生命线工程分区分类地震直接经济损失评估方法技术

本发明专利技术公开了一种生命线工程分区分类地震直接经济损失评估方法，其用于快速评估生命线工程地震直接经济损失，包括如下步骤：对模型区域进行公里网格分区分类，根据模型区域内各网格综合抗震能力影响系数分布将模型区域网格划分为若干分区；收集历次典型历史地震灾害直接损失评估报告等震害资料，获取不同分区的生命线工程经济损失同建筑物直接经济损失的比值关系；建立不同分区建筑物和生命线工程地震直接经济损失关系曲线；通过各分区建筑物地震直接经济损失计算结果，获取生命线工程地震直接经济损失值。通过上述步骤，通过合理的进行网格划分及分区，能够快速、准确的完成不同区域在概率地震或设定地震作用下生命线工程直接经济损失评估。

【技术实现步骤摘要】
生命线工程分区分类地震直接经济损失评估方法
本专利技术属于地震工程领域，涉及一种生命线工程分区分类地震直接经济损失评估方法。
技术介绍
中国地处环太平洋地震带和欧亚地震带之间，地震区域广，强度大，发生频率高，与此同时，我国正处于经济快速发展的使其，城市中社会财富和人口高度集中，确保城市地震安全将是我国长期面临和需要解决的问题。生命线工程系统指维系城镇与区域经济、社会功能的基础设施与工程系统。主要包括交通系统、供(排)水系统、输油系统、燃气系统、电力系统、通讯系统、水利工程等工程系统，为人们日常提供基本服务和必需品的分布网络系统，是重要的物资和能源的输运系统，也是现代化城市、商业经济区和农工地区能够正常运转的基本因素，它是现代社会人类生产生活所依赖的工程系统，更是地震发生后一切应急救援活动的重要依托和前提。生命线系统震害损失评估工作的研究起源于20世纪70年代，美国政府颁布了国家减轻地震灾害法，在全国重点城市开展生命线工程震害损失评估研究。随后，美国、日本等国陆续开始了生命线工程震害损失评估方法的研究；20世纪90年代，人工神经元网络和专家系统对生命线工程震害损失分析方法以及模糊数学和灰色系统理论也在生命线系统评估中得到广泛应用。我国的生命线工程震害损失评估开始于20世纪90年代初。生命线工程地震损失＝地震危险*抗震能力*损失比*社会财富抗震能力也称易损性，它既包括工程结构的抗震能力，也包括社会系统、政府部门和人对地震的反应能力、承受力等，一般用震害矩阵或破坏概率矩阵表示。损失比是指给定破坏等级下的损失与工程设施重置价之比，是随破坏状态(等级)不同而变化的量。生命线工程具有复杂性、网络性、广泛性以及重要性等特性。首先生命线工程包括的工程系统众多，每类工程系统的地震灾害响应和失效机理都不相同。其次，不同地区的不同类型的生命线工程系统的损失比千差万别。因此，生命线工程地震灾害损失评估是一项十分复杂的工作，尤其是快速评估。我国先后开展了一些针对大中城市的震害预测研究及首都圈城市防震减灾示范研究等，部分城市还建立了城市防震减灾信息管理与辅助决策系统。周神根、朱美珍、郭恩栋、冯启民、谢礼立等对生命线工程各个系统震害损失评估开展了大量的研究工作。但是地震灾害损失评估方法还处在依赖评估人员实地考察确定震害等级，进而计算经济损失的阶段。而建筑工程结构的震害评估工作，基于这些结构日趋完善的地震易损性关系，在基础资料详实可靠的情况下，已经能做到真到的快速评估。当前对生命线工程震害损失评估方法的基础性研究很多，但是目前已有的评估方法存在以下几个方面的问题：1.基础资料收集困难导致评估方法有很大的局限性：由于生命线工程包含多个系统，如供电系统、通讯系统、交通系统等，各个系统涵盖的内容不同，基础资料的收集渠道十分复杂，开展一个城市或地区的基础资料收集工作一般需耗费十余人、月余时间才能完成，有时候尚需做补充调查。在没有开展基础资料调查收集的地区，无法对生命线工程系统进行分析和预测，导致评估方法具有很大的局限性。2.目前现有的生命线工程震害损失评估方法适用范围较窄，尚无一种方法，能够涵盖大到市中区，小至村庄中生命线系统的地震损失评估方法，不能及时且较准确地对所有可能发生地震的地区的生命线工程给出震害损失评估结果。因此，本专利技术公开了一种生命线工程分区分类地震直接经济损失评估方法，采用分区分类的方法建立生命线工程经济损失与建筑物地震直接经济损失的函数关系，可基于建筑物的经济损失计算生命线工程的地震直接经济损失。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种生命线工程分区分类地震直接经济损失评估方法，用以解决现有技术中评估方法中基础资料收集难度大、适用范围窄导致无法及时且较准确地对所有可能发生地震的地区的生命线工程给出震害损失评估结果的问题。本专利技术提供了下述方案：一种生命线工程分区分类地震直接经济损失评估方法，其用于快速评估不同区域在概率地震或设定地震作用下生命线工程经济损失值，包括以下步骤：步骤一：建立分区模型，对模型区域进行网格分区分类，根据所述模型区域内各网格综合抗震能力影响系数分布将所述模型区域网格划分为若干分区；步骤二：收集模型区域历次历史地震的灾害直接损失评估报告震害资料，获取不同分区的生命线工程经济损失同建筑物直接经济损失的比值关系，建立各分区损失模型；步骤三：对预评估地区按照步骤一进行网格分区分类，并获取其建筑物在概率地震或设定地震作用下的直接经济损失；步骤四：将步骤三中所得数据带入到步骤二中的分区损失模型中，得到所述预评估地区内各网格的生命线工程经济损失值。如上所述的生命线工程分区分类地震直接经济损失评估方法，进一步优选为，所述模型区域以公里为单位进行网格分区分类，所述网格按照综合抗震能力影响系数划分为6个分区。如上所述的生命线工程分区分类地震直接经济损失评估方法，进一步优选为，所述网格的综合抗震能力影响系数为所述网格内综合土地利用类型公里网格数据、人口公里网格数据、GDP公里网格数据和设防烈度矢量数据及行政区划影响通过层次分析法、综合评价法等数学方法计算得到的综合抗震能力影响系数。如上所述的生命线工程分区分类地震直接经济损失评估方法，进一步优选为，所述土地利用类型公里网格数据中土地利用类型根据行政区划和城镇建设用地比例分成省会级城市城镇建设用地、省会级城市非城镇建设用地、地级市城镇建设用地、地级市非城镇建设用地、及县级市城镇建设用地和县及县级市非城镇建设用地六类，其影响系数分别为0.6、0.15、0.45、0.1、0.3和0.05。如上所述的生命线工程分区分类地震直接经济损失评估方法，进一步优选为，所述设防烈度矢量数据中，设防烈度为8度及以上对应的影响系数为0.1，设防烈度为6-7度地区对应的地震影响数据为0.05，其他为0。如上所述的生命线工程分区分类地震直接经济损失评估方法，进一步优选为，其特征在于，当烈度为I时，所述建筑物直接经济损失的计算公式为：其中：L1(I)——烈度为I时的建筑物直接经济损失总和；Ps[Dj|I]——s类建筑的易损性矩阵；Bs——s类建筑的总面积；bs——s类建筑的重建费用(元/m2)；εbj——s类建筑发生j级破坏时的损失比。如上所述的生命线工程分区分类地震直接经济损失评估方法，进一步优选为，所述易损性矩阵的计算公式为：式中：D——欲模拟地区某类建筑的震害矩阵；A1——已知样本某类建筑中设防结构的震害矩阵；A2——已知样本某类建筑中未设防结构的震害矩阵；α——预测区设防结构建筑面积占整体结构建筑面积的比值；β——预测区未设防结构建筑面积占整体结构建筑面积的比值；ξ1i——预测区设防结构的影响因子大小；ξ2i——预测区未设防结构的影响因子大小；n——影响因素的个数；其中：如上所述的生命线工程分区分类地震直接经济损失评估方法，进一步优选为，建筑的总面积分类统计，其中所述建筑分为四类，分别为钢及钢筋混凝土结构、混合结构、砖木结构和其他结构。如上所述的生命线工程分区分类地震直接经济损失评估方法，进一步优选为，根据所述预评估区域在概率地震或设定地震作用下各网格的生命线工程直接经济损失值，绘制基于网格的生命线工程地震直接经济损失分布图。本专利技术公开了一种生命线工程分区分类地震直接经济损失评估方法，能够方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生命线工程分区分类地震直接经济损失评估方法，其用于快速评估不同区域在概率地震或设定地震作用下生命线工程经济损失值，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：建立分区模型，对模型区域进行网格分区分类，根据所述模型区域内各网格综合抗震能力影响系数分布将所述模型区域网格划分为若干分区；步骤二：收集模型区域历次历史地震的灾害直接损失评估报告震害资料，获取不同分区的生命线工程经济损失同建筑物直接经济损失的比值关系，建立各分区损失模型；步骤三：对预评估地区按照步骤一进行网格分区分类，并获取其建筑物在概率地震或设定地震作用下的直接经济损失；步骤四：将步骤三中所得数据带入到步骤二中的分区损失模型中，得到所述预评估地区内各网格的生命线工程经济损失值。

【技术特征摘要】
1.一种生命线工程分区分类地震直接经济损失评估方法，其用于快速评估不同区域在概率地震或设定地震作用下生命线工程经济损失值，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：建立分区模型，对模型区域进行网格分区分类，根据所述模型区域内各网格综合抗震能力影响系数分布将所述模型区域网格划分为若干分区；步骤二：收集模型区域历次历史地震的灾害直接损失评估报告震害资料，获取不同分区的生命线工程经济损失同建筑物直接经济损失的比值关系，建立各分区损失模型；步骤三：对预评估地区按照步骤一进行网格分区分类，并获取其建筑物在概率地震或设定地震作用下的直接经济损失；步骤四：将步骤三中所得数据带入到步骤二中的分区损失模型中，得到所述预评估地区内各网格的生命线工程经济损失值。2.根据权利要求1所述的生命线工程分区分类地震直接经济损失评估方法，其特征在于，所述模型区域以公里为单位进行网格分区分类，所述网格按照综合抗震能力影响系数划分为6个分区。3.根据权利要求2所述的生命线工程分区分类地震直接经济损失评估方法，其特征在于，所述网格的综合抗震能力影响系数为所述网格内综合土地利用类型公里网格数据、人口公里网格数据、GDP公里网格数据和设防烈度矢量数据及行政区划影响通过层次分析法、综合评价法数学方法计算得到的综合抗震能力影响系数。4.根据权利要求3所述的生命线工程分区分类地震直接经济损失评估方法，其特征在于，所述土地利用类型公里网格数据中土地利用类型根据行政区划和城镇建设用地比例分成省会级城市城镇建设用地、省会级城市非城镇建设用地、地级市城镇建设用地、地级市非城镇建设用地、县及县级市城镇建设用地和县及县级市非城镇建设用地六类，其影响系数分别为0.6、0.15、0.45、0.1、0.3和0.05。5.根据权利要求3所述的生命线工程分区分类地震直接经济损失评估方法，其特征在于，所述设防烈度矢量数据中，设防烈度为8度及以上对应的影响系数为0.1，设防烈度为6-7度地区对应的地震影响数据为0.05，其他为0。6.根据权利要求1或2所述的生命线工程分区分类地震直接经济损失评估方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙柏涛，张桂欣，陈相兆，闫培雷，
申请(专利权)人：中国地震局工程力学研究所，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23