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基于复合极值理论与故障树技术的脆弱性分析

王守全  
【摘要】: 随着经济社会的发展和人类对自然环境破坏的加剧,各种人为的和自然的突发事件逐渐增多。这些突发事件不仅会造成严重的人员伤亡和巨大的经济损失,而且对社会稳定带来严重影响。国内外学者普遍认为,突发事件造成的损失是由两方面造成的:一是突发事件本身破坏能力的大小;二是受灾对象脆弱性的高低。本文旨在对应急管理中脆弱性进行分析,主要是从以下几个方面展开研究工作: 首先,在对脆弱性相关研究进行系统总结的基础上,本文提出了脆弱性分析的理论框架。该脆弱性分析框架提出脆弱性分析主要是从脆弱性的度量和脆弱因素的识别等方面进行分析。 其次,建立复合极值分布理论模型,进行脆弱性度量。通过该模型能够得出脆弱性损失,脆弱性损失能够反映脆弱性的高低,从而有利于脆弱性的定量分析。本文依据复合极值分布理论和数理统计相关理论,建立了由突发事件发生频次及其造成的灾难损失为变量构成的一种理论分布模型——复合极值分布模型。同时,该模型为建立应急准备体系提供理论依据。另外,通过对模型的分析可以得出:发生某损失以上灾害的周期与突发事件出现频率成反比。 第三,提出基于故障树技术的脆弱性因素分析方法。本文结合应急准备体系脆弱性分析应考虑的因素和故障树技术本身的特点,提出基于故障树技术的脆弱因素分析。本文在该方法中给出了系统的脆弱因素分析思路。同时,针对故障树最小割集求解问题,提出一种易于理解、易于编程实现——基于阶跃函数的故障树最小割集算法。通过最小割集选取可能影响脆弱性的主要因素,并结合各个区域脆弱性损失的具体数据分析各个因素对脆弱性的影响程度。 最后,通过气象灾害相关资料进行脆弱性的实证分析。通过本文提出的复合极值模型与故障树技术的脆弱性分析方法,分析影响气象灾害脆弱性的因素,其中经济发展水平、人口密度和环境保护情况对气象灾害脆弱性有显著性影响。


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