地震灾后重建系统工程的综合集成模式

对比研究世界著名大地震的震前预防及震后应急措施,分析这些地震产生巨大危害的原因,对其恢复重建过程中存在的问题进行总结.在科学发展观的统领下,从和谐与均衡的角度,以综合集成体系为理论支撑,结合物理-事理-人理系统方法论和霍尔三维结构体系,构建了灾后重建系统工程的理论基础,并提出灾后重建系统工程的综合集成模式.该模式阐述了灾后重建全过程集成管理和灾后重建保障体系两个方面,其中重建全过程包括临时安置、重建准备和全面重建三个阶段,重建保障体系则从组织、资金、政策、法制、监督和信息六个方面构建,两者分别从纵向和横向两方面实现对地震灾后重建的综合集成管理.     

汶川特大地震灾后对口援建系统工程的综合集成模式

在深入调查地震灾区情况的基础上,认真研究对口援建方案,分析对口援建开放的复杂巨系统的框架、时空、运行等结构及其整体特性;提出地震灾后对口援建系统工程的综合集成模式,分别就对口援建集成工程的运作模式和具体实施框架进行讨论,并就援建系统工程、迎建系统工程和保障系统工程等其体实施工程做了细致的阐述.     

灾后重建国内NGO与政府合作的综合集成模式

在分析国内非政府组织(NGO)与地方政府合作开展汶川地震灾后重建工作的基础上,研究了国内NGO与政府合作复杂巨系统的框架结构、时空结构、运行结构及整体特性,提出NGO-项目-政府的综合集成模式.通过对保障系统和项目系统的辨识,结合对项目系统中项目评价、时间进度、成本优化、风险控制、质量保障和沟通桥梁五个方面的讨论,详细阐述NGO-项目-政府合作模式的实践运行方式.     

基于系统论思想的地震灾区农村恢复重建和能力再造

本文运用系统论的理论思想,在分析影响灾区介入性贫困因素的基础上,把个人能力再造、农村体系重建和保障系统作为三个子系统,提出地震灾后农村能力再造系统,并且从人力资本积累、教育和职业培训、家园建设、设施建设、产业建设、精神建设、生态建设、社会保障体制等方面具体实施,全面、系统开展灾区农村重建工作。     

综合集成方法与总体设计部

从运用和应用层次上，讨论了综合集成方法、总体部以及系统工程三者之间的关系，重点说明了综合集成方法的运用与系统工程的应用，都必须有总体部这样的研究实体，综合集成方法和总体部可以面向实际问题，也可以面向理论问题，特别是面向那些交叉性、综合性强的问题，如复杂性和复杂系统以及复杂巨系统问题。     

一种系统复杂性演化混沌仿真模型

通过例证说明开放复杂巨系统的动力学一般特征，提出系统动力学特征中发现的十个共同复杂性现象。通过分析，建立了分形结构模式，系统的能量驱动模式，系统的混沌动力学模式。然后将这三个模式综合集成为系统复杂性演化过程的仿真模型，最后提出了复杂系统演化过程的“凸现控制论”，并且在此基础上，建立了具有自组织功能和集成功能的复杂系统演化过程研讨厅系统。     

人口密集区震后压埋人员伤亡及救援动态模型

根据对人口密集片区震后压埋人员伤亡及救援影响因素分析,结合系统动力学基本思想及原理从地震破坏子系统、人员伤亡子系统、应急救援子系统、抗震防灾子系统四个子系统,研究了人口密集片区震后压埋人员伤亡及救援过程中的动态反馈性;建立了人口密集片区震后压埋人员伤亡及救援系统动力学因果模型和流量模型;结合城市抗震防灾规划标准中对紧急避难场所、疏散道路等的建设要求,就重点人群密集片区不同发震时刻震后压埋人员伤亡及救援过程进行了动态模拟;并根据模拟结果对人员密集片区的防灾及紧急救援提出了相关的建议,为城市抗震防灾工作提供参考.     

地震作用下地下工程抢修作业风险管理研究

建立了地震作用下地下工程抢修作业风险管理概念模型。在介绍风险管理基本原理基础上,运用系统科学的手段和方法,辨识地下工程震灾抢修作业风险事件与影响因素,形式化表示震后地下工程抢修作业风险机理,建立震后地下工程抢修作业风险管理工作流程,据此提出风险控制方案生成原理,并抽象标准、规律、规则、模型、方法、数据、预案等要素建立了抢修作业风险管理概念体系,为地震作用下地下工程抢修作业风险管理科学的研究与实践奠定了基础。     

中断条件下灾后救援基础设施网络设计研究

基础设施网络被认为是灾后救援的"生命线",如何在灾害引致中断情况下构建有效的灾后救援基础设施网络,是灾后能否及时响应的关键所在.本文首先针对灾后救援基础设施网络设计和调度问题,构建集成网络流变量、网络设计变量和调度变量的整数规划模型;其次,构建求解模型的优化方法,包括启发式调度规则和有效不等式;最后,分小规模和大规模两种网络情景,通过算例验证所构建模型及方法的有效性.研究成果可作为一个有效的灾后实时恢复活动的决策支持工具:有助于实施长期的救灾方案规划活动.     

从系统思想到系统实践的创新——钱学森系统研究的成就和贡献

本文介绍了钱学森从系统思想到系统实践创新过程所取得的成就和贡献,包括建立系统科学体系与系统认识论、系统综合集成方法体系与系统方法论以及系统工程与系统实践论.它们分别反映了钱学森系统科学思想、系统综合集成思想和系统实践思想也就是系统工程思想.这些成就具有重要的科学价值和实践意义以及现实意义.     

Stochastic Petri Net Based Modeling of Emergency Medical Rescue Processes during Earthquakes

The post-disaster emergency medical rescue(EMR) is critical for people's lives. This paper presents a stochastic Petri net(SPN) model based on the process of the rescue structure and a Markov chain model(MC), which is applied to the optimization of the EMR process, with the aim of identifying the key activities of EMR. An isomorphic MC model is developed for measuring and evaluating the time performance of the EMR process during earthquakes with the data of the 2008 Wenchuan earthquake.This paper provides a mathematical approach to simulate the process and to evaluate the efficiency of EMR. Simultaneously, the expressions of the steady state probabilities of this system under various states are obtained based on the MC, and the variations of the probabilities are analyzed by changing the firing rates for every transition. Based on the concrete data of the event, the authors find the most time consuming and critical activities for EMR decisions. The model results show that the key activities can improve the efficiency of medical rescue, providing decision-makers with rescue strategies during the large scale earthquake.     

Evaluation of Earthquake Emergency Plan Based on SD Model

Based on the system dynamics(SD) model, this paper puts forward a quantitative method to evaluate the earthquake emergency plan in China. Firstly, we analyze the disaster system structure and the content of plan. Using the analysis results, we establish a system dynamics(SD) model and then carry out its simulation. According to the simulation results, the rescue effect using the plan of 2012 is better than that of 2006. From the policy level, in order to reduce loss, government should maintain communication smoothly, improve the ability of self and mutual help, strengthen the management of public opinion, and pay more attention to secondary disasters.     

World Wind在汶川地震应急系统中的应用研究

采用三维地理信息系统World Wind对汶川地震灾区应急系统建设进行了研究。通过对World Wind中地形影像资料调度模式、实时渲染流程、地名标注和救灾路径添加等方法的研究,显示了地震灾区三维地理状况,为救援进展提供了直观的环境展示。通过对唐家山DEM数据的测算,得出堰塞湖的水位库容曲线和淹没面曲线,在World Wind中对淹没情况进行了模拟显示。研究成果在地震应急救援上得到了一定的应用。     

地震救援虚拟仿真系统中虚拟手的操作

对虚拟手操作进行了分类,用Creator软件建立了虚拟手几何模型。分析并总结了地震现场救援虚拟仿真系统中虚拟手对救援装备的三种操作方式,即对杆状物的掌抓取、对按钮的指尖推动和对开关(旋钮)的指侧面抓取。在Vega环境下,提出了适合每种基本操作的通用碰撞检测方式和通用的相交矢量放置模式,保证了虚拟手操作的逼真度和实时性,并实现了虚拟手对三种类型救援装备的抓取、移动和释放。虚拟手对三种装备的操作同样适用于其它装备。     

基于深度学习的捷变相参雷达1-Bit块稀疏重构

近年来,量化压缩感知理论在雷达目标参数估计问题中得到了广泛应用,其主要思想是对采样回波数据进行量化,并将雷达观测模型建模为欠定方程,再利用压缩感知理论对稀疏目标信号进行恢复,降低回波数据的位宽,达到简化系统、提升效率的目的 .本文建立了捷变相参雷达信号的块稀疏压缩感知模型,并提出一种基于深度学习的1 Bit块稀疏重建网...     

机器人救援的目标吸引动态路径规划蚁群算法

地震发生后城市的道路状况未知而且复杂多变,因此,在震后机器人救援中,如何快速地找到最短路径以拯救更多的伤员,成为研究的热点问题。提出一种目标吸引的动态路径规划蚁群算法,在动态变化的震后救援环境中找到最短路径,减少救援时间。利用原有城市交通地图的全局信息建立目标吸引函数,对蚂蚁在复杂动态环境下的路径搜索进行引导,提高其选择离目标点更近邻节点的概率,减小蚂蚁对非最短路径的选择概率。通过与MMAS算法进行仿真实验对比,验证了提出的算法可以更快地收敛到最短路径并具有较好的动态性能。     

资源约束条件下任务调度算法研究

如何解决资源约束条件下的任务调度问题，保证在资源使用存在冲突情况下, 多个任务高效执行, 其中合理的任务调度和资源冲突消解是影响任务执行效果的关键因素。基于工作流图模型提出了一套资源约束条件下任务调度的框架, 并针对调度过程中产生的资源冲突, 提出了两种任务调度算法: 一种算法通过任务关键度确定优先级, 并基于贪心策略和调整工作流图拓扑结构的方法, 在任务开始前确定任务调度方案; 另一种算法采取弹性资源调度的方式, 使产生冲突的任务优先在资源不足的条件下开始执行, 任务调度和执行交替进行。最后, 通过地震救援案例验证了相关算法可行性, 与求解资源约束条件下任务调度问题的两类典型方法中具有代表性的算法进行对比实验, 分析了所提两种算法的优势与意义。仿真结果表明，所提算法具有适用地震救援资源紧缺特点的优势。     

巨灾风险大数据处理应急分类、分解、分拣算法与应用

本文主要研究巨灾风险大数据处理的应急分类、分解、分拣算法,给出了相应的算法原理和可操作的步骤.首先根据巨灾风险大数据灾害规模巨大的特征,提出了一种用来解决巨灾风险大数据中一级事件的应急分类与二级事件及以下更低级事件的应急分解算法,并以特大地震灾害作为实例进行了算法应用.接着定义了事故灾难度,用来对巨灾风险大数据处理过程中,对各种级别的事故灾难后果进行不同的数字标识.然后提出一种用来解决巨灾风险中大数据快速处理的应急分拣算法,并在汶川地震中大规模灾害的应急救援计划中进行应用.经过采用这样的应急分拣原理,就可以在面对巨灾风险大数据的复杂、繁多和零乱的重灾事件状态下,使整个应急救援方案优化,并能够有条不紊地进行救援.