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摘要:随着城市化进程的加快,城市灾害的链式效应越来越明显,因为灾害链式效应所造成的损失也越来越巨大。因此以灾害链为核心对城市灾害进行风险评估,才能全面、系统地把握城市灾害的隐患程度,为构建城市综合防灾减灾体系、以及城市灾害风险管理提供可靠的理论依据。本文针对城市灾害链和风险评估当中的一些关键问题作了以下几个方面的研究:(1)对城市灾害链的形成机理进行了分析,结果表明在致灾因子作用下各承灾体之间复杂的相互作用关系是城市灾害链产生的直接原因。对四种典型城市灾害的链式效应进行了分析,指出城市灾害链具有复杂的网络结构特征。城市灾害链的能量效应分析表明致灾体所释放出的激发能,与各承灾体能量的耦合作用是产生城市灾害链的根本原因。(2)对城市灾害链的演化规律进行了分析,城市灾害链在演变过程中具有阶段性孕育特征,在时间效应上具有持续性影响和瞬时性影响两种不同的演化行为。以灾害链的演化规律为基础,建立了基于复杂网络的灾害链数学模型,描述了各灾害节点的灾害损失速率和灾害损失度,并提出了基于网络节点脆弱性和连接边脆弱性的断链减灾模式。(3)以城市灾害链系统动力机制描述为基础,先进行了灾害场景的设定,并考虑时滞性的影响,建立了城市灾害链和城市灾害管理的系统动力学模型。并利用Vensim对城市灾害链系统的演化过程进行了仿真分析,得到了主要承灾体易损性与灾害损失速率之间的影响关系,指出降低城市生命线的易损性是降低在城市灾害中人员伤亡率最有效的方法。城市灾害管理系统动力学模型表明了灾害与经济之间相互影响、相辅相成的关系,指出强调灾害管理系统的溢出效应能提高减灾的有效性。(4)分别建立了人口、建筑物和生命线系统等城市主要承灾体的灾损敏感性评估模型。用人体的忍耐力和应急自救能力表征了人在渐发性灾害和突发生灾害时的灾损敏感性,用建筑物的结构指数和使用时间指数表征了建筑物的灾损敏感性指数。利用均衡熵和脆性熵理论分别对单功能网络的脆弱性和各生命线子系统脆性关联程度进行了表征,建立了生命线系统的灾损敏感性评估模型。(5)从基础应灾能力和专项应灾能力两个方面,建立了多层次的城市应灾能力评价指标体系。在对指标体系进行可量化处理的基础上,采用改进层次分析法确定了各指标的权重系数。考虑到城市应灾能力评价指标的模糊性和层次性,建立了基于模糊模式识别的模糊综合评判模型,通过构造出各指标的最优隶属度,使得城市应灾能力的评价更加科学和准确。(6)在分析多灾种风险评估和供应链风险评估方法的基础上,运用贝叶斯公式得到各节点灾害损失等级的联合概率分布,构建了城市自然灾害链的风险评估模型;以多米诺效应为核心建立了城市技术灾害链的风险评估模型。并通过应用实例表明所建立的模型与实际情况具有较高的吻合性,说明了模型的实用性。