基于“情景—应对”的非常规突发灾害事故应急决策技术研究

发布时间：2017-03-17 16:06

  本文关键词：基于“情景—应对”的非常规突发灾害事故应急决策技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着我国经济社会的快速发展和新材料、新能源、新工艺、新产品的广泛应用,新型灾害事故不断涌现,超高层建筑、深地下工程、石油化工园区火灾和危险化学品泄漏、建筑物倒塌、核泄漏、地震等各类灾害事故都呈现出明显的非传统性、非常规性特征。非常规突发灾害事故具有发生概率低、演变过程复杂、演变路径不清晰等特点,一旦发生往往会造成大量人员伤亡和巨大财产损失,严重时破坏生存环境,造成灾难性后果。为了有效降低非常规突发灾害事故的危害,就必须要积极研究非常规突发灾害事故的应急处置方式。本文从国内外典型案例研究出发,在探索研究非常规突发灾害事故发生、发展、演变规律的基础上,运用动态贝叶斯网络、案例推理、云理论等最新的决策理论与方法,开展基于“情景-应对”的非常规突发灾害事故应急决策关键技术研究。主要研究内容与成果如下:(1)构建了基于动态贝叶斯网络的非常规突发灾害事故情景推演模型。在分析非常规突发灾害事故特征及演变规律的基础上,探讨分析灾害事故的演变机理和事故情景的演变路径;通过分析各事故情景要素间的因果关系,构建事故情景的网络结构图;运用情景分析、贝叶斯网络等技术方法分析、预测、判断事故情景未来发展、演变的趋势,构建非常规突发灾害事故的情景推演模型,最终形成灾害事故情景演变综合态势图。通过情景演变综合态势图,可直观、清晰地看出灾害事故发生发展以及蔓延的整体情况。应急决策主体可根据当前事故状态及演变趋势进行应急决策,并根据下一时间段事故可能演变路径对应急力量进行提前调整和部署,使应急决策主体能够在紧迫的时间约束下,尽可能做出可行的、满意的、科学的决策。(2)以灾害事故情景推演结果为处置目标,研究了基于知识元和案例推理技术的非常规突发灾害事故应急决策方案生成方法。分析非常规突发灾害事故情景特征要素,研究基于知识元的非常规突发灾害事故情景表示方法;分析提取灾害事故的基本情景信息,研究案例的结构化表示方法;设计基于属性相似度和结构相似度双重相似的情景匹配算法及案例推理决策流程,研究非常规突发灾害事故应急决策方案的生成方法。该方法可针对灾害事故情景的变化,动态作出调整,生成不同的应急决策方案,为灾害事故现场科学决策提供切实可行的参考。(3)针对应急方案优选中存在的模糊性、随机性等不确定问题,提出将定性定量不确定性转换的云模型应用到应急决策中,构建了基于云模型的非常规突发灾害事故应急方案优选方法模型,给出模型的相应算法和实现途径,有效解决模糊性和随机性并存情形下的专家评价与决策问题,使决策结果更为直观、合理,便于应急决策者科学决策。(4)基于上述应急决策技术理论,以大连“7.16”油库爆炸火灾事故应急为实例,验证了“情景-应对”模式下的非常规突发灾害事故应急决策实现途径。实例研究表明:“情景-应对”型应急方式能在非常规突发灾害事故发生时,对事故情景的演变路径和发展态势进行分析推演,推演结果符合灾害事故实际情况;针对不断演变的灾害事故情景,动态生成不同决策方案,并通过方案优选给出最佳的应对策略,有效降低应急决策的不确定性,保证非常规突发灾害事故应急处置的合理性和准确性。以上研究成果进一步丰富和拓展创新了“情景-应对”型非常规突发灾害事故应急决策理论,为非常规突发灾害事故现场决策提供了新思路及切实可行的参考,并为应急决策系统的开发提供技术支持。
【关键词】：非常规突发灾害事故 情景-应对 应急决策 动态贝叶斯 知识元 案例推理 云模型
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X928
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 第1章 绪论15-31
• 1.1 研究背景及意义15-17
• 1.2 国内外研究现状及述评17-25
• 1.2.1 非常规突发灾害事故应急决策研究现状17-21
• 1.2.2“情景-应对”方法研究现状21-25
• 1.3 研究内容和方法25-30
• 1.3.1 研究内容25-28
• 1.3.2 研究方法和技术路线28-30
• 1.4 本章小结30-31
• 第2章 非常规突发灾害事故情景推演31-52
• 2.1 非常规突发灾害事故的特征和演变机理32-41
• 2.1.1 非常规突发灾害事故的界定和分类32-33
• 2.1.2 非常规突发灾害事故的特征33-36
• 2.1.3 非常规突发灾害事故的演变机理36-41
• 2.2 非常规突发灾害事故情景演变路径分析41-44
• 2.2.1 情景的界定41-42
• 2.2.2 情景演变规律42-43
• 2.2.3 情景演变路径43-44
• 2.3 非常规突发灾害事故情景网络构建44-48
• 2.3.1 动态贝叶斯网络45-46
• 2.3.2 情景动态贝叶斯网络构建46-48
• 2.4 非常规突发灾害事故情景概率计算48-50
• 2.4.1 节点变量概率分配48-49
• 2.4.2 情景概率计算49-50
• 2.5 绘制非常规突发灾害事故情景演变综合态势图50-51
• 2.6 本章小结51-52
• 第3章 非常规突发灾害事故应急决策方案生成52-77
• 3.1 非常规突发灾害事故情景表示52-62
• 3.1.1 情景特征要素53-54
• 3.1.2 基于知识元理论的情景表示54-62
• 3.2 非常规突发灾害事故情景匹配62-71
• 3.2.1 案例推理技术概述62-64
• 3.2.2 情景的组织与索引64-65
• 3.2.3 情景的检索65-71
• 3.3 应急决策方案生成71-76
• 3.3.1 应急决策方案内容71-72
• 3.3.2 现场应急决策需求72-73
• 3.3.3 应急决策方案呈现73-76
• 3.4 本章小结76-77
• 第4章 非常规突发灾害事故应急决策方案优选77-96
• 4.1 应急方案优选中的不确定性77-82
• 4.1.1 模糊性78-80
• 4.1.2 随机性80-82
• 4.1.3 模糊性和随机性的关联82
• 4.2 云模型理论82-85
• 4.2.1 基本定义83
• 4.2.2 云模型数字特征83-84
• 4.2.3 云发生器84-85
• 4.2.4 云运算规则85
• 4.3 基于云模型的应急方案优选方法85-94
• 4.3.1 建立决策指标集86-87
• 4.3.2 应急方案的评价87-91
• 4.3.3 应急方案的优选91-94
• 4.4 本章小结94-96
• 第5章 基于“情景-应对”的非常规突发灾害事故应急决策实现—以大连“7.16”油库爆炸火灾事故应急为例96-120
• 5.1 大连“7.16”油库爆炸火灾事故情景推演97-108
• 5.1.1 事故演变机理97-98
• 5.1.2 事故情景演变路径分析98-100
• 5.1.3 节点变量的确定及网络构建100-102
• 5.1.4 事故情景概率计算102-107
• 5.1.5 形成事故情景演变综合态势图107-108
• 5.2 应急决策方案生成108-115
• 5.2.1 目标情景的表示108-109
• 5.2.2 情景匹配109-111
• 5.2.3 应急决策方案生成111-115
• 5.3 应急决策方案优选115-119
• 5.3.1 确定决策指标的权重云W115-116
• 5.3.2 确定决策指标的评价云U116-117
• 5.3.3 确定应急方案的评价云V117-118
• 5.3.4 云的相似性比较及方案优选118-119
• 5.4 本章小结119-120
• 第6章 结论与展望120-124
• 6.1 主要研究成果与结论120-122
• 6.1.1 主要研究成果120-121
• 6.1.2 主要研究结论121-122
• 6.2 创新点122
• 6.3 研究展望122-124
• 参考文献124-135
• 附录A 特征要素属性权重表135-136
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单136-138
• 致谢138

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