一种基于韧性城市多智能体的灾害模拟模型构建方法

本发明涉及智慧城市领域，尤其是涉及一种基于韧性城市多智能体的灾害模拟模型构建方法。

背景技术：

1、自然灾害、经济波动与社会灾难等多种扰动，将破坏复杂城市系统提供服务的能力，最终影响城市居民福祉。为降低复杂城市系统面临的慢性压力、急性冲击等多种扰动风险所带来的影响，规划人员可对城市系统面临的慢性压力、急性冲击等多种扰动风险通过各类灾害模型进行模拟，针对模拟结果给出相应的规划措施，从而提升城市系统在多种扰动中的防御、恢复、适应力，以保障城市居民福祉。

2、基于上述背景，构建城市对于多种灾害、扰动风险的模拟模型是十分有必要的。已有的灾害、扰动风险的模拟模型通常基于各类动力学公式，针对特定的灾害种类进行灾害模拟，同时也忽略“人”这一角色在灾害中会遭受的影响。为构建一种能适应各类灾害、扰动风险，并且从“以人为本”这个角度出发，考虑“人”这一角色在灾害中的变化的灾害模拟模型，其中的关键环节是如何构建复杂城市系统，模拟其在各类灾害下的变化，同时复杂城市系统中应包含“人”这一角色，充分考虑“人”在灾害中受到的影响。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于韧性城市多智能体的灾害模拟模型构建方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种基于韧性城市多智能体的灾害模拟模型构建方法，包括以下步骤：

4、收集城市韧性要素信息；

5、基于所述城市韧性要素信息，构建城市韧性要素多智能体；

6、构建城市韧性要素多智能体在城市风险下的动态响应机制；

7、针对灾害设计灾害智能体，并设计灾害智能体与相应城市韧性要素多智能体间的关系；

8、构建链生灾害知识图谱。

9、进一步地，所述的城市韧性要素信息包括城市基础信息及城市补充信息；

10、所述城市基础信息包括城市路网、城市建筑、城市电网及城市用地；

11、所述城市补充信息包括在特定灾害智能体响应过程中会涉及到的城市信息，如城市管网，城市危化品工厂分布等。

12、进一步地，基于所述城市韧性要素信息，所述城市韧性要素多智能体分为信息智能体与管理智能体；

13、所述信息智能体用于存储所属类别的城市信息；

14、所述管理智能体用于更改对应信息智能体存储的城市信息，并且检测城市信息的变化，从而触发相应的响应机制。

15、进一步地，所述城市韧性要素多智能体在城市风险下的动态响应机制即韧性城市多智能体在灾害智能体的介入下，各个智能体之间的交互关系。即在灾害事件下，灾害智能体构建完成并且介入韧性城市多智能体后，按照设定好的响应链更改整体城市信息，从而反应城市复杂系统在灾害事件下的变化。

16、进一步地，所述动态响应机制采用平均场理论，即不关注响应发生的先后，只关注各个智能体最后的状态；即管理智能体的更改操作是滞后的，每次更改都是在同一时刻更改信息智能体。

17、进一步地，所述响应链由所述管理智能体实现。

18、进一步地，所述城市韧性要素多智能体包括人智能体，用于观测人在灾害中所受到的影响。

19、进一步地，所述链生灾害知识图谱表示某一灾害会引发的次生灾害，以在动态响应过程中关注相应信息智能体的变化，从而控制链生灾害模拟的触发。

20、进一步地，所述链生灾害知识图谱仅支持触发一次链生灾害，即原始灾害触发相应的次生灾害，而次生灾害不允许触发其链生灾害。

21、进一步地，所述城市韧性要素多智能体所覆盖的区域是有限的，即要将整个城市划分为多个区域，在每个区域中，均存在多智能体。

22、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

23、本发明用韧性多智能体来表示复杂城市系统，将城市灾害视作灾害智能体来与复杂城市系统这一多智能体集合进行交互，通过构建韧性城市多智能体在灾害事件下的动态响应机制，从而达到模拟各类灾害、扰动风险的目的，同时将人作为韧性多智能体的一员，考虑人这一角色在灾害事件下所受到的影响，可用于各类城市灾害、风险扰动的模拟，从而提升城市系统在多种扰动中的防御、恢复、适应力，以保障城市居民福祉。

技术特征：

1.一种基于韧性城市多智能体的灾害模拟模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于韧性城市多智能体的灾害模拟模型构建方法，其特征在于，所述的城市韧性要素信息包括城市基础信息及城市补充信息；

3.根据权利要求1所述的一种基于韧性城市多智能体的灾害模拟模型构建方法，其特征在于，基于所述城市韧性要素信息，所述城市韧性要素多智能体分为信息智能体与管理智能体；

4.根据权利要求3所述的一种基于韧性城市多智能体的灾害模拟模型构建方法，其特征在于，所述城市韧性要素多智能体在城市风险下的动态响应机制即在灾害事件下，灾害智能体构建完成并且介入韧性城市多智能体后，按照设定好的响应链更改整体城市信息，从而反应城市复杂系统在灾害事件下的变化。

5.根据权利要求4所述的一种基于韧性城市多智能体的灾害模拟模型构建方法，其特征在于，所述动态响应机制采用平均场理论，即不关注响应发生的先后，只关注各个智能体最后的状态；即管理智能体的更改操作是滞后的，每次更改都是在同一时刻更改信息智能体。

6.根据权利要求4所述的一种基于韧性城市多智能体的灾害模拟模型构建方法，其特征在于，所述响应链由所述管理智能体实现。

7.根据权利要求1所述的一种基于韧性城市多智能体的灾害模拟模型构建方法，其特征在于，所述城市韧性要素多智能体包括人智能体，用于观测人在灾害中所受到的影响。

8.根据权利要求3所述的一种基于韧性城市多智能体的灾害模拟模型构建方法，其特征在于，所述链生灾害知识图谱表示某一灾害会引发的次生灾害，以在动态响应过程中关注相应信息智能体的变化，从而控制链生灾害模拟的触发。

9.根据权利要求8所述的一种基于韧性城市多智能体的灾害模拟模型构建方法，其特征在于，所述链生灾害知识图谱仅支持触发一次链生灾害，即原始灾害触发相应的次生灾害，而次生灾害不允许触发其链生灾害。

10.根据权利要求1所述的一种基于韧性城市多智能体的灾害模拟模型构建方法，其特征在于，所述城市韧性要素多智能体所覆盖的区域是有限的，即要将整个城市划分为多个区域，在每个区域中，均存在多智能体。

技术总结
本发明涉及一种基于韧性城市多智能体的灾害模拟模型构建方法，包括以下步骤：收集城市韧性要素信息；基于城市韧性要素信息，构建城市韧性要素多智能体；构建城市韧性要素多智能体在城市风险下的动态响应机制；针对灾害设计灾害智能体，并设计灾害智能体与相应城市韧性要素多智能体间的关系；构建链生灾害知识图谱。与现有技术相比，本发明用韧性多智能体来表示复杂城市系统，通过构建韧性城市多智能体在灾害事件下的动态响应机制，同时将人作为韧性多智能体的一员，可用于各类城市灾害、风险扰动的模拟，从而提升城市系统在多种扰动中的防御、恢复、适应力，以保障城市居民福祉。

技术研发人员：赵生捷,陈志,邓浩
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13