一种公路路段抗灾韧性快速评价方法技术

本发明专利技术涉及一种公路路段抗灾韧性快速评价方法，属于基础设施抗灾韧性评估领域。该方法包括：S1：选择调查路段；S2：从路段运营管理及维修养护机构获取灾害前后路段断面交通量、初次建设经费与时长、灾后修复/重建经费与时长和临近可替代路段的通行时长；S3：根据p位专家分别针对各灾种对评价路段影响程度的独立评分，确定各灾种韧性综合评价指标的权重w

【技术实现步骤摘要】
一种公路路段抗灾韧性快速评价方法


[0001]本专利技术属于基础设施抗灾韧性评估领域，涉及一种公路路段抗灾韧性快速评价方法。

技术介绍

[0002]近年来，很多地区地震、暴雨等自然灾害的发生频率高、强度大，给公路正常运营维护带来了极大挑战。鉴于此，基础设施抗灾韧性正在成为目前交通土建领域的研究热点。
[0003]“韧性”这个概念来源于材料学，针对基础设施，目前尚无统一的、被广泛认可的定义，综合国内外文献，可知其大致定义如下：基础设施抵御灾害、吸收损失与恢复正常服役性态的能力。
[0004]一般而言，灾害或突发事件作用下公路基础设施性态水平(包括安全性态和功能性态)会发生变化，其生命周期可大致划分为稳定阶段、损坏阶段、恢复阶段、重新稳定阶段四个阶段，如图1所示。图1中，Q(t)为公路基础设施的性态水平，Q0为灾害发生前设施的性态水平，Q
t1
为灾害发生后设施的最低性态水平，t0为灾害发生时刻，t1为设施性态水平降低到最低值时对应的时刻，t2为设施性态水平恢复到正常值时对应的时刻。
[0005]按照“网—线—点”的层次逻辑，公路基础设施抗灾韧性研究对象可分为以下三个尺度：
[0006](1)宏观尺度：路网韧性；
[0007](2)中观尺度：路段韧性；
[0008](3)微观尺度：结构(路基、桥梁、隧道等)韧性；
[0009]进一步，开展设施抗灾韧性评价技术研究是有效实施设施韧性监控与预警、柔性运行、快速恢复等技术的基础条件，目前，基础设施抗灾韧性评估领域的研究与应用侧重于城市基础设施，公路基础设施的研究与应用还很少，针对运营路段，公路行业尚未建立简单、实用的抗灾韧性评估体系。

技术实现思路

[0010]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种公路路段抗灾韧性快速评价方法，以致灾风险较高的公路重点区段(或路段)为研究对象，构建起公路基础设施抗灾韧性量化表征指标体系、评估模型及其分级标准，从而提高公路路段抗灾韧性评价速度和准确性；可供运营管理、维修养护及技术咨询机构参考使用。
[0011]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0012]一种公路路段抗灾韧性快速评价方法，具体包括以下步骤：
[0013]S1：选择调查路段，要求备选路段经历过“灾害发生—灾中变化—灾后恢复”整个阶段，且最好拥有高陡边坡、桥梁、隧道等典型结构类型；
[0014]S2：从路段运营管理及维修养护机构获取灾害前后路段断面交通量、初次建设经费与时长、灾后修复/重建经费与时长和临近可替代路段的通行时长等数据；
[0015]S3：根据p位专家分别针对各灾种对评价路段影响程度的独立评分，确定各灾种韧性综合评价指标的权重w
i
；
[0016]S4：计算代表性断面交通量下降比率JMGI、恢复度HFI和替代度TDI；
[0017]S5：确定各灾种的路段抗灾韧性综合评价指标CRI
i
，并结合步骤S3确定的权重w
i
计算出路段抗灾韧性总体评价指标CRI；
[0018]S6：将总体评价指标CRI转换为标准值CRI
标
，选择合适临界值划分韧性评价等级取值范围，根据标准值CRI
标
所在取值范围确定评价路段抗灾韧性等级。
[0019]进一步，步骤S3中，确定各灾种韧性综合评价指标的权重w
i
的计算公式为：
[0020][0021]其中，w
qi
表示第q位专家针对灾种i的韧性综合评价指标的权重，q＝1,2,...,p，p表示参与评分的专家人数；i＝1,2,...,m，m表示灾害种类数；
[0022][0023]其中，b
qi
为针对灾种i的影响程度第q位专家给出的得分。
[0024]进一步，步骤S4中，代表性断面交通量下降比率JMGI的计算公式为：
[0025][0026]其中，V0为灾害发生前的断面交通量，V
t1
为灾害发生后的断面交通量；当灾害发生后，路段某一断面完全阻断，即断面交通量V
t1
降为0，此时JMGI为0；若在灾害发生后，路段通行完全不受影响，断面交通量V
t1
等于甚至超过灾害发生前的断面交通量V0，规定此时JMGI为1。
[0027]进一步，步骤S4中，恢复度HFI的计算公式为：
[0028][0029]其中，t
c
为受灾区段初次建设时长，m
c
为受灾区段初次建设经费；t
r
为受灾区段恢复至正常状态所需时长，m
r
为受灾区段恢复至正常状态所需经费；当灾后恢复时长与恢复经费的乘积大于等于初建时长与初建经费的乘积时，规定此时HFI为0；
[0030]针对灾种i，评价区段性态恢复度指标HFI
i
的计算公式为：
[0031][0032]其中，HFI
ij
为针对灾种i，区段j的性态恢复度指标值；i＝1,2,
…
,m；j＝1,2,
…
,n，m表示灾害种类数，n表示评价区段数量。
[0033]进一步，步骤S4中，替代度TDI的计算公式为：
[0034][0035]其中，T0为评价路段通行时长，T
s
为临近区域备选路段通行时长；若临近区域没有可替代路段，规定此时TDI为0；若备选路段通行时长短于或等于评价路段通行时长，即T
s
≤T0，规定此时TDI为1。
[0036]进一步，步骤S5中，针对灾种i，公路基础设施路段抗灾韧性综合评价指标CRI
i
的计算公式为：
[0037][0038]在不区分灾种条件下，公路基础设施路段抗灾韧性总体评价指标CRI的计算公式为：
[0039][0040]本专利技术的有益效果在于：本专利技术以致灾风险较高的公路重点区段(或路段)为研究对象，构建起公路基础设施抗灾韧性量化表征指标体系、评估模型及其分级标准，从而提高公路路段抗灾韧性评价速度和准确性；可供运营管理、维修养护及技术咨询机构参考使用。
[0041]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0042]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0043]图1为公路基础设施抗灾韧性概念量化图；
[0044]图2为公路基础设施抗灾韧性评价区段划分示意图；
[0045]图3为替代度TDI的计算示意图；
[0046]图4为本专利技术公路路段抗灾韧性快速评价方法流程图。
具体实施方式
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种公路路段抗灾韧性快速评价方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：S1：选择调查路段，要求备选路段经历过“灾害发生—灾中变化—灾后恢复”整个阶段；S2：从路段运营管理及维修养护机构获取灾害前后路段断面交通量、初次建设经费与时长、灾后修复/重建经费与时长和临近可替代路段的通行时长；S3：根据p位专家分别针对各灾种对评价路段影响程度的独立评分，确定各灾种韧性综合评价指标的权重w
i
；S4：计算代表性断面交通量下降比率JMGI、恢复度HFI和替代度TDI；S5：确定各灾种的路段抗灾韧性综合评价指标CRI
i
，并结合步骤S3确定的权重w
i
计算路段抗灾韧性总体评价指标CRI；S6：将总体评价指标CRI转换为标准值CRI
标
，选择合适临界值划分韧性评价等级取值范围，根据标准值CRI
标
所在取值范围确定评价路段抗灾韧性等级。2.根据权利要求1所述的公路路段抗灾韧性快速评价方法，其特征在于，步骤S3中，确定各灾种韧性综合评价指标的权重w
i
的计算公式为：其中，w
qi
表示第q位专家针对灾种i的韧性综合评价指标的权重，q＝1,2,...,p，p表示参与评分的专家人数；i＝1,2,...,m，m表示灾害种类数；其中，b
qi
为针对灾种i的影响程度第q位专家给出的得分。3.根据权利要求1所述的公路路段抗灾韧性快速评价方法，其特征在于，步骤S4中，代表性断面交通量下降比率JMGI的计算公式为：其中，V0为灾害发生前的断面交通量，V
t1
为灾害发生后的断面交通量；当灾害发生后，路段某一断面完全阻断，即断面交通量V
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李聪，邓卫东，袁明园，唐胜传，赵梦珍，周启伟，李菁若，
申请(专利权)人：招商局重庆交通科研设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：