灾害态势感知:研究进展与未来展望

灾害态势感知是灾害高效应对的基础和前提,是推动灾害预防关口前移、重心下移的关键环节。该文遵循“理论-方法-应用”逻辑框架,系统梳理灾害态势感知的概念内涵和模型结构,总结灾害态势要素提取与融合、态势评估与预测方法的进展,并解读灾害态势感知理论方法的实践应用。研究发现,该领域还存在研究场景多集中单一灾害或特定情景、理论研究偏重个体认知层面、方法研究侧重数据提取与融合、应用研究过多关注特定问题的解决等不足。未来研究应着重发展灾害态势感知的人机物协同理论体系、全息技术方法体系和面向应急决策的应用体系,以进一步提升和丰富灾害态势感知研究理论创新和知识体系。

考虑移动式处理的医疗废物回收网络优化

现有的医疗废物回收网络中未能结合移动式处理技术,存在过度依赖场外集中处置、源头处医疗废物产量大、偏远地区的医疗机构回收不及时等问题。为提高医疗废物的现场处置能力,减少运输过程中的感染风险和回收成本,提出“集中处置+移动式处理”的协同回收模式,构建了多车型两级车辆路径问题模型,通过改进的大邻域搜索算法(ALNS)得到最优回收方案。以武汉市的回收网络为例,设计并求解了大量算例,证明了算法的求解性能优于Gurobi。相较于现行的回收模式,协同回收最高能减少28.79%的感染风险,有利于回收网络的稳定运行。

城市洪涝风险的多方法组合评估与应用

近年来,受全球气候变化与城镇化快速发展的双重影响,城市极端降水事件频发,由此引发的城市洪涝灾害常造成灾难性的生命和财产损失,给城市公共安全带来了严重威胁。由于不同评估方法中指标赋权不同,评价结果往往存在较大差异,给风险评估与区划工作带来了诸多困难。因此,通过融合不同方法的权重构建一套复合权重,进而解决不同评估方法中结论非一致性的问题,这对于提升风险评估的准确性是至关重要的。该文以湖北省为例,旨从危险性、暴露性、脆弱性和恢复性四个层面构建城市洪涝风险评估体系。首先,分别采用熵权法和层次分析法计算指标权重;之后,通过Kendall检验判断两套权重序列的一致性并给出相应的复合权重计算结果;最后以湖北省下辖8个城市的历史洪涝事件为例,对上述风险评价结果进行了验证。结果显示,与熵权法和层次分析法相比,基于复合权重的组合评价方法具有更高的准确率。

基于三方演化博弈的突发公共卫生事件应急响应及仿真研究

突发公共卫生事件中地方政府、社会组织与公众的相互配合、协同响应是及时高效进行应急管理的必然选择。本文以新型冠状病毒肺炎为背景,考虑应急响应过程中多主体之间的相互影响与博弈关系,基于有限理性假设,构建地方政府、社会组织与公众三方博弈主体的演化博弈动态模型。然后,运用演化博弈理论和Lyapunov判别法分析三方主体演化模型的均衡点和渐进稳定性,得到在不同条件下三方主体的演化稳定策略。最后,对突发公共卫生事件不同阶段的三方主体应急响应的博弈行为进行仿真分析,探讨地方政府的补贴政策、奖惩措施以及社会组织成本对博弈各方策略选择的影响。研究结果表明:(1)在突发公共卫生事件应急响应的不同阶段,各主体的决策选择是动态演变的;(2)地方政府的补贴政策、奖惩措施以及社会组织成本对于主体的应急响应行为作用明显;(3)各主体的初始参与意愿强弱对突发公共卫生事件应急响应的影响效果显著。

面向突发公共卫生事件的城市韧性评价与仿真研究

突发公共卫生事件是现代城市面临的严重威胁和重要挑战,文章以武汉市为研究对象,首先基于韧性理论从自然、经济、社会、物理和组织五个维度构建面向突发公共卫生事件的城市韧性评价指标体系,然后运用系统动力学方法构建城市韧性仿真模型,评估武汉市2009—2020年的城市韧性水平,最后模拟仿真不同发展情景下2021—2030年城市韧性变化趋势,并提出针对性的韧性提升措施。研究结果表明:第一,对城市韧性影响最大的因素分别为信息传输和计算机服务从业人员数、公共管理和社会组织单位从业人员数以及卫生机构数;第二,2009—2020年武汉市城市韧性总体水平稳步提升,各子系统韧性呈现波浪式增长特征,但2020年受新冠肺炎疫情的影响,其组织、经济、社会和物理韧性出现了较为剧烈的波动;第三,不同发展情景下,2021—2030年武汉市城市韧性发展趋势差异显著,其中韧性发展型最优,现状延续型最差。

锂产业链贸易网络结构韧性的演化与评估

锂已成为新能源革命的驱动力,国际社会共谋生态文明建设的重要选择,同时也是实现碳中和的基础资源之一,其生产和消费对世界经济有着重要影响,从贸易网络结构韧性的角度出发研究锂产业链,对优化产业布局,锻造强韧产业链具有重要意义。该研究通过构建“度分布-度关联”双变量贸易网络结构韧性演化评价模型,对比分析了2000—2021年全球锂产业链上游、中游和下游的贸易网络结构韧性类型及演化趋势,并针对美国制造业回流等现实背景,对全球锂产业链发展前景进行了展望。结论表明:①就节点度而言,中国、美国和欧洲是全球锂产业链贸易网络中最为活跃的国家及地区,其贯穿了锂全产业链的全球贸易。②就网络结构韧性而言,上游和中游网络有扁平化趋势,其层级性较低;下游网络立体化特征明显。③就网络类型而言,锂产业链上游和中游仍处于同配性网络,下游网络已演化为韧性网络。④就网络结构韧性演化水平而言,锂产业链的网络结构韧性一直处于波动变化状态,综合水平表现为上游韧性<中游韧性<下游韧性。基于上述结论,提出对策建议:完善相关机制建设,打造产业链良好生态;加大资源保障力度,强化资源自给重要性;深化锂产业链的整合重构,实现产业链自主可控;维护多元稳定的国际经济格局和经贸关系,提升产业链国际竞争力,以建成具有更高创新力、更高附加值、更安全可靠的锂产业链。该研究为了解全球锂产业链网络结构韧性格局,保障中国锂产品稳定供需,实现锂产业链自主可控提供有益探索。

历史文化遗产的灾害综合风险评估——基于改进PSR模型的实证研究

历史文化遗产作为灾害系统中的一类承灾体,也会面临环境突变带来的破坏风险。在明确历史文化遗产灾害风险特征及内涵的基础上,首先以致灾因子、承灾体、孕灾环境、减灾措施为依据,以经典PSR模型为基础,通过引入驱动力、投入和产出3个维度,探索性地提出历史文化遗产的灾害综合风险评估指标体系,并应用层次分析法对指标体系中各项指标的相对权重进行确定;然后运用基于风险标准的多层级模糊综合评价方法对历史文化遗产的灾害综合风险进行评估;最后将所提方法应用于桂林靖江王府历史文化遗产的灾害综合风险评估,从而验证了所提方法的可行性。

基于迁移学习和残差网络的SSVEP信号识别

针对脑电信号中的稳态视觉诱发电位(SSVEP)信号目标识别难以适应个体差异、识别稳定性差、精度低的难题,提出了一种参数共享迁移学习的残差网络SSVEP信号识别方法。首先,利用离散小波变换将多通道SSVEP信号转化为小波系数,并与变换前信号构成特征矩阵作为输入特征集,提升特征提取的丰富性;其次,建立融合空间注意力机制的残差网络,利用清华大学脑—机接口提供的两个SSVEP信号数据集,包括105名被试,进行跨任务的迁移训练,把源域上训练完成的网络逐模块迁移至目标网络以获取合适的迁移模块,迁移后连接2层残差块和模式识别单元得到跨个体差异识别结果。实验结果显示,在1s时间窗口,训练与测试使用被试无交集情况下,测试集的总识别率达到84.2%,提升了脑电信号识别的个体适应性,验证了提出的方法在提高SSVEP信号识别的稳健性和准确性上具有优势。

基于单车场多车型车辆路径问题的混合求解算法

为降低华北石油局大牛地气田采气过程中的车辆运输成本和车辆碳排放量,建立了单车场多车型车辆路径问题(SHVRP)数学模型,将扫描法、插入法、邻近法、两阶段法、遗传算法和蚁群算法等启发式算法作为求解SHVRP模型的基本算法,在分析算法原理、性能和适用环境等差异的基础上,提出了3种混合算法:混合启发式算法HHA(两阶段法+最远插入法+2-OPT)、混合遗传算法HGA(最邻近法+2-OPT+遗传算法)以及混合蚁群算法HACO(遗传算法+蚁群算法)。进而,列出了HA、HHA、GA、HGA、ACO、HACO等6种算法求解同一算例的10次运行结果的平均值,混合后算法的运行结果对比混合前算法的优势说明了混合算法的优越性。综合总配送成本、总碳排放量、配送车辆数和首次搜索到最优解的迭代数及计算时间等对3种混合算法进行比较,得出HACO最优,HGA次之,HHA最差。最后,将基于混合算法的智能运输方案与大牛地气田现有的基于经验法则的运输模式作对比,进一步说明了所提混合算法的可行性和有效性。

基于TOPSIS法的城市竞争力比较研究——以珠江三角洲城市群为例

文章基于TOPSIS法对珠江三角洲城市群中九个城市的竞争力进行比较研究。首先建立了新的城市竞争力模型;其次根据模型以及国内外研究的指标使用频率,建立了新的评价指标体系;然后运用TOPSIS法对指标数据进行处理,计算出各城市的贴近度,并对各城市进行总体排名;接着对排名结果进行分析,珠江三角洲城市群可以根据2005-2009年各城市的排名情况,将城市群划分为三个层次,第一层为五年均排名在前三的城市:广州、深圳、东莞,第二层为五年排名始终在中等(第四至第六)的城市:佛山、珠海、中山,第三层为五年始终排名倒数三名的城市:肇庆、惠州、江门;最后,文章提出提高城市竞争力的政策建议。

中国及各地区教育经济贡献率的软计算

本文提出了一种新的教育经济贡献率的软计算方法,并提出了潜在人力资本(教育)-实际人力资本-经济增长的计算思路。该算法由4个步骤组成:首先,按照科学技术水平对目标系统进行模糊软分类,得到最佳分类数,从而确定了最佳的规则数;其次,根据规则数确定模糊神经网络的结构,建立潜在人力资本(教育)到实际人力资本的模糊映射,即"一次滤波",得到潜在人力资本(教育)对实际人力资本的贡献率αk;第三,建立实际人力资本到经济增长的模糊映射,即"二次滤波",得到实际人力资本对经济增长的贡献率αk′;第四,计算教育对经济的贡献率ECREk=αk×αk′,其中k为按科技水平划分的类别数。最后,用该算法来计算我国2003-2006年教育对经济的贡献率。

基于模糊聚类和粗糙集提取我国经济增长的模糊规则

提出了一种基于模糊软分类和粗糙集理论来提取模糊规则的一种算法。该算法分为3个步骤:1通过模糊软分类对样本进行模糊划分,得到隶属度矩阵;2运用粗糙集理论和得到的隶属度矩阵生成初始决策表;3简化决策表,提取规则。最后运用该算法提取我国经济增长的模糊规则。

基于灾害多级联动模型的城市综合承灾能力研究

基于城市遭遇的自然、环境、人文3大类灾害,提出了灾害多级联动概念。通过分析灾害多级联动的模式,构建了计算城市综合承灾能力的灾害多级联动线性模型,主要包括同类型灾害多级联动模型和不同类型灾害多级联动模型。其中,同类型灾害多级联动模型可分为自然灾害间的多级联动、环境灾害间的多级联动,以及人文灾害间的多级联动。不同类型灾害多级联动模型包括原生自然灾害与次生环境灾害、次生人文灾害的多级联动、原生环境灾害与次生人文灾害的多级联动、原生人文灾害与次生环境灾害的多级联动3种。在此基础上,选取北京、上海、广州、深圳4个城市为样本,根据建立的城市综合承灾能力评价指标体系,收集4所城市2008与2009年的数据,分别计算不同灾害联动模式下4所城市2年的综合承灾能力值,并进行比较分析。结果表明,在同类型灾害多级联动模型及不同类型灾害多级联动模型下,4个城市在2008及2009年的承灾能力评价结果排名情况为上海、北京、广州、深圳。

石油勘探信息管理中储层属性优化方法

运用软计算融合算法识别储层含油性的关键属性,建立了预测这些关键属性的软计算融合模型。具体步骤为:首先采用遗传算法(GA)和模糊C均值嵌套算法(GA-FCM)对含油性的测井属性进行约简,得到能够描述含油性的关键属性;然后再把GA和BP神经网络(GA-BP)进行融合构建预测关键属性的软计算融合模型,即通过GA优化BP的结构(包括网络输入属性的组合和最佳隐含层神经元个数的确定),并且用测试样本的误差作为评判该预测模型的优劣;最后对某油田的oilsk81,oilsk83,oilsk85 3口井进行了实证研究。

基于改进的ABC模糊分类法煤矿物资分类

为准确地对库存物资进行分类,采用了ABC模糊分类法,并比较了其与模糊分类法、传统ABC分类法及基于技术变换的线性规划法的分类效果。研究结果表明,模糊分类法与ABC模糊分类法有较高的分类准确度,其中ABC模糊分类法在整体分类准确度上要优于模糊分类法。最后对ABC模糊分类规则做了改进,整体分类准确度得到明显提高。该成果提出了一种新的物资分类方法,对煤矿库存物资分类有一定的参考价值和指导意义。

带服务优先级的煤矿物资配送车辆路径问题

以运输费用最小为目标,在考虑客户服务优先级和车辆装载率等约束条件下,构建了单车场单车型联合运输车辆路径问题模型和单车场多车型单点配送多趟服务车辆路径问题模型,并用改进的扫描算法和改进的遗传算法进行求解,最后,将郑州煤电物资供销有限公司的物资配送作为案例进行研究,从运输费用、运输里程和服务优先级三方面评价改进的扫描算法和改进的遗传算法的求解结果,得到在车辆装载率相同的情况下,两者各有所侧重:改进的遗传算法所求得的最优解在运输费用和配送里程上都优于改进的扫描算法,而改进的扫描算法则最大程度地保证了客户的服务优先级。

基于社会力模型的多出口室内应急疏散仿真研究

突发事件频发,如何将密集行人从有限出口的室内空间安全疏散是应急疏散研究的重难点。以某高校大礼堂为例,利用Anylogic进行仿真,引入意识程度综合反映行人受到的安全教育,安全培训以及熟悉程度,改进原始社会力模型中的期望速度;针对多出口室内出口利用不均提出分区引导和改变出口结构优化方案。仿真结果表明:意识程度增加行人的期望速度,有效降低疏散时间;分区引导,出口宽度和出口间隔的合理设置可以合理分流人群,减少出口拥堵,有效解决出口利用不均问题。

煤矿物资配送车辆路径问题的人工鱼群算法

对郑州煤电物资供销公司危险品运送的车辆路径问题进行了分析,建立了相应的数学模型,运用人工鱼群算法求解出运费最小的方案。该算法首先初始化一个鱼群,并在初始化的过程中给出了一种修复算子,使鱼群中每条鱼当前的状态代表一种可行的配送方案,然后执行本文设计的随机行为、觅食行为、聚群行为和追尾行为进行全局寻优。最后,把该算法与扫描算法、遗传算法求解进行比较,证明了人工鱼群算法求解车辆路径问题的有效性;同时,该算法也拓展了求解VRP问题的算法空间。

教育经济贡献率的一种软计算方法

提出了一种新的教育经济贡献率的软计算方法,该算法由4个步骤组成:①按照科学技术水平对目标系统进行模糊软分类,得到最佳分类数,从而确定了最佳的规则数;②根据规则数确定模糊神经网络的结构,建立人力资本到经济增长的模糊映射,即“一次滤波”,得到人力资本对经济增长的贡献率αk;③建立教育到人力资本的模糊映射,即“二次滤波”,得到教育对人力资本的贡献率α′k;④计算教育对经济的贡献率ECFk=αk×α′k。最后,用该算法来计算我国教育对经济的贡献率。

中国城市群竞争力演变的多Agent仿真

通过建立城市竞争力评价指标体系,结合TOPSIS法测算城市竞争力,并对城市竞争力得分结果进行分析,提出了城市竞争力演变模拟函数和两种演变策略,然后采用多Agent仿真方法,给出城市群Agent学习算法,运用NetLogo仿真平台创建城市群竞争力演变模型,对城市群中不同主体选择自我提升策略和学习、合作策略过程进行模拟仿真,最终发现,提升城市群竞争力的关键所在是加强城市与城市之间的学习与合作。