城市地震次生灾害连锁演化机理及协同应急管理机制研究

论文摘要

城市作为所属地区的政治、经济、文化中心,人口密集、工商业发达、生命线工程高度集中,一旦遭受地震,不仅会造成直接的巨大破坏,还会诱发多种次生灾害,其造成的损失有时甚至超过了地震造成的直接损失。因此,地震灾害演化机理研究和应急管理研究对于城市而言具有举足轻重的作用。但目前对于城市地震灾害的相关研究还存在以下缺点：一是侧重于单一次生灾害研究,对灾害间演化机理及相互关系的研究还很不足；二是即使研究涉及灾害发生、发展的规律,但都主要从定性上分析,缺乏定量分析灾害事件间的关联度。本文在灾害系统理论、城市突发公共事件链、贝叶斯网络应用研究的基础上,结合贝叶斯网络工具箱对城市地震次灾害演化机理进行分析。首先,通过对国内外典型城市地震进行实证分析,统计分析收集到的16个震例数据作为本文研究的数据样本,确定灾害网络节点,并根据灾害节点间的因果关系建立网络结构。运用贝叶斯网络工具箱对灾害网络进行动态推理分析,得出在证据条件下,灾害事件发生的后验概率。然后,通过算例分析对上述方法进行说明和应用,证明该方法对城市地震次生灾害事件发生具有一定的预测性。接着,利用贝叶斯网络双向推理的功能,研究城市地震次生灾害演化网络的脆弱性,找出各个时刻灾害网络的薄弱环节,据此进行可能的人为干预,切断灾害发生路径。最后,在灾害事件演化机理和灾害演化网络脆弱性研究的基础上,分析了城市地震应急管理的特征,研究在城市地震次生灾害连锁演化条件下的应急管理决策目标、决策主体,并结合我国国情构建了考虑城市地震灾害连锁演化情形的城市应急管理机制,从而为我国城市应急管理体系的建立和完善提供参考。本文研究对于城市地震应急管理工作有重要的意义,有助于城市决策者从统一的视角看待城市地震次生灾害事件。提出的基于贝叶斯网络理论的城市地震次生灾害演化网络模型在已知地震灾害情况和城市防震水平条件下,能够对震后灾害事件的发生发展进行预测,从而辅助应急救灾部门提前做好应急准备,对灾害演化网络中的薄弱环节,进行人为干预,提高救灾防灾的工作效率,进而减少地震灾害给人类社会带来的损失。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 灾害连锁演化机理研究现状
• 1.2.2 系统脆弱性研究现状
• 1.2.3 应急管理机制研究现状
• 1.3 主要研究内容
• 第2章 国内外典型城市震例分析
• 2.1 国内外典型城市地震灾害情况概述
• 2.1.1 海地地震
• 2.1.2 唐山地震
• 2.1.3 台湾集集地震
• 2.1.4 汶川地震
• 2.1.5 阪神地震和东日本大地震
• 2.1.6 洛杉矶地震
• 2.1.7 智利地震
• 2.2 国内外地震应急管理机制比较分析
• 2.3 本章小结
• 第3章 城市地震次生灾害连锁演化机理分析
• 3.1 贝叶斯网络的构建过程
• 3.2 贝叶斯次生灾害网络节点的确定
• 3.2.1 贝叶斯网络节点及值域的确定
• 3.2.2 次生灾害网络的时刻划分
• 3.3 基于贝叶斯网络的城市地震次生灾害演化机理分析
• 3.3.1 震后各时刻次生灾害网络结构学习
• 3.3.2 震后各时刻次生灾害网络参数学习
• 3.3.3 次生灾害演化耦合机理的动态分析
• 3.4 模型验证
• 3.5 本章小结
• 第4章 城市地震次生灾害演化网络的脆弱性研究
• 4.1 次生灾害演化网络脆弱性的界定
• 4.2 次生灾害演化网络的构建
• 4.3 基于贝叶斯网络的地震次生灾害演化网络的脆弱性分析
• 4.3.1 灾害路径中断对灾害演化网络故障的影响
• 4.3.2 灾害演化网络故障时各路径中断情况分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 城市地震协同应急管理机制研究
• 5.1 城市地震应急管理特征
• 5.2 城市地震协同应急管理机制研究
• 5.2.1 城市地震协同应急管理目标
• 5.2.2 城市地震协同应急管理决策主体
• 5.2.3 城市地震协同应急管理研究
• 5.3 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研实践