一种区域承灾体脆弱性评价方法与流程

本发明属于灾害评价方法领域，具体涉及一种承灾体脆弱性评价方法。
背景技术：
：近年来，在脆弱性研究方面的投入不断增加。根据janssenm.a.等专家和学者对环境、人文因素等领域的研究，对1967年到2005年的2286份出版物进行收集归纳发现，其中939份出版物与脆弱性有关，并且近几年有不断快速增加的趋势。由此可见，脆弱性在当今的学术研究中地位越来越重要。在地球环境不断变化的背景下，许多领域的科学家把脆弱性作为一种研究工具进行发展和完善，甚至一部分学者把脆弱性作为一种新兴的学科进行研究。脆弱性的概念的研究和评价方法的研究是当前脆弱性研究的首要内容。脆弱性的发展的前景和运用受到能否建立一个统一的脆弱性概念和评价体系的制约。随着对脆弱性研究的深入，大家对脆弱性理解逐渐统一到损失性、敏感性、稳定性等属性，但认识差异仍然存在，依旧面临很多问题。区域承灾体脆弱性指标体系的建立是区域承灾体脆弱性评价的基础，直接影响了评价结果的准确性和客观性，包括评价指标的选取、评价体系的建立和指标权重确定等三部分。技术实现要素：本发明针对目前在承灾体脆弱性领域研究的不足和存在的问题，提供一种区域承灾体脆弱性评价方法。本发明的技术方案是这样实现的：一种区域承灾体脆弱性评价方法，是按照下述方式进行的：1)建立评价指标体系，区域承灾体脆弱性指标体系的主要因素是：人口、固有财富、人类创造财富、生命线系统工程；2)对区域承灾体脆弱性指标进行等级划分；3)确定评价指标权重；采用层次分析法计算脆弱性评价指标权重，具体方法如下：3.1)分析各指标之间的关系，建立阶梯层次评价指标体系；3.2)构造矩阵对重要性进行判断；用矩阵中的数字元素表示两者之间的相对重要性，两两比较同一级别的评价指标，得到相对重要性的差别等级；3.3)求判断矩阵a行元素的积的n次方根；计算判断矩阵的行元素积mi并求其n次方根，即为3.4)将向量b进行归一化处理，公式为：其中ci即为所求i的指标权重；然后再确定风险事件造成的损失的代表值。各个对应的权重值与损失代表值作积后求和即可到脆弱性模型；3.5)求判断矩阵的最大特征根，计算公式为：其中，n为矩阵阶数；3.6)计算指标一致性指标k，计算方法为：其中，n为矩阵阶数，一致性指标k越小，则判断矩阵的一致性可能性就越大；3.7)查询判断矩阵平均随机一致性指标值y；3.8)计算一致性比例，计算方法为：若z<0.1，则认为判断矩阵具有一致性，若不符合要求，需要再次赋值计算。直到判断矩阵的一致性符合要求为止。本发明以区域承灾体为研究对象，对脆弱性进行全面的分析研究，有利于区域防灾减灾指导思想的完善和补充。同时，对区域应急管理的优化和改进具有积极意义。附图说明图1为区域承灾体脆弱性指标体系。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明所述的区域承灾体脆弱性评价方法，是按照下述方式进行的：步骤1)建立评价指标体系，区域承灾体脆弱性指标体系的主要因素是：人口、固有财富、人类创造财富、生命线系统工程；区域承灾体脆弱评价体系是复杂性的评价体系，区域脆弱性评价涉及政治、社会、文化、经济等诸多方面。根据上述评价体系指标选取的原则，通过研究、总结、归纳后，选取了人口、固有财富、人类创造财富、生命线工程等几个指标作为脆弱性评价体系指标。其中，固有财产包括城市建成面积、耕地面积、年底居住人口总户数、历史文物财产等指标；人类财富包括工业、农业以及其他产业国内生产总值等指标；生命线工程包括交通运输、电子通讯能力、生活能源工程等指标。区域承灾体脆弱性指标体系如图1所示：人口：灾害发生时，人类是受害者。随着人类生活水平逐渐提高，人口数量不断提高，由于区域经济状况发展不均匀，导致经济发达区域人口密度不断增加。从经济投资建设与建设使用率角度讲，人口密度越大越好；但从安全角度视角讲，人口密度越大，发生灾害的可能性越大、在发生灾难后造成的伤亡和损失越大。因此，当把人口密度作为区域承灾体脆弱性评价体系的一项指标时，人口密度越小越好。本发明所选择的人口密度为区域单位土地面积上的总人数。人口自然增长率是某地人口预测的基本依据，一般与当地的经济水平有关，是脆弱性指标体系不可或缺的评价指标。固有财富：是指人类赖以生存的基础固定财产。固有财富是耕地密集程度、居民情况、城市建成和历史文物等财产的综合体现。耕地面积是农业生产的基础，可以衡量农业的生产状况，耕地面积密度是单位区域面积上的耕地面积。年末居住户数可以用总户数或总家庭数衡量，为年底单位区域面积中总户数。城市建筑密度可以反映城市建设情况，是单位区域城市面积中城市建筑的总面积。历史文物等财产是指在区域内对整个区域内经济民生发挥重大作用的建筑、设施或者是有较高文化价值的建筑、景区。人类创造财富：创造财富的多少代表区域经济发展的状况，体现出人们利用自然的能力，物质生活的水平。财富的积累有利于预防灾难的发生，但为了过度的追求经济增长而无视环境的污染，不仅使人类生存的环境变恶劣，还能使区域承灾体的脆弱性不断变弱、灾害频发。同时，财富的不合理集中可能使灾害中的损失变大。本发明中选择人类创造财富作为评价体系的指标，是指单位时间内创造的财富。生命线系统工程：是指与区域各种系统正常运作的基础工程涉及交通运输、电子通讯能力、油汽管道等工程。随着社会的发展，机械化和电气化的不断提高，人们对生命线工程的依赖程度越来越高。所以当生命线工程遭受破坏时，所造成的损失和灾害更严重。本发明选择交通运输、电力供应、油气管道、通讯等四个指标进行分析研究。其中，交通运输以区域内公路、铁路、航空等运输里程衡量；电力供应、通讯、油气管道、供水管道以整个区域内覆盖的程度为衡量标准。步骤2)对区域承灾体脆弱性指标进行等级划分；确定评价指标后，对各个指标的等级划分是进行脆弱性评价的重要一步，根据本文的研究对象和国内外研究现状对脆弱性指标的等级划分如表1所示：表1脆弱性评价指标等级划分步骤3)确定评价指标权重；脆弱性评价指标权重的确立需要用层次分析法才能准确获得。将脆弱性分为九类分别为：同等重要、稍微重要、很重要、非常重要、极度重要，以及上述五种中相邻两者的中间值的另外四种等级。层次分析法运用脆弱性级别判断、确定各个评价指标的指标权重。采用层次分析法计算脆弱性评价指标权重，具体方法如下：3.1)分析各指标之间的关系，建立阶梯层次评价指标体系；3.2)构造矩阵对重要性进行判断；用矩阵中的数字元素表示两者之间的相对重要性，两两比较同一级别的评价指标，得到相对重要性的差别等级；3.3)求判断矩阵a行元素的积的n次方根；计算判断矩阵的行元素积mi并求其n次方根，即为3.4)将向量b进行归一化处理，公式为：其中ci即为所求i的指标权重；3.5)求判断矩阵的最大特征根，计算公式为：其中，n为矩阵阶数；3.6)计算指标一致性指标k，计算方法为：其中，n为矩阵阶数，一致性指标k越小，则判断矩阵的一致性可能性就越大；3.7)查询判断矩阵平均随机一致性指标值y；3.8)计算一致性比例，计算方法为：若z<0.1，则认为判断矩阵具有一致性，若不符合要求，需要再次赋值计算。直到判断矩阵的一致性符合要求为止。由于脆弱性评价指标的确定通过向相关方面的专家学者征求意见，使结果更加精确，本发明通过调查的方法获得计算指标权重的相关数据。调查的对象为长期从事相关领域内研究的专家和学者，他们对区域脆弱性有着深刻而独到的见解。本次调查共得到22份有效数据，对得到的数据运用层次分析法处理后，可以得到区域承灾体脆弱性评价指标重要性的两两比较判断矩阵，如表2、表3、表4、表5、表6所示。表2区域承灾体脆弱性评价体系各指标两两比较判断矩阵表3人口各指标两两比较判断矩阵人口人口总数量人口密度权重人口总数量1.00001.00000.5000人口密度1.00001.00000.5000表4生命线系统工程各个指标两两比较判断矩阵生命线系统工程交通运输电子通讯生命能源工程权重交通运输1.00000.33330.20000.1140电子通讯3.00001.00001.00000.4054生命能源工程5.00001.00001.00000.4806表5固有财富各个指标两两比较判断矩阵表6人类创造财富各个指标两两比较判断矩阵人类创造财富其他产业生产总值工业生产总值农业生产总值权重其他产业生产总值1.00000.25002.00000.1929工业生产总值4.00001.00006.00000.7010农业生产总值0.50000.16671.00000.1061确定评价体系中各层次中单项指标权重。根据表2、表3、表4、表5、表6中权重的计算结果，得到区域承灾体脆弱性单项评价指标的权重值如表7所示：表7单项评价指标权重值本发明采用综合风险指数法对结果综合处理，可以满足区域承灾体脆弱性评价中单个方法评价结论一致性问题。公式(2中)ci即为所求i的指标权重；然后再确定风险事件造成的损失的代表值。各个对应的权重值与损失代表值作积后求和即可到最终结果。区域承灾体脆弱性模型依据综合风险指数数学模型，即：r＝f(p,l)(6)式中：r代表风险，指事故发生的可能性和严重度；p为事故发生的可能性：l为事故的严重度。本申请所提出的区域承灾体脆弱性评价模型如下：m＝∑ri(i＝1,2,3……12)(7)式中：ri＝ai×bi(i＝1,2,3……12)(8)其中ai表示某种损失的权重值，bi为某种损失的代表值，即指标的等级。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12