基于贝叶斯网络的城市地震次生灾害演化机理分析.pdfVIP

27o‘4 第27卷第4期 灾害学 VoLN 0F 2012年10月 JOURNALCATAS7rROPHOLOGY 0cL2012 基于贝叶斯网络的城市地震次生灾害演化机理分析+ 马祖军，谢自莉 (西南交通大学经济管理学院物流与应急管理研究所，四川成都610031) 摘要：为了解城市地震次生灾害的演化路径及扩散机理，进而为城市防震救灾工作提供科学的参考依据，通 过对城市地震有关资料和文献的分析，确定出城市地震次生灾害演化系统贝叶斯网络的节点变量及取值范围， 并根据节点变量之问的因果关系构建出贝叶斯网络结构图。通过对国内外典型震例中的16个受灾城市相关数据 进行统计，分析获得网络结构各个变量的条件概率。结合贝叶斯网络推理知识，利用贝叶斯网络工具箱分析了 在相同的地震输入变量、不同的控制输入变量取值条件下，各类城市地震次生灾害的发生概率。算例分析结果 表明不同的应急管理水平对城市地震各类次生灾害的发生概率有显著影响。 关键词：地震；次生灾害；演化机理；贝叶斯网络；城市 中图分类号：x43 文献标志码：A 文章编号：1000—811x{2012)D4—0001一06 城市作为所属地区的政治、经济、文化中心， 称为城市地震次生灾害，表示以震动的破坏后果 人口密集、工商业发达、生命线工程高度集中， 为导因引起的一系列其它灾害。从历史震例来看， 一旦遭受破坏性地震，不仅会造成直接的巨大破 城市地震次生灾害主要有火灾、水灾、毒气污染、 坏，还会诱发多种次生灾害，其造成的损失有时 细菌污染、放射性污染、滑坡、海啸、瘟疫、生 甚至超过了地震造成的直接损失。为此，国内外 命线工程破坏(通讯、交通、供水、供电等)、社 一些学者分别对不同类型的城市地震次生灾害(尤 会恐慌和动乱(如大规模逃亡、抢劫、哄抢)等。 其是城市地震次生火灾)进行了研究¨’10|。城市具 从系统论的角度，城市地震次生灾害演化过 有空问的集中性、人口的密集性以及经济的多样 程可看作一个由输入要素、状态要素和输出要素 性等特点，由此导致城市地震次生灾害具有连锁 组成的系统。该系统可描述为：在地震烈度、地 性…J。但现有研究主要针对单一类型的城市地震 震时间等环境输入因素的作用下，发生建筑物倒 次生灾害发生和发展过程及机理，缺乏对城市地 塌、生命线系统破坏等次生灾害事件(状态要素)， 震及其次生灾害之间关系的深入分析。 并引起人员死亡、疫情(输出要素)等灾害；震后 贝叶斯网络作为一种强有力的不确定性知识表 政府部门采取相应的应急管理措施(输入要素)， 示和概率推理工具，适合对突发事件的发生发展过 以控制各类次生灾害的恶化，这些要素相互影响 程进行建模分析，能够对突发事件的整个发生发展 共同形成了城市地震次生灾害的整体行为¨2|。城 过程进行分析预测。为此，本文基于贝叶斯网络工 市地震次生灾害演化系统的贝叶斯网络由若干子 具对城市地震及其次生灾害之间的演化机理进行分 网络构成，每个子网络都有特定的输入变量、输 析，以期为城市防震减灾工作提供一些参考。 出变量和状态变量(表1)，将输入变量和输出变量 相同的子网络进行合并，即得到整个网络。 1城市地震次生灾害演化系统的贝叶 1．2网络节点变量值域的确定 斯网络模型 城市地震次生灾害演化系统贝叶斯网络节点 变量的取值范围如表2所示，其中部分变量的取值 1．1 贝叶斯网络节