[發(fā)明專利]事件鏈驅(qū)動下的多災(zāi)種耦合模型推演方法

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• 申請日: 2022-03-22
• 公開（公告）號: CN114841398A
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 褚燕燕
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06N5/04;G06F30/20;G06F111/08
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 劉暢

本發(fā)明公開了一種事件鏈驅(qū)動下的多災(zāi)種耦合模型推演方法，包括以下步驟：S1、構(gòu)建包括致災(zāi)因子、承災(zāi)載體、孕災(zāi)環(huán)境三級結(jié)構(gòu)的事件因子及事件因子譜圖；S2、構(gòu)建多災(zāi)種耦合模型庫；S3、確定多災(zāi)種耦合事件鏈的險兆因子；S4、確定多災(zāi)種耦合事件鏈中各個險兆因子之間的效用關(guān)系；S5、計算險兆因子之間的耦合度大小；S6、繪制多災(zāi)種耦合事件鏈；S7、計算得出多災(zāi)種耦合事件鏈的聯(lián)合條件概率分布，建立多災(zāi)種耦合事件鏈推理原則，完成多災(zāi)種耦合模型推演。本發(fā)明采用事件鏈的方式，實現(xiàn)了多種原生災(zāi)害耦合發(fā)生演化過程的推演，進而預(yù)測多災(zāi)種耦合事件發(fā)生風(fēng)險。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多災(zāi)種耦合風(fēng)險預(yù)測的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指事件鏈驅(qū)動下的多災(zāi)種耦合模型推演方法。

背景技術(shù)

由自然災(zāi)害引發(fā)工業(yè)災(zāi)害，從而導(dǎo)致重特大安全事故的案例時有發(fā)生。2008年，汶川發(fā)生里氏震級達8.0級的大地震，大量化工企業(yè)的生產(chǎn)、儲存裝置遭到嚴(yán)重破壞。位于什邡市的一家化肥廠硫磺沉降槽受災(zāi)損壞，造成硫磺起火燃燒，釋放出大量有毒SO2煙霧。更為嚴(yán)重的是在此期間該廠區(qū)儲存液氨的球罐底部管道發(fā)生破裂，造成約400噸的液氨泄漏。2005年，颶風(fēng)“Katrina”登陸美國西南部，造成至少1833人死亡，400多家工廠遭到嚴(yán)重破壞，所泄漏的危險有毒物質(zhì)對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。從這些重大事故中可以看出，自然災(zāi)害與火災(zāi)、爆炸、中毒等工業(yè)技術(shù)災(zāi)害的耦合事故，所造成的危害與損失往往遠超自然災(zāi)害本身。

事件鏈通過體現(xiàn)災(zāi)害事件之間的同源性、鏈發(fā)性以及韻律性，將其組成一個相互關(guān)系、相互作用整體。事件鏈方法應(yīng)用于應(yīng)對各類自然災(zāi)害事故，David采用事件鏈對加拿大，Nova Scotia地區(qū)1992年的礦難進行系統(tǒng)動力學(xué)分析，描述了引起這一礦難的因果結(jié)構(gòu)及條件要素之間的相互關(guān)系。史培軍把災(zāi)害鏈看做是由致災(zāi)因子引發(fā)的一系列災(zāi)害現(xiàn)象，這里的致災(zāi)因子可能是自然原因(如地震、暴雨、臺風(fēng)等)、人為異動(如操作不當(dāng)，故意破壞等)，也可能是技術(shù)異常(如機器故障，參數(shù)錯誤等)和政治經(jīng)濟變化(如金融危機、糧食危機等)。文傳甲認(rèn)為災(zāi)害鏈要由兩種以上的災(zāi)害組成，并且災(zāi)害之間要存在著因果關(guān)系。在前面作為引導(dǎo)或觸發(fā)地位的災(zāi)害被定義為啟動災(zāi)環(huán)，后面被觸發(fā)的災(zāi)害被定義為被動災(zāi)環(huán)。劉文方將災(zāi)害鏈中的災(zāi)害節(jié)點作為災(zāi)害子系統(tǒng)進行研究，認(rèn)為災(zāi)害鏈的形成是由于災(zāi)害子系統(tǒng)之間存在著一系列相互作用，這些相互作用是自行連續(xù)發(fā)生的。韓金良等對地質(zhì)災(zāi)害鏈進行了分類和分級，從誘發(fā)因素角度將地質(zhì)災(zāi)害鏈分為內(nèi)動力地質(zhì)災(zāi)害鏈、外動力地質(zhì)災(zāi)害鏈、人類工程活動地質(zhì)災(zāi)害鏈以及復(fù)合型地質(zhì)災(zāi)害鏈。從已有文獻可以看出，對災(zāi)害鏈的應(yīng)用研究現(xiàn)在主要集中于自然災(zāi)害，而將其用于多災(zāi)種耦合關(guān)系的推演問題中，目前尚缺少對自然災(zāi)害導(dǎo)致工業(yè)災(zāi)害的動力學(xué)耦合機制探討。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種事件鏈驅(qū)動下的多災(zāi)種耦合模型推演方法，采用事件鏈的方式，實現(xiàn)了多種原生災(zāi)害耦合發(fā)生演化過程的推演，進而預(yù)測多災(zāi)種耦合事件發(fā)生風(fēng)險。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為：一種事件鏈驅(qū)動下的多災(zāi)種耦合模型推演方法，包括以下步驟：

S1、獲取暴雨事件、地質(zhì)災(zāi)害事件、雷電事件、內(nèi)澇災(zāi)害事件、城市生命線基礎(chǔ)設(shè)施事故事件多種典型自然災(zāi)害事件，將上述多種典型自然災(zāi)害事件進行粒度分解，構(gòu)建包括致災(zāi)因子、承災(zāi)載體、孕災(zāi)環(huán)境三級結(jié)構(gòu)的事件因子及事件因子譜圖；

S2、根據(jù)步驟S1得到的事件因子，構(gòu)建包括振顫模型、暴雨-內(nèi)澇動力學(xué)模型、土壤固結(jié)沉降動力學(xué)模型、剛體疲勞斷裂及腐蝕脆斷動力學(xué)模型的多災(zāi)種耦合模型庫；

S3、根據(jù)步驟S2中構(gòu)建的多災(zāi)種耦合模型庫，確定暴雨事件、地質(zhì)災(zāi)害事件、雷電事件、內(nèi)澇災(zāi)害事件、城市生命線基礎(chǔ)設(shè)施事故事件構(gòu)成的多災(zāi)種耦合事件鏈中的險兆因子；

S4、根據(jù)步驟S3中構(gòu)建的多災(zāi)種耦合模型庫，結(jié)合環(huán)境參數(shù)，確定多災(zāi)種耦合事件鏈中各個險兆因子之間的效用關(guān)系；

S5、根據(jù)步驟S4中確定的險兆因子之間的效用關(guān)系，計算險兆因子之間的耦合度大小；