基于功能连接的区域韧性评估方法及装置

本发明涉及数据处理，尤其涉及一种基于功能连接的区域韧性评估方法及装置。

背景技术：

1、区域韧性描述了区域系统在面对自然灾害或人为破坏等扰动时能够保持自身完整和功能正常的能力，研究如何提升区域韧性有利于指导区域建设向更有弹性的方向发展。对区域韧性进行测度可以指导区域系统调整设施结构以提高区域功能。

2、因此，如何进行区域韧性的评估已经成为业界亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于功能连接的区域韧性评估方法及装置，用以解决现有技术中无法有效评估区域韧性的缺陷。

2、本发明提供一种基于功能连接的区域韧性评估方法，包括：

3、根据预设区域内的区域资源信息和区域人口信息，构建多个尺度的多维度复合网络；其中，所述多个尺度包括一下至少一项：微观尺度、中观尺度和宏观尺度；所述多维度复合网络包括：科技维度的第一多尺度网络、社会维度的第二多尺度网络和经济维度的第三多尺度网络；所述区域资源信息包括以下至少一项：供水管道分布信息、供电网络分布信息、基础设施网络信息和企业分布信息；所述区域人口信息包括以下至少一项：区域个体人员分布信息和区域社区分布信息；

4、对于所述多维度复合网络中不同维度和不同尺度的网络，分别进行鲁棒性分析和冗余性分析，得到每个所述网络的鲁棒性指标和冗余性指标；

5、将各个所述网络的鲁棒性指标和冗余性指标先按照维度层次进行整理，再按照尺度层次进行整理后，通过层次分析法确定各个鲁棒性指标和冗余性指标的权重，根据所述权重对所述鲁棒性指标和冗余性指标进行加权求和，得到所述预设区域的韧性信息；所述韧性信息用于表征所述预设区域遭受灾害时保持区域功能正常运行的能力。

6、根据本发明提供的一种基于功能连接的区域韧性评估方法，所述科技维度的第一多尺度网络的构建方法，具体为：

7、根据所述供水管道分布信息中每个管道节点作为一个第一网络节点，并计算各个第一网络节点之间的第一功能连接度值，根据所述第一功能连接度值连接各个所述第一网络节点，得到微观尺度的水网网络；

8、将所述供电网络分布信息中每个网络节点作为一个第二网络节点，并计算各个第二网络节点之间的第二功能连接度值，根据所述第二功能连接度值连接各个所述第二网络节点，得到微观尺度的电网网络；

9、将所述区域社区分布信息中每个社区作为一个第三网络节点，获取各个第三网络节点之间的第三功能连接度值，根据所述第三功能连接度值连接各个第三网络节点，得到中观尺度的第一网络；所述第三功能连接度值是根据各个社区内所有微观尺度节点之间的各个第二功能连接度平均值和第一功能连接度平均值之和；

10、将每个区域作为一个第四网络节点，获取各个第四网络节点之间的第四功能连接度值，根据所述第四功能连接度值连接各个第四网络节点，得到宏观尺度的第一网络；所述第四功能连接度值是根据各个区域内所有中观尺度节点之间的第三功能连接度的平均值之和得到的；

11、根据所述微观尺度的水网网络、电网网络、中观尺度的第一网络和宏观尺度的第一网络，得到所述科技维度的第一多尺度网络。

12、根据本发明提供的一种基于功能连接的区域韧性评估方法，所述第二多尺度网络的构建方法，具体为：

13、将所述基础设施网络信息中每个基础设施作为一个第五网络节点，将所述区域个体人员分布信息中每个个体人员作为一个第六网络节点，计算各个第五网络节点之间的第五功能连接度值和各个第六网络节点之间的第六功能连接度值；

14、根据所述第五功能连接度值连接各个所述第五网络节点，并根据所述第六功能连接度值连接各个所述第六网络节点，得到微观尺度的第二网络；

15、将所述区域社区分布信息中每个社区作为一个第七网络节点，获取各个第七网络节点之间的第七功能连接度值，根据所述第七功能连接度值连接各个第七网络节点，得到中观尺度的第二网络；所述第七功能连接度值是根据各个社区内所有微观尺度节点之间的各个第五功能连接度平均值和第六功能平均值之和得到的；

16、根据所述微观尺度的第二网络和所述中观尺度的第二网络，得到所述第二多尺度网络。

17、根据本发明提供的一种基于功能连接的区域韧性评估方法，所述第三多尺度网络的构建方法，具体为：

18、将所述企业分布信息中每个企业作为一个第八网络节点，取各个第八网络节点之间的第八功能连接度值，并根据所述第八功能连接度值连接各个所述第八网络节点，得到微观尺度的第三网络；

19、将所述区域社区分布信息中每个社区作为一个第九网络节点，获取各个第九网络节点之间的第九功能连接度值，根据所述第九功能连接度值连接各个第九网络节点，得到中观尺度的第三网络；所述第九功能连接度值是根据各个社区内所有微观尺度节点之间的各个第八功能连接度平均值之和得到的；

20、根据所述微观尺度的第三网络和所述中观尺度的第三网络，得到所述第三多尺度网络。

21、根据本发明提供的一种基于功能连接的区域韧性评估方法，所述对于所述多维度复合网络中不同维度和不同尺度的网络，分别进行鲁棒性分析和冗余性分析，得到每个所述网络的鲁棒性指标和冗余性指标，包括：

22、对所述多维度复合网络中的每个网络的网络桥密度，中心点优势，谱间距和代数连通性进行分析，得到每个所述网络的鲁棒性指标；

23、对所述多维度复合网络中的每个网络的网格系数和聚类系数进行分析，得到每个所述网络的冗余性指标。

24、根据本发明提供的一种基于功能连接的区域韧性评估方法，所述方法还包括：

25、获取在灾害扰动情况下，所述多维度复合网络中各个节点的功能完整程度，并根据功能完整程度超过预设阈值的节点，重新构建多维度复合网络；

26、根据重新构建的多维度复合网络中的节点信息，计算所述预设区域的恢复效率信息，其中，所述恢复效率信息包括以下至少一项：全局恢复效率、物品供给恢复效率、公共服务恢复效率、供水服务恢复效率和供电服务恢复效率；

27、基于所述恢复效率信息和所述预设区域内的人员信息，计算所述预设区域在受到灾害扰动情况时的韧性信息。

28、本发明还提供一种基于功能连接的区域韧性评估装置，包括：

29、构建模块，用于根据预设区域内的区域资源信息和区域人口信息，构建多个尺度的多维度复合网络；其中，所述多个尺度包括一下至少一项：微观尺度、中观尺度和宏观尺度；所述多维度复合网络包括：科技维度的第一多尺度网络、社会维度的第二多尺度网络和经济维度的第三多尺度网络；所述区域资源信息包括以下至少一项：供水管道分布信息、供电网络分布信息、基础设施网络信息和企业分布信息；所述区域人口信息包括以下至少一项：区域个体人员分布信息和区域社区分布信息；

30、分析模块，用于对于所述多维度复合网络中不同维度和不同尺度的网络，分别进行鲁棒性分析和冗余性分析，得到每个所述网络的鲁棒性指标和冗余性指标；

31、评估模块，用于将各个所述网络的鲁棒性指标和冗余性指标先按照维度层次进行整理，再按照尺度层次进行整理后，通过层次分析法确定各个鲁棒性指标和冗余性指标的权重，根据所述权重对所述鲁棒性指标和冗余性指标进行加权求和，得到所述预设区域的韧性信息；所述韧性信息用于表征所述预设区域遭受灾害时保持区域功能正常运行的能力。

32、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于功能连接的区域韧性评估方法。

33、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于功能连接的区域韧性评估方法。

34、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于功能连接的区域韧性评估方法。

35、本发明提供的基于功能连接的区域韧性评估方法及装置，通过基于区域功能连接度的概念，构建预设区域对应的多个尺度的多维度复合网络通过多维度复合网络对应的网络指标来评估区域鲁棒性和冗余性，有效评估该预设区域的韧性信息，本方法兼顾静态评估和动态评估，同时考虑到功能连接，因此评估结果更客观、全面。