基于复杂网络理论的灾害脆弱性时空分析方法研究——以爆炸灾害为例

摘要

随着社会、资源、环境矛盾的不断加深，过去20年，灾害发生的频率显著提高，造成的损失也日益加剧，减灾防灾在世界范围内受到重视。在此背景下，灾害脆弱性因关系到承灾体的功能与特性，直接影响灾害损失的大小，成为了当代灾害研究的重点。灾害脆弱性是承灾体在遭遇灾难时所表现出的易受到伤害和损失的性质。目前，对灾害脆弱性的研究，集中于基于指标的灾害脆弱性评估，这种方法相对静态，忽视了脆弱因素自身的结构特性对灾害产生的连锁故障和损失分析，故需对此进一步探究，精确并完善灾害脆弱性的计算。
　　本文在广泛阅读文献的基础上，梳理了复杂网络理论及其统计特性。并根据不同性质的脆弱性因素引入复杂网络，通过网络结构分析，计算受灾后产生的连锁故障和损失。同时，通过网络节点间的空间谓词分析，探讨不同位置受灾后的损失差异，及灾害脆弱性的空间研究；此外考虑时间变化对脆弱性因素的影响，分析灾害脆弱性随时间变化的规律。最后，通过AHP层次分析法对不同脆弱因素进行加权求和计算，形成灾害脆弱性的时空研究算法。在此基础上，以爆炸灾害为例，应用Python软件进行模拟仿真分析，试图验证本算法的科学性与实践性。对灾害脆弱性的算法研究，有利于为应急资源储备提供科学依据，同时也是应急管理的重要研究领域。

目录

声明

答辩决议书

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2研究目的和意义

1.3 研究方案

第二章 文献综述

2.1灾害脆弱性综述

2.2复杂网络理论文献综述

2.3文献综述述评

第三章 复杂网络理论构建

3.1复杂网络的特性

3.2复杂网络的基本概念

3.3复杂网络模型

3.4加权复杂网络

3.5复杂网络的效率和脆弱性算法

第四章 基于复杂网络的灾害脆弱性算法

4.1网络的形成

4.2复杂网络的加权

4.3基于空间谓词的攻击策略选择

4.4基于复杂网络的脆弱性算法

第五章 灾害脆弱性算法仿真

5.1仿真的步骤

5.2复杂网络的构建与加权

5.3权重的归一化

5.4网络的属性

5.5单层网络的网络效率及脆弱性仿真

5.6基于AHP加权的多层网络总效率及脆弱性仿真

第六章 结论与展望

6.1研究内容及成果

6.2研究不足及未来展望

参考文献

附录1：供电网络邻接矩阵

附录2：供水网络邻接矩阵

附录3：交通网络邻接矩阵

附录4：房屋建筑邻接矩阵

附录5：人口聚集点邻接矩阵

致谢

作者攻读硕士学位期间完成的科研成果