[發明專利]概率地震經濟損失計算方法及系統

在審

• 申請號: 201910339717.1
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN110046454A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 邵霄怡;王曉青;許沖;馬思遠
• 申請（專利權）人: 中國地震局地質研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q10/06
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 陳勇

本發明提供一種概率地震經濟損失計算方法及系統。該方法包括：選擇影響目標區域的地震帶與潛在震源區，并確定地震活動性模型和地震活動性參數；通過蒙特卡洛隨機模擬方法生成地震事件數據庫；選取衰減模型，并根據地震目錄庫計算目標區域內任意場點的地震烈度；根據地震烈度和宏觀經濟易損性模型，計算目標區域的經濟損失；結合大數定理和全概率公式，計算t年內任意場點的地震損失發生概率以及指定概率條件下場點的經濟損失。該系統包括：模型及參數確定單元、地震事件數據庫生成單元、地震烈度計算單元、經濟損失計算單元和地震損失發生概率及損失計算單元。本發明考慮了場點可能多次遭受同一烈度影響，為地震損失預測提供技術支持。

技術領域

本發明涉及概率地震損失風險評估和地震損失預測技術領域，尤其涉及一種概率地震經濟損失計算方法及系統。

背景技術

20世紀以來，我國約占全球地震死亡人數的一半，隨著社會經濟的不斷發展，全球地震災害呈現迅速增長的趨勢。當地震與自然和人文環境的脆弱性、暴露度疊加后形成災害風險，進而可能發生災害。因此減輕地震災害風險關鍵是風險識別評估。如何防范地震風險、有效降低震害損失成為全人類面臨的一項長期而艱巨的任務。

傳統的震害損失預測分析通常采用易損性分類清單的方法，要求對研究區內建筑設施結構進行詳盡的調查給出震害矩陣。但面臨現代社會的快速發展，使得傳統方法在資料收集以及更新方面都存在局限性。

在宏觀經濟易損性模型的震害損失預測分析中，例如以GDP損失為指標，一般在考慮地震危險性時是有概率水平的,可是在分析震害及經濟損失時,沒有充分考慮這些因素的概率特征。此外，在目前流行的地震期望損失評估方法中，將某種烈度造成的損失定義為未來場地遭受一次地震所造成的平均損失，沒有考慮在給定年限內，場點可能多次遭受同一烈度的影響。這樣往往會低估地震的損失，特別是給定評估的年限較長時，其不準確性將顯著增加。

因此，需要充分考慮震害損失預測中的概率水平，來研究地震損失發生概率及地震經濟損失的估計方法是本領域亟待解決的技術問題。

發明內容

為解決現有技術中存在的“因未考慮一個場點可能多次遭受同一烈度的影響而造成地震損失評估結果不準確”的問題，本發明提供一種概率地震經濟損失計算的方法及系統，考慮了在預測年限內，場點可能多次遭受同一烈度或不同烈度的影響，為地震損失預測和地震風險防控，有效地減輕地震風險提供了很好的技術支持。

第一方面，本發明提供一種概率地震經濟損失計算方法，該方法包括：

步驟1、選擇影響目標區域的地震帶與潛在震源區，并確定所述目標區域的地震活動性模型和地震活動性參數；

步驟2、根據所述地震活動性模型和所述地震活動性參數，通過蒙特卡洛隨機模擬方法生成地震事件數據庫；

步驟3、選取衰減模型，并根據所述地震目錄庫計算所述目標區域內任意場點的地震烈度；

步驟4、根據所述地震烈度和宏觀經濟易損性模型，計算目標區域的經濟損失；

步驟5、結合大數定理和全概率公式，計算待預測t年內任意場點的地震損失發生概率以及指定概率條件下場點的經濟損失。

進一步地，所述步驟2具體包括：

步驟2.1、采用馬特賽特旋轉演算法生成隨機數r，r∈[0,1]；

步驟2.2、根據地震活動的年平均發生率和地震發生次數累積分布函數，得到一次實驗待預測t年內地震的發生次數k，所述地震發生次數累積分布函數為式(1)：

其中，v₀為年平均發生率；P(n≤k)＝r；

步驟2.3、根據地震震級累積分布函數，得到k個地震的震級分布，所述地震震級累積分布函數為式(2)：