事故和灾害预测中的突变模型.docxVIP

2 0 0 3 年 9 月Sep tem b e r 2003Jo u rna l o f Geo lo g ica l H aza rd s and E nv iro nm en t P re se rva t io n文章编号:1006- 4362 (2003) 03- 0039- 06事故和灾害预测中的突变模型董华, 杨卫波(青岛建筑工程学院, 青岛 266033)摘要: 简要介绍了事故与灾害的特征、发展过程的形式及产生的主要原因, 指出事故和灾害预测中的难点, 依据突变论的思想提出了预测事故和灾害的最佳模型——突变模型, 并建立了安全决策尖点突变 模型、事故与灾害原因分析尖点突变模型和事故与灾害预测分析尖点突变模型, 以 1998 年的洪水灾害 为实例, 阐述了模型的应用。关键词: 突变论; 尖点突变; 预测; 事故; 灾害中图分类号: X 43文献标识码: A事故和灾害的特征、发生过程的形2引言当今世界是快速发展的年代, 伴随着现代科学 技术的迅猛发展, 一些新产品、新技术、新思想以及 新观念相继产生, 并被迅速而广泛地应用于各种不 同的系统之中, 在给整个人类社会带来了巨大利益 的同时, 也使得各种系统日趋复杂化。系统中一些潜 在的、未知的和随机的危险因素也日益增多, 一些重 大事故和灾害 ( 如火灾、水灾、地震、交通事故等) 时 有发生, 造成了严重的经济损失、重大的人员伤亡和 恶劣的社会影响。 为了预防和避免这类事故和灾害 的发生, 并将损失和伤亡减小至最低程度, 必须对其 加以预测。然而, 由于事故和灾害的发生具有突变的 特征, 这时运用一般的预测模型进行预测, 要么是对 突变响应的滞后, 要么是没有突变响应, 从而导致预 测效果不佳或预测的失败。因此, 有必要建立一套新 的有效的预测模型来进行预测, 研究表明: 采用突变 理论可以完满地解决这一问题。1式及原因根据系统论的有关知识可知: 任何一个系统都 不是静止不变的, 而是在不停地运动、发展和变化着 的, 在正常情况下, 系统通过保持相对的稳定性和可 控性来达到它的目的和功能; 然而在某些特殊情况 下, 由于系统的内因和外因发生了急剧变化, 系统的 稳定性和可控性就会遭到破坏, 系统的行为状态就 会出现异常情况, 其结果便导致了事故和灾害的发 生。2. 1事故和灾害的特征事故和灾害无秩序、无规律, 人们对其相关的信 息和知识掌握很少, 因此, 由该事件引发的一系列问题都是属于结构不良或非结构化问题, 与普通事件相比, 事故和灾害具有以下三个主要特征:(1) 突发性:是指事件的发生具有很大的偶然性, 纯属于意料之外; 人们往往不能事先准确地肯定事件能否发生、何时发生以及何地发生, 同时对事 件的起因、规模、发展趋势及将要产生的后果也无法收稿日期: 2003204202基金项目:国家“十五”科技攻关项目: 重大工业事故与大城市火灾防范及应急技术研究 (2001BA 803B ) ;青岛市科技发展计划项目:“青岛市公共安全综合研究”40地质灾害与环境保护2003 年事先加以确定。(2) 严重性:辆所具有的危险因素, 年久失修、即将倒塌的房屋的危险因素, 某些机器设备的不安全因素以及自然界 中各种自然物的不规则运动等, 都是引发事故和灾 害的原因。物的因素也是属于系统内部的原因, 也对 事故和灾害的发生起决定作用。是指事件的发生往往具有很大的破坏性, 一旦发生, 如果处理不当或不及时, 将会给事发地区或部门造成不可估量的损失、伤亡和恶 劣的影响, 有时甚至直接关系到国家的兴衰。(3) 紧急性:是指事件一旦发生, 就要求立刻(3) 环境的因素:该因素属于系统的外部原加以妥善而有效地处理, 否则, 事件的发展态势就会随着时间的推移进一步恶化, 并发展成难以控制的 灾害, 最终导致失控和灾难的降临。2. 2 事故和灾害发生过程的两种形式事故和灾害发展过程的形式是指其如何从发生 开始到结束为止, 强调的是事件从发生开始到结束这整个过程的特点, 该过程实际上就是系统内的一些事物发生质变的过程, 根据突变论的有关理论, 质 变有两种实现形式, 即渐变和突变。 因此, 事故和灾 害的发展过程相应的也有两种形式: 渐变形式和突 变形式。因, 是指造成各种系统发生质变 (突变) 的外部环境,包括系统所处的自然环境和社会环境两个方面。 例 如: 暴风雨使得河水泛滥容易引起水灾, 长期干旱的 地区容易引起旱灾, 大风易引起火灾, 充满战争与对 峙的国际环境容易引起国内政治局势的不稳定, 社 会不稳定容易引起罢工、政变等。 一般来说, 环境因 素是引发事故和灾害的间接原因, 能加速或延缓其 发展进程, 但不能起决定作用。事故和灾害预测中的难点突变是事故和灾害