事件链驱动下的多灾种耦合模型推演方法技术

本发明专利技术公开了一种事件链驱动下的多灾种耦合模型推演方法，包括以下步骤：S1、构建包括致灾因子、承灾载体、孕灾环境三级结构的事件因子及事件因子谱图；S2、构建多灾种耦合模型库；S3、确定多灾种耦合事件链的险兆因子；S4、确定多灾种耦合事件链中各个险兆因子之间的效用关系；S5、计算险兆因子之间的耦合度大小；S6、绘制多灾种耦合事件链；S7、计算得出多灾种耦合事件链的联合条件概率分布，建立多灾种耦合事件链推理原则，完成多灾种耦合模型推演。本发明专利技术采用事件链的方式，实现了多种原生灾害耦合发生演化过程的推演，进而预测多灾种耦合事件发生风险。事件发生风险。事件发生风险。

【技术实现步骤摘要】
事件链驱动下的多灾种耦合模型推演方法


[0001]本专利技术涉及多灾种耦合风险预测的
，尤其是指事件链驱动下的多灾种耦合模型推演方法。

技术介绍

[0002]由自然灾害引发工业灾害，从而导致重特大安全事故的案例时有发生。2008年，汶川发生里氏震级达8.0级的大地震，大量化工企业的生产、储存装置遭到严重破坏。位于什邡市的一家化肥厂硫磺沉降槽受灾损坏，造成硫磺起火燃烧，释放出大量有毒SO2烟雾。更为严重的是在此期间该厂区储存液氨的球罐底部管道发生破裂，造成约400吨的液氨泄漏。2005年，飓风“Katrina”登陆美国西南部，造成至少1833人死亡，400多家工厂遭到严重破坏，所泄漏的危险有毒物质对环境造成严重污染。从这些重大事故中可以看出，自然灾害与火灾、爆炸、中毒等工业技术灾害的耦合事故，所造成的危害与损失往往远超自然灾害本身。
[0003]事件链通过体现灾害事件之间的同源性、链发性以及韵律性，将其组成一个相互关系、相互作用整体。事件链方法应用于应对各类自然灾害事故，David采用事件链对加拿大，Nova Scotia地区1992年的矿难进行系统动力学分析，描述了引起这一矿难的因果结构及条件要素之间的相互关系。史培军把灾害链看做是由致灾因子引发的一系列灾害现象，这里的致灾因子可能是自然原因(如地震、暴雨、台风等)、人为异动(如操作不当，故意破坏等)，也可能是技术异常(如机器故障，参数错误等)和政治经济变化(如金融危机、粮食危机等)。文传甲认为灾害链要由两种以上的灾害组成，并且灾害之间要存在着因果关系。在前面作为引导或触发地位的灾害被定义为启动灾环，后面被触发的灾害被定义为被动灾环。刘文方将灾害链中的灾害节点作为灾害子系统进行研究，认为灾害链的形成是由于灾害子系统之间存在着一系列相互作用，这些相互作用是自行连续发生的。韩金良等对地质灾害链进行了分类和分级，从诱发因素角度将地质灾害链分为内动力地质灾害链、外动力地质灾害链、人类工程活动地质灾害链以及复合型地质灾害链。从已有文献可以看出，对灾害链的应用研究现在主要集中于自然灾害，而将其用于多灾种耦合关系的推演问题中，目前尚缺少对自然灾害导致工业灾害的动力学耦合机制探讨。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种事件链驱动下的多灾种耦合模型推演方法，采用事件链的方式，实现了多种原生灾害耦合发生演化过程的推演，进而预测多灾种耦合事件发生风险。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所提供的技术方案为：一种事件链驱动下的多灾种耦合模型推演方法，包括以下步骤：
[0006]S1、获取暴雨事件、地质灾害事件、雷电事件、内涝灾害事件、城市生命线基础设施事故事件多种典型自然灾害事件，将上述多种典型自然灾害事件进行粒度分解，构建包括
致灾因子、承灾载体、孕灾环境三级结构的事件因子及事件因子谱图；
[0007]S2、根据步骤S1得到的事件因子，构建包括振颤模型、暴雨
‑
内涝动力学模型、土壤固结沉降动力学模型、刚体疲劳断裂及腐蚀脆断动力学模型的多灾种耦合模型库；
[0008]S3、根据步骤S2中构建的多灾种耦合模型库，确定暴雨事件、地质灾害事件、雷电事件、内涝灾害事件、城市生命线基础设施事故事件构成的多灾种耦合事件链中的险兆因子；
[0009]S4、根据步骤S3中构建的多灾种耦合模型库，结合环境参数，确定多灾种耦合事件链中各个险兆因子之间的效用关系；
[0010]S5、根据步骤S4中确定的险兆因子之间的效用关系，计算险兆因子之间的耦合度大小；
[0011]S6、根据步骤S5中确定的险兆因子之间的耦合度，结合步骤S1中得到的事件因子谱图，确定险兆因子之间的相关关系，绘制多灾种耦合事件链，确定多灾种耦合事件链及其中的态势情景单元；
[0012]S7、根据险兆因子的效用关系，并基于状态转移理论得出态势情景单元的状态转移概率，进而得出多灾种耦合事件链的联合条件概率分布，建立多灾种耦合事件链推理原则，完成多灾种耦合模型推演。
[0013]进一步，在步骤S1中，具体执行以下操作：
[0014]获取暴雨事件、地质灾害事件、雷电事件、内涝灾害事件、城市生命线基础设施事故事件多种典型自然灾害事件，对上述多种典型自然灾害事件进行粒度分解，确定各个灾害事件的致灾因子和承灾载体，构建包括致灾因子{S1…
S
i
}、承灾载体{S1…
S
j
}和孕灾环境{S1…
S
k
}的三级灾害结构的事件因子及事件因子谱图{S
i
,S
j
,S
k
}，其中，S
i
表示第i个致灾因子，S
j
表示第j个承灾载体，S
k
表示第k个灾害事件。
[0015]进一步，在步骤S2中，具体执行以下操作：
[0016]根据步骤S1中得到的事件因子，根据流体力学、电学、土壤力学、结构力学的原理，构建包括振颤模型、暴雨
‑
内涝动力学模型、土壤固结沉降动力学模型、刚体疲劳断裂及腐蚀脆断动力学模型的多灾种耦合模型库。
[0017]进一步，在步骤S3中，具体执行以下操作：
[0018]采用语义搜索三级灾害结构的事件因子谱图{S
i
,S
j
,S
k
}，其中，S
i
表示第i个致灾因子，S
j
表示第j个承灾载体，S
k
表示第k个灾害事件，当事件因子同时存在于致灾因子以及承灾载体时，确定其为险兆因子R
ij
，R
ij
∈{S
i
,S
j
,S
k
}，其中，ij表示险兆因子序号，并建立险兆因子集合{R
ij
}。
[0019]进一步，在步骤S4中，具体执行以下操作：
[0020]基于步骤S3中包括振颤模型、暴雨
‑
内涝动力学模型、土壤固结沉降动力学模型、刚体疲劳断裂及腐蚀脆断动力学模型在内的多灾种耦合模型库，结合环境变量，包括温度、湿度、降雨量、风力、雷暴和震度，确定多灾种耦合事件链中各个险兆因子之间的效用关系：
[0021][0022]其中，u
ij
为险兆因子之间的功效度；为由动力学模型计算后，第i个致灾因子S
i
导致第j个承灾载体S
j
获得的险兆因子R
ij
的耦合作用力；β
ij
、α
ij
为预设的险兆因子的上、
下临界点限值。
[0023]进一步，在步骤S5中，具体执行以下操作：
[0024]根据各个险兆因子之间的效用关系，借鉴物理学中的耦合概念及模型，计算险兆因子之间的耦合度C
ij
，
[0025][002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.事件链驱动下的多灾种耦合模型推演方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取暴雨事件、地质灾害事件、雷电事件、内涝灾害事件、城市生命线基础设施事故事件多种典型自然灾害事件，将上述多种典型自然灾害事件进行粒度分解，构建包括致灾因子、承灾载体、孕灾环境三级结构的事件因子及事件因子谱图；S2、根据步骤S1得到的事件因子，构建包括振颤模型、暴雨
‑
内涝动力学模型、土壤固结沉降动力学模型、刚体疲劳断裂及腐蚀脆断动力学模型的多灾种耦合模型库；S3、根据步骤S2中构建的多灾种耦合模型库，确定暴雨事件、地质灾害事件、雷电事件、内涝灾害事件、城市生命线基础设施事故事件构成的多灾种耦合事件链中的险兆因子；S4、根据步骤S3中构建的多灾种耦合模型库，结合环境参数，确定多灾种耦合事件链中各个险兆因子之间的效用关系；S5、根据步骤S4中确定的险兆因子之间的效用关系，计算险兆因子之间的耦合度大小；S6、根据步骤S5中确定的险兆因子之间的耦合度，结合步骤S1中得到的事件因子谱图，确定险兆因子之间的相关关系，绘制多灾种耦合事件链，确定多灾种耦合事件链及其中的态势情景单元；S7、根据险兆因子的效用关系，并基于状态转移理论得出态势情景单元的状态转移概率，进而得出多灾种耦合事件链的联合条件概率分布，建立多灾种耦合事件链推理原则，完成多灾种耦合模型推演。2.根据权利要求1所述的事件链驱动下的多灾种耦合模型推演方法，其特征在于，在步骤S1中，具体执行以下操作：获取暴雨事件、地质灾害事件、雷电事件、内涝灾害事件、城市生命线基础设施事故事件多种典型自然灾害事件，对上述多种典型自然灾害事件进行粒度分解，确定各个灾害事件的致灾因子和承灾载体，构建包括致灾因子{S1…
S
i
}、承灾载体{S1…
S
j
}和孕灾环境{S1…
S
k
}的三级灾害结构的事件因子及事件因子谱图{S
i
,S
j
,S
k
}，其中，S
i
表示第i个致灾因子，S
j
表示第j个承灾载体，S
k
表示第k个灾害事件。3.根据权利要求1所述的事件链驱动下的多灾种耦合模型推演方法，其特征在于，在步骤S2中，具体执行以下操作：根据步骤S1中得到的事件因子，根据流体力学、电学、土壤力学、结构力学的原理，构建包括振颤模型、暴雨
‑
内涝动力学模型、土壤固结沉降动力学模型、刚体疲劳断裂及腐蚀脆断动力学模型的多灾种耦合模型库。4.根据权利要求1所述的事件链驱动下的多灾种耦合模型推演方法，其特征在于，在步骤S3中，具体执行以下操作：采用语义搜索三级灾害结构的事件因子谱图{S
i
,S
j
,S
k
}，其中，S
i
表示第i个致灾因子，S
j
表示第j个承灾载体，S
k
表示第k个灾害事件，当事件因子同时存在于致灾因子以及承灾载体时，确定其为险兆因子R
ij
，R
ij
∈{S
i
,S
j
,S
k
}，其中，ij表示险兆因子序号，并建立险兆因子集合{R
ij
}。5.根据权利要求1所述的事件链驱动下的多灾种耦合模型推演方...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚燕燕，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：