基于复杂网络的灾害链风险评估方法的研究

针对灾害链风险评估的问题,本文提出一种基于复杂网络结构的灾害链风险评估模型的建模方法.首先,应用复杂网络结构对灾害链的演化特征进行了表征,并对灾害链的作用机理进行了数学描述.然后,在对供应链风险评估方法和模式分析的基础上,以复杂网络为载体,运用贝叶斯公式得到各节点灾害损失等级的联合概率分布,构建了灾害链的风险评估模型,提出用子节点风险损失的期望值来表征子节点在父节点作用下的风险度量模式.最后以珠海市台风灾害链为实例进行了评估,结果表明所建立的模型与实际情况具有较高的吻合性.说明以灾害链为中心构建的灾害链风险评估模型考虑了空间和时间上的叠加,并对灾种间的作用关系进行了厘清,真实、定量、准确地刻画灾害链式演变过程所带来的风险,能为区域性灾害风险管理提供可靠的理论依据.     

基于孕灾环境的突发事件连锁反应模型

突发事件不仅自身可以造成严重的灾害后果,还能引发次生事件。虽然突发事件的发生具有突发性,不可避免,但如果事先知道可能存在的连锁反应,则其引发的次生事件就可以预防。基于灾害系统论,本文在单一突发事件发生机理的基础上,研究了突发事件连锁反应与孕灾环境的关系,归纳出了四类突发事件的孕灾环境,提出了突发事件之间的连锁反应机理,构建了突发事件连锁反应模型,并将该模型应用于突发事件连锁反应实例的仿真模拟。利用该模型,可以找出当前区域可能存在的突发事件连锁反应,为事先做好断链减灾工作提供决策支持。     

基于承灾体的灾害后果演化模型研究

不同类型的突发事件作用于不同的区域往往产生各不相同的灾害后果.为此,本文基于灾害后果演化过程的关键因素——承灾体,研究并构建了灾害后果演化模型.首先,通过对大量各类突发事件灾害后果的分析,将各类承灾体状态统一分为正常、受损和损毁三种状态,以承灾体状态为节点,承灾体状态之间的相互影响关系为边,构建了灾害后果演化模型;其次,综合考虑演化过程中致灾因子的危险性、承灾体的脆弱性及应急响应行动的作用效果,确定了承灾体状态的演化规则;最后通过算例仿真说明了本文方法的应用:第一组仿真分别研究了各类承灾体不同状态的演化过程;第二组仿真研究了五种不同的应急响应策略在不同的初始能力下的效果差异.     

孕灾环境本体构建中的基础逻辑关系研究

应急决策的目的是处理灾害后果, 突发事件的孕灾环境直接影响着灾害后果. 基于本体的孕灾环境形式化建模对于应急决策起到了辅助作用. 当前OWL语言中的基础关系is-a, 在描述孕灾环境中存在一些不足. 本文针对这些不足,提出三种总分关系作为基础关系, 这三种基础关系既可以有效地描述孕灾系统中要素间的整体部分关系, 又可以描述要素之间的相对位置关系. 基于三种基础关系, 本文提出构建孕灾环境本体模型的方法, 并以吉林石化水污染事件为例, 构建了一个元模型. 推理能力是本体方法的优势, 在文章的最后以实例比较了基于三个基础关系复合推理和描述逻辑的相关推理方法, 发现了复合关系推理的优势.     

自然灾害概率风险的系统误差及校正研究

传统的概率风险通过基于历史灾害事件记录分别求解风险源强度的概率分布曲线和风险承受体的脆弱性曲线而得到,表示的是研究区域如果发生一次灾害事件的期望损失值,缺乏表征风险的"空间、时间、水平值"三要素中的时间要素指标,因而会存在系统误差.因此,本文通过对传统的概率风险模型添加时间要素,给出了系统误差校正后的概率风险评估模型.之后,以浙江省和广东省的台风概率风险比较研究为例,通过确定具体的指标和采用信息扩散技术估计相应的函数,将校正后的概率风险评估模型具体化为台风概率风险的应用模型,评估了两省的台风概率风险.结果表明,系统误差校正前后,两省的台风概率风险比较截然不同,校正后的概率风险结果更符合客观实际.     

基于事件的定性知识表示模型

当前突发事件应急管理研究已经成为热点问题。本文针对突发事件及事件链研究特点,运用系统工程理论论,建立了突发事件及其链式关系知识表示模型。该模型从突发事件机理出发描述应急管理过程的知识需求,不仅揭示了突发事件发展、演变的行为模式及突发事件链式关系形成机理,还为应急决策提供理论依据,最后给出模型的应用实例,实现了事件演进的自动生成及应急过程中的知识支持。     

基于贝叶斯网络的突发事件链建模方法与应用

针对各突发事件具有高度不确定性、系统性和链式反应的特点,将各类突发事件统一抽象为输入、状态和输出相互作用的三层网络结构.以贝叶斯网络为建模工具,提出了适用于不确定性突发事件的单一事件贝叶斯网络.在此基础上,提出了具有关联关系的单一事件贝叶斯网络的合并方法,进而构建出了突发事件链贝叶斯网络模型.最后,以台风-暴雨-洪水事件链为例验证了该方法的可行性和有效性.     

复杂灾害情景下应急资源配置的随机规划模型

提出基于区域灾害系统理论来构建复杂灾害情景, 用于描述突发事件的复杂性和高度不确定性. 基于复杂灾害情景建立了一个两阶段随机规划模型, 进行应急设施的定位决策、应急物资的库存决策和不同灾害情景下应急物资分配预案的制定. 使用新的编码方式, 将第一阶段的选址-库存模型转化为一个无约束非线性优化模型, 使用自适应免疫克隆选择文化算法进行求解. 对于第二阶段的应急物资分配模型, 则提出了"势能抵消算法". 最后基于四川地震带的相关数据给出了算例, 验证了模型及算法的有效性与可行性.     

基于灾害多级联动模型的城市综合承灾能力研究

基于城市遭遇的自然、环境、人文3大类灾害,提出了灾害多级联动概念。通过分析灾害多级联动的模式,构建了计算城市综合承灾能力的灾害多级联动线性模型,主要包括同类型灾害多级联动模型和不同类型灾害多级联动模型。其中,同类型灾害多级联动模型可分为自然灾害间的多级联动、环境灾害间的多级联动,以及人文灾害间的多级联动。不同类型灾害多级联动模型包括原生自然灾害与次生环境灾害、次生人文灾害的多级联动、原生环境灾害与次生人文灾害的多级联动、原生人文灾害与次生环境灾害的多级联动3种。在此基础上,选取北京、上海、广州、深圳4个城市为样本,根据建立的城市综合承灾能力评价指标体系,收集4所城市2008与2009年的数据,分别计算不同灾害联动模式下4所城市2年的综合承灾能力值,并进行比较分析。结果表明,在同类型灾害多级联动模型及不同类型灾害多级联动模型下,4个城市在2008及2009年的承灾能力评价结果排名情况为上海、北京、广州、深圳。     

基于跳辨识-MCMC组合算法的人民币汇率跳扩散模型参数估计问题

针对人民币汇率收益率时间序列数据存在的跳变特征,采用跳扩散模型对其时间序列数据进行描述.为识别跳变规律并解决模型的参数估计问题,提出了基于跳辨识-MCMC的组合算法:即结合Lee-Mykland的跳辨识方法与MCMC(蒙特卡罗马尔可夫链)方法形成组合算法,利用仿真实验,通过误差分析得出组合算法在跳扩散模型参数估计方面效果明显优于单一MCMC方法.以人民币/美元日汇率数据为样本进行实证分析,结果表明组合算法不但能较为准确地识别出汇率收益率的跳变时刻及规律,而且其模型参数估计的有效性大大提高.     

城市复杂公共空间系统韧性建模研究

为了分析突发事件的破坏作用以及城市复杂公共空间系统的功能水平变化,引入“韧性”来表征系统遭受破坏后的吸收、适应和恢复能力.从突发事件发生的全过程视角出发,首先定义了城市复杂公共空间系统韧性建模函数,包括:系统结构组成、系统韧性函数、突发事件破坏函数和系统功能恢复函数;然后以重庆某轨道交通站为例构建城市复杂公共空间系统韧性模型,包括:虚拟系统模型、韧性函数模型、突发事件模型和恢复函数模型;在5种不同等级洪水灾害情景下,采用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法对城市复杂公共空间系统韧性进行模拟计算,得出不同等级洪水灾害情景下城市复杂公共空间各子系统功能水平变化情况以及系统韧性水平分布规律.模拟结果表明:3级及以下的洪水灾害对该轨道交通站各子系统功能会造成轻微损害,但其能快速恢复至正常运行状态,该轨道交通站系统表现出较强的韧性水平;3级以上洪水灾害对其破坏程度较为严重,各子系统恢复时间较长,系统的韧性水平较低.该模型可为城市复杂公共空间系统韧性研究提供支持,对制定灾害预防措施和城市复杂公共空间系统韧性提升策略提供一定参考.     

基于共现分析的我国突发事件关联研究

一个突发事件的发生往往引发次生灾害,形成灾害链。除了常见的连锁反应外,还存在各种可能的连锁隐患。本文的研究目的是找出这些潜在的连锁反应隐患。从共现分析的角度出发,选取中国期刊全文数据库1989～2008年的研究文献,以突发事件名称为主题进行词频分析,构造共现矩阵,计算共现率;然后,根据共现率构造突发事件关联网络,分析网络性质,并将其应用到次生灾害预警过程中。通过50对实际发生的灾害链,验证了共现率表示灾害关联的合理性。     

永磁同步电动机参数自适应辨识的建模与仿真

为精确地在线获取永磁同步电动机的参数,提出了一种在一个模型中对电阻、电感和永磁磁链同时进行估算的自适应辨识方法.基于Popov超稳定理论,给出了自适应辨识模型的设计方法.利用Matlab/Simulink建立了矢量控制下永磁同步电动机参数的自适应辨识模型,仿真和实验结果表明所建模型能快速准确地辨识出电机参数.     

基于献血行为学习的应急血液供应链网络鲁棒优化

不同于可以大规模生产的救援物资，血液的供应完全依赖于献血者的行为。献血行为显著影响血液供应链网络的运作，而血液供应链网络布局又可以通过影响献血便利性改变献血行为。为此，针对突发性重大灾害，研究了考虑献血者行为的应急血液供应链网络优化。采用场景鲁棒方法，首先构建了考虑灾前储备和灾后救援的两阶段血液供应链网络优化模型。其中，灾害救援中可以通过临时献血点的部署和对预约献血者的分配影响献血行为。继而，采用基于问卷的无监督学习，刻画不同灾害程度和距离范围内的灾后献血者行为，并结合到优化模型中。最后，将所建模型应用于我国西南某市的地震灾害防治中，并展开对模型鲁棒和解鲁棒的灵敏度分析，模型能够给出满足决策者不同要求的灵活决策结果，以避免过高的血液供应链成本或过大的血液缺口。     

保险资金投资模型及其Markov链模拟

针对保险资金投资的特殊性建立了投资决策的动态模型,并利用近似Markov链计算了数值解. 与经典的Merton模型不同,保险资金投于风险证券的量仅在增资区域中随财富而递增,在控制区域内不会显著增加, 甚至反而可能递减.最后就降息、保险资金现金流与风险证券的相关性、保险公司业绩对最优投资策略的影响进行了敏感性分析.     

突发事件灾前应急物资政企联合储备模式

突发事件灾前应急物资储备在突发事件应急管理中有极其重要的作用。政府和企业联合储备应急物资能起到一定的互补。针对突发事件灾前应急物资需求特征,建立了一种基于生产能力储备的政企联合储备模式。进一步分析模式特征,给出并证明了政企联合储备模式的相关性质。这样的储备模式在大量减少政府应急物资实物储备量的同时,降低了突发事件灾中缺少应急物资的风险。同时,也合理地补偿了灾后应急物资生产企业被安排应急生产的成本,应急物资供应链实现了协调,政府和企业实现了双赢。最后利用一个算例计算分析,验证了政企联合储备模式的有效性和实用性。     

(F)-风险属性入侵与承灾规律识别

针对公共突发事件的动态性、不确定性和危害性,利用单向S-粗集对偶(dual ofone direction sin-gular rough sets)给出承灾类、承灾量、F-承灾损失、F-承灾度、F-承灾损失规律、F-承灾度规律的概念,利用这些概念提出了F-承灾损失与F-承灾度关系定理,F-承灾损失规律与F-承灾度规律关系定理,F-风险属性入侵规律分辨定理,F-承灾度规律识别准则与应用.单向S-粗集是应急管理理论与方法研究中的一个新的有效的数学工具.     

突发洪水灾害事件关联度模型

洪水灾害发生过程中各事件之间的关联度直接影响洪水灾害的演化方向。基于知识元理论,分析突发洪水演进过程中的洪水灾害系统要素,构建系统要素知识元模型,通过分析环境单元、承灾载体知识元与灾害事件知识元间的作用关系,建立环境单元、承灾载体知识元子网络与突发事件知识元子网络构成的超网络。利用超边相似度匹配算法,计算突发洪水灾害演化过程各事件知识元的关联度,定量描述突发洪水灾害事件关联关系及程度,为后续研究洪水灾害事件演化、挖掘事件间隐藏关系提供支持。以沂沭河流域洪水灾害演化过程为例,计算沂沭河流域突发洪水灾害事件间的关联度,以关联关系图表示,证实了研究方法的有效性。     

企业财产台风风险评估:以浙江省台州市为例

选取企业财产作为评估对象, 利用气象数据和企业财产保险理赔数据, 在台风危险性评估和企业财产脆弱性评估的基础上, 实现了企业财产台风风险的年期望损失率计算. 以浙江省台州市企业财产台风风险评估为例, 分析了企业财产致灾的危险性指标, 应用自学习离散回归方法实现了台风强度与企业财产脆弱性关系识别. 研究结果表明: 过程降雨量是刻画台风致灾强度的最优指标; 过程降雨量与企业财产损失之间是非线性的脆弱性关系; 模型在小样本情况下比其他统计方法具有更高估算精度. 研究结果为区域台风风险管理提供了科学依据.     

基于证据合成与贝叶斯网络推理的航天器发射风险评估模型

为解决航天器发射风险评估中统计数据较少问题,基于证据合成和Bayesian网络推理,构建了航天器发射风险评估模型.模型将灾难征兆信息转化成专家意见,然后使用证据合成技术对专家意见进行融合,并形成风险评估结论.模型针对专家中少数不同意见,使用网络推理技术将相关的灾难征兆转化成灾难发生可能性的判断.最后,通过STS-51L实例分析验证了模型的可行性.