背景和依据;高层次架构和网格平台为大型分布式模拟和利用公共网络提供了可能.未来的灾害模拟将综合各种技术和方法,为综合灾害风险管理提供帮助.     

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。     

多情景震后城市应急医疗救援网络结构特征研究

城市应急医疗服务设施系统在震时发挥重要的医疗救援作用,是驱动城市防灾韧性的重要因素。为了保障强震后的城市应急医疗救援,强化网络关键节点、优化网络空间布局。基于建筑物、应急医疗设施和道路网络等城市系统的模拟仿真,构建不同地震灾害强度下城市应急医疗救援的供需场景。该文采用复杂网络技术构建城市应急医疗救援网络模型,分析多情景震后网络社团结构与特征参数。以某城市应急医疗服务设施系统为例进行实例分析,表征多情景地震灾害对应急医疗救援网络结构的具体影响,为优化城市应急医疗救援网络的结构鲁棒性和网络抗毁性提供决策支撑。     

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。     

基于网络的突发性灾害预警及救灾系统——以雪灾为例

自然灾害是不可避免的,为减少自然灾害给人类带来的损失,以ArcIMS为平台,引入模糊神经网络构建了雪灾预测模型,建立了基于网络的突发性灾害联动预警及救灾系统.系统可以自动/半自动地进行不同灾害等级的分类,发出灾害预警警报,并在此基础上结合气象对灾害诱发条件的预报,提出预防的工程技术措施,方便具有不同用户权限的用户使用.     

基于贝叶斯网络的草原干旱雪灾灾害链推理模型研究

灾害的形成、发生与发展过程具有链式规律。灾害链已经成为灾害研究的热点问题之一。草原具有灾种多、灾情重的基本特点,极易遭受灾害链的影响,目前对于草原灾害的灾害链研究并不多见。通过统计内蒙古锡林郭勒地区草原灾害的历史资料,识别了草原干旱雪灾灾害链类型,并对其形成机理进行了研究;针对因果型草原干旱雪灾灾害链,以贝叶斯网络为建模工具,建立了贝叶斯网络,实现了对因果型草原干旱雪灾灾害链发生过程的推理分析。以实例说明了草原干旱雪灾灾害链贝叶斯网络的运作过程和应用效果。根据贝叶斯网络推理结果,通过GIS空间分析技术,绘制了锡盟草原干旱雪灾灾害链综合灾害等级区划图。研究结果能为深入了解草原干旱与草原雪灾的演化途径和草原灾害的防灾减灾工作提供参考。     

基于3D GIS的城市灾害应急系统初步研究——以北师大北太平庄校区为例

随着近几十年GIS、空间数据库、三维可视化等技术的发展,3DGIS技术已经被广泛应用到城市规划、城市设计、公共安全以及城市工程等各个方面。同时,3DGIS为防灾减灾以及应急响应和管理,特别是城市区域内的应急处置提供了一个可靠的工具。通过3DGIS提供的实时环境和分析工具,可以实现灾害事件重现、推演和和灾害管理分析,为减灾和应急处置提供有效的策略支持。主要分析了城市灾害应急系统的结构,研究了基于网络结构的城市逻辑结构及分析方法,以北京师范大学北太平庄校区为例,通过对城市内部复杂结构的抽象,提取城市应急管理中最重要的因素和信息,利用3DGIS技术建立城市三维环境和城市网络逻辑模型,模拟了城市应急处置过程。同时,通过对以社区为单元的城市应急系统的建设考察了该系统在整个城市应急管理系统中应用的可行性。     

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。     

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。     

基于贝叶斯网络的城市内涝风险格局优化——以安徽滁州市中心城区为例

城市汛期中内涝灾害发生已经成为常态,基于系统的内涝风险评估结果,进行科学的空间格局优化设计,有利于城市规划与管理决策。以典型的内涝易发区滁州市中心城区为例,通过筛选内涝风险驱动因子,引入贝叶斯网络模型,依据条件概率图表和熵差法分析结果,确定关键变量条件状态子集,通过设置空间格局优化情景得到内涝风险一级优化区、二级优化区和不宜优化区。结果表明:研究区内涝风险的空间分布特征为中部核心区高于周围边缘区域,沿清流河往外逐步降低;{Veg=1; Riv=1}为关键变量最优状态子集,{Veg=1; Riv=3}为关键变量次优状态子集,{Veg=3; Riv=3}为关键变量不优状态子集;一级、二级优化区面积分别为5.14 km2、4.79 km2,并提出需合理布局绿地系统和建设防涝工程的改善措施。     

脆弱性视角下的供水系统关键输水路径识别

针对供水系统的局部保护措施有助于提升其应对灾害时的整体安全性能,而识别关键设施则是设施保护的前提。以往的关键设施识别方法致力于建立系统脆弱性与节点或管线之间的联系,因此无法用于识别关键输水路径。当前研究首先借助设施功能的非均衡性建立了系统脆弱性与全体管线之间的联系,在此基础上提出了关键输水路径识别模型。随后,将水力分析融入遗传算法,在系统层次上实现了关键输水路径的全局近似最优搜索。最后,通过算例验证了关键路径识别模型和算法的使用效果。当前方法能够揭示关键路径如何随其中管线数量的增加而延伸,因此有助于指导路径层次的减灾保护措施。     

非常规灾害防治时空挑战纾解的敏捷路径

非常规灾害防治实践面临难以及时有效应对的时空挑战,包括被动响应的时空动态挑战、碎片化治理的非耦合挑战、快速决策的时空数据挑战与复杂耦合系统的统筹挑战,灾害防治亟需一种敏捷高效、动态响应、协调耦合、全面统筹的顶层设计。该文系统考察了敏捷治理理论与灾害防治需求间的契合性,并构建了开放性的敏捷灾害防治“时空(Time-Space)”二维螺旋模型,应用敏捷方法为灾害防治工作的设计、实现和部署提供了一个全面的框架,为纾解灾害防治的时空挑战,并在灾害防治全流程中达成迭代学习、技术介入和松散耦合的高效治理提供了一条敏捷路径。     

煤矿水灾害救治的物流系统及其可靠性评价

煤矿水灾害会对煤矿造成巨大的财产损失。建立煤矿水灾害救治的物流系统,可以更加有效地调配各种救灾物资,使救灾工作能快速、有序地进行。利用管理学中物流系统模型的理论和方法,建立了面向煤矿水灾害救治的物流系统模型,并采用物元——可拓评价方法对救治系统的可靠性进行了实证分析。结果表明,该系统对我国煤矿水灾害的救治工作能起到较好的理论指导作用,并从整体上提高煤矿水灾害救治的效率、可靠性和经济性。     

内蒙古电力系统自然灾害链分析

针对电力系统自然灾害研究侧重于电网侧故障,较少以灾害链视角进行研究的问题,以4种自然灾害为例,开展了内蒙古电力系统自然灾害链的构建和分析。通过对内蒙古自治区的自然灾害特点和电力系统的总结,从宏观和微观两个角度分析了电力系统自然灾害链和故障链,分别构建了4种电力系统的灾害链和10种因自然灾害导致的故障链,梳理了两者的耦合关系,同时归纳了不同自然灾害的孕灾环境、致灾因子和特征因子。最后,探讨了电力系统自然灾害链的二元系统和广义孕灾环境的概念,为电力系统灾害防治提供技术参考。     

沿海地区台风灾害系统脆弱性过程诊断与评估——以福建省为例

基于自然灾害系统理论,分析了导致和影响台风灾害系统脆弱性过程的主要因素,并提出了脆弱性的诊断思路。通过分析,建立了台风灾害发生过程和灾害发生以后的脆弱性评估指标体系和评估模型,构建了台风灾害系统脆弱性综合指数模型,并以福建县域为单元,对福建省台风灾害系统脆弱性过程进行评价。研究表明,福建省台风灾害系统脆弱性呈上升趋势,空间上高值区集中分布在沿海地区,有从东部沿海向西部扩展的趋势。反映台风强度和福建人口、经济地区差异显著,建议应该制定区域综合减灾模式,逐步降低脆弱性,提高防御台风灾害能力。