[发明专利]城市基础设施系统灾后耦联恢复分析方法

权利要求书

1.城市基础设施系统灾后耦联恢复分析方法，其特征在于，包含灾害分析建模、结构损伤分析、功能损失估计、功能恢复预测四部分，其中：

灾害分析建模部分，是应用随机场理论建立城市尺度范围内具有时空变异性和相关性的荷载模型；

结构损伤分析部分，是基于建立的荷载模型计算城市建筑群落各单体和基础设施系统子构件在随机荷载作用下的损伤状态，获得结构损伤在空间上的变异性及相关性特征；

功能损失估计部分，是在结构损伤分析基础上利用系统论方法研究城市建筑群落以及各类基础设施之间由于功能耦合所产生的级联效应，估计建筑群落和基础设施系统的功能损失；

功能恢复预测部分，是以系统功能损失为基础，预测各基础设施系统灾后恢复时间和恢复轨迹，并优化应急资源调配。

2.根据权利要求1所述的城市基础设施系统灾后耦联恢复分析方法，其特征在于，所述的城市基础设施系统灾后耦联恢复分析采用下式进行表述：

式中和分别表示概率密度函数和概率分布函数；是个系统功能指标状态随时间变化的恢复过程；是个系统功能指标在灾害发生时刻的功能损失状态；是与系统功能指标相对应的个单体结构的灾后结构损伤状态；是个单体结构所在地的荷载强度；是城市关心的灾害场景。

3.根据权利要求1所述的城市基础设施系统灾后耦联恢复分析方法，其特征在于，所述的灾害分析建模，具体为以随机场理论分析空间范围内的荷载时程，获得在城市区域内反映灾害强度空间、时间变异性和相关性的随机荷载模型，灾害分析建模部分建立随机荷载模型时采用全概率分析方法获得各个系统功能指标的概率信息。

4.根据权利要求1所述的城市基础设施系统灾后耦联恢复分析方法，其特征在于，结构损伤分析部分估算损伤状态时可基于结构构件的脆弱性曲线进行计算，或先通过结构分析获得灾害荷载作用下的结构响应，再根据结构响应判断损伤状态。

5.根据权利要求1所述的城市基础设施系统灾后耦联恢复分析方法，其特征在于，功能损失估计部分，在结构损伤分析基础上，进一步评估建筑群落和基础设施系统的功能损失，具体是：把交通/水电系统中的节点在极端荷载下的精确受力分析嵌套在以图论为基础的网络功能分析的框架中，建立灾后交通\水电系统各项功能指标的估测方法；用“系统的系统”的方法研究城市建筑群落以及各类基础设施之间由于功能耦合所产生的级联效应。

6.根据权利要求1所述的城市基础设施系统灾后耦联恢复分析方法，其特征在于，功能恢复预测部分，以功能损失为初始状态，进一步预测各基础设施系统灾后恢复时间和恢复轨迹；每个基础设施系统的灾后恢复进程取决于初始功能损失状态和城市的灾害救援能力；同时，由于各个基础设施系统相互耦合，它们之间的协同恢复采用“系统的系统”方法分析模拟。