基于關(guān)鍵承災體的區(qū)域復雜災害情景建模研究.pdf

1、近年來，各類重大突發(fā)事件頻發(fā)，呈現(xiàn)出明顯的次生、衍生特征，往往導致災害鏈的形成，使災害情景日益復雜，尤其是一些非常規(guī)突發(fā)事件，具有發(fā)生概率極低難以預測、災害后果嚴重、影響范圍廣、采用常規(guī)手段難以有效應對等特點。因此，應急決策范式逐漸從傳統(tǒng)的“預測-應對”型向“情景-應對”型轉(zhuǎn)化。突發(fā)事件災害情景構(gòu)建及情景演化趨勢的推理，是按照“底線思維”，在對事件形成機制及其演化機理認識的基礎上，對不確定的未來災難開展應急準備的一種戰(zhàn)略性風險管理方法，

2、強調(diào)的是“prepare for the worst-case”，可作為識別災害風險、實現(xiàn)“情景-應對”型應急決策態(tài)勢研判的依據(jù)，有助于推動應急管理從注重災后救助向注重災前預防轉(zhuǎn)變、從應對單一災種向綜合減災轉(zhuǎn)變、從減少災害損失向減輕災害風險轉(zhuǎn)變的實現(xiàn)。
　　本研究針對區(qū)域災害損失風險差異的本質(zhì)，以承災體為核心，從災害后果的形成機理出發(fā)，跨越單災種的限制，重點研究能夠反映受災區(qū)域特征、適應多災種綜合風險評估的災害情景構(gòu)建及情景演化推

3、理問題，以期為實現(xiàn)突發(fā)事件“情景-應對”型應急管理提供一些參考建議。本文的主要研究工作如下:
　　(1)承災體空間分布特征研究。首先，對影響災害損失風險水平的承災體基本特征進行分析，提出具有適應性的區(qū)域承災體分層表示及融合方法;其次，針對構(gòu)成區(qū)域的關(guān)鍵承災體，分析承災體與土地利用對應關(guān)系，并依托土地利用類型這一中間變量，分析關(guān)鍵承災體在區(qū)域空間上的分布特征:針對建筑環(huán)境，從功能的角度，分析了建筑與土地利用類型的對應關(guān)系;從結(jié)構(gòu)的角

4、度，構(gòu)建了建筑物脆弱性評價指標體系;針對人口，基于人類活動的時空規(guī)律的分析，構(gòu)建了“人口-行業(yè)-土地”的對應關(guān)系，建立區(qū)域人口暴露性的分析模型，并以大連市為例進行了說明。
　　(2)考慮災害演化屬性的承災體影響拓撲關(guān)聯(lián)的研究。承災體狀態(tài)直接體現(xiàn)災害后果，承災體之間的關(guān)聯(lián)造成災害后果演化趨勢復雜多樣。首先，從突發(fā)事件連鎖反應機理出發(fā)，界定承災體的災害演化屬性，以情景-應對為目標，災害損失最小化為原則，將承災體狀態(tài)的統(tǒng)一劃分為正常、受

5、損（可恢復）和損毀（不可恢復）三類，歸納為四種演化模式，并提出了承災體狀態(tài)演化路徑的確定方法。其次，考慮承災體的災害演化屬性，借鑒模糊空間理論，提出了承災體“卵-黃”模型的空間表示方法，定義了一種影響拓撲關(guān)聯(lián)來刻畫區(qū)域承災體之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，總結(jié)了可能導致災害連鎖反應發(fā)生的承災體之間的影響拓撲關(guān)系類型。最后，通過案例分析，說明承災體“卵-黃”模型和承災體之間的影響拓撲關(guān)聯(lián)，有助于實現(xiàn)突發(fā)事件災害后果傳播、擴散路徑的分析。
　　(3)

6、以承災體及其關(guān)聯(lián)特征為核心的受災區(qū)域抽象建模方法。結(jié)合系統(tǒng)論和情景推演的需求，明確區(qū)域模型的構(gòu)成要素:承災體及承災體之間的影響拓撲關(guān)聯(lián)。繼而研究將受災區(qū)域抽象為網(wǎng)絡模型的方法和流程，首先，明確原生事件及其可能引發(fā)的次生事件類型，構(gòu)造事件-承災體二分網(wǎng)絡，通過二分網(wǎng)向承災體單分網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)化，獲得承災體之間的邏輯關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡;然后，結(jié)合區(qū)域特征將各類承災體具體化，形成區(qū)域承災體之間的潛在影響關(guān)系全網(wǎng)絡;最后，基于“最大危險性原則”，分析承災體之間

7、的影響拓撲關(guān)系，生成區(qū)域承災體影響拓撲關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡模型。利用該模型可以實現(xiàn)不同區(qū)域災害風險對比及區(qū)域中高風險承災體的識別，通過設計算例區(qū)域進行了應用說明。
　　(4)考慮多災種耦合致災機理的區(qū)域復雜災害情景演化動力學模型構(gòu)建。災害情景演化動力學模型的核心是通過承災體狀態(tài)的變化來刻畫事件的發(fā)生和發(fā)展過程，在該過程中實現(xiàn)風險辨識及情景．應對的目的。首先，按照突發(fā)事件的發(fā)生、發(fā)展及演變過程，將災害情景的演化劃分為三個階段:初始情景、演化情景