基于可靠性理论的分布式系统脆弱性模型

对现有的脆弱性分析方法进行分析和比较,提出基于可靠性理论的分布式系统脆弱性模型.针对影响分布式系统安全性的各项因素进行脆弱性建模,利用模型检验方法构造系统的脆弱性状态图,描述系统脆弱性的完整利用过程,引入可靠性理论对分布式系统的脆弱性进行分析和量化评估,从而为增强分布式系统的安全性提供理论依据.

脆弱性模型的随机效应检验和推广的拟合检验

目的本文在脆弱性模型框架下推广了Cox-Snell残差和Deviance残差,并且利用这两种残差图对肾病感染数据和烧伤病人皮肤移植数据的脆弱性模型进行拟合检验。方法本文根据等级似然估计理论,建立了在脆弱性模型下检验随机效应的WALD检验和LR检验,并把这两个检验与Commenges和Anderson(1995)的得分(SCORE)检验一起做模拟比较研究。结果发现威布尔脆弱性模型下WALD检验和LR检验功效都很高,且优于得分检验。对肾病感染数据和烧伤病人皮肤移植数据建立脆弱性模型估计并进行检验,发现确实存在个体异质性。结论本文在脆弱性模型框架下推广了Cox-Snell残差和Deviance残差,发现这两种残差用于脆弱性模型的拟合检验是合适的。

半参数共享脆弱性模型及其可靠性应用研究

针对传统假设中个体寿命独立同分布的不足,在个体寿命的基准危险率为分段常数危险率的条件下,引入刻画随机效应所产生影响的脆弱性因子,构建出基于比例危险率扩展模型的半参数共享脆弱性模型。运用基于Gibbs抽样的马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)方法,动态模拟出参数后验分布的马尔可夫链;在脆弱性因子的先验分布为Gamma分布时,引入基准危险率的鞅过程,并给出随机截尾条件下参数的贝叶斯估计,提高计算的精度。利用数值算例验证了该模型在可靠性应用中的直观性与有效性。

威布尔脆弱性比例危险模型的等级似然估计和应用

针对包含右删失的纵列生存数据,建立了威布尔分布的脆弱性半参数比例危险模型,为避免边际似然的积分运算,采用等级似然方法估计协变量系数和随机效应的实现值,采用调整的轮廓等级似然方法估计随机效应分布参数。并且通过模拟研究将威布尔脆弱性模型和对数正态脆弱性模型以及伽马脆弱性模型作了比较,发现威布尔分布最适合半参数比例危险模型的脆弱性因子的分布设定。最后,将建立的模型用于分析肾病感染数据和烧伤病人皮肤移植数据,结果表明威布尔脆弱性模型都给出了不弱于伽马脆弱性模型和对数正态脆弱性模型的估计结果,而且威布尔脆弱性模型有助于诊断异质性问题。

脆弱性与自然灾害灾情分析——以2011—2020年广东省为例

加强脆弱性和自然灾害的灾情评估对实现国家应急减灾目标具有重要的促进作用。该文基于地方灾害脆弱性模型,揭示广东省近10年脆弱性与自然灾害灾情的时空分布特征。发现广东省社会脆弱性指数在2011—2013年呈波动上升的状态,而在2014年后总体呈现波动下降的趋势,并于2020年达到研究期内最小值。空间分布来看,东莞、深圳和汕头市的社会脆弱性指数一直处于较高水平,珠三角和潮汕地区为人口脆弱性较高的地区,广州、深圳和珠海市的经济脆弱性一直为较低水平,清远和梅州市的社会建设脆弱性常年较低;广东省绝对灾情指数在2011—2013年呈现较快的上升趋势,但此后逐年稳步下降。相关性分析验证了自然灾害灾情受自然脆弱性与社会脆弱性的共同影响,研究结果可以位政府采取相应的措施减少自然灾害损失提供依据。

基于可靠性加权拓扑模型下的电网脆弱性评估模型

在考虑元件可靠性参数的同时,结合复杂网络理论的结构分析,对电网的脆弱强度进行评估。提出了基于元件可靠性参数的加权电网拓扑模型;给出了加权后相应复杂网络参数的定义与计算方法及考虑经济性的结构脆弱后评估新指标;由此,提出了结合参数脆弱性与结构脆弱性的电网脆弱性评估模型。算例结果表明所提模型有效克服了考察角度单一的弊端,在保持了复杂网络理论对结构脆弱性有较好辨识能力的基础上,对电网薄弱环节进行准确定位,提高了脆弱辨识精度,可为电网安全运行维护及改造提供参考,验证了模型的合理性及有效性。

北盘江流域社会生态系统脆弱性时空演变与模拟

[目的]评估和模拟北盘江流域社会生态系统脆弱性,对筑牢珠江上游生态屏障、实现流域可持续发展具有重要意义。[方法]采用显式空间脆弱性模型,从暴露度、敏感性、适应能力3个维度构建评价指标体系,评估北盘江流域脆弱性,并使用有序加权平均算子模拟不同决策风险下的脆弱性情景。[结果](1)2000—2020年,北盘江流域脆弱性程度明显下降,高脆弱区面积占比由13.82%降到8.37%,低脆弱区面积占比由10.66%增加到17.62%。(2)20年间北盘江流域社会生态系统脆弱性整体处于中等脆弱水平,平均占比32%,空间变化呈现“西北、东南低,中部高”的分布格局。(3)从情景模拟分析上看,在可持续导向型中应重视风险环境的胁迫,加强生态环境保护与适应能力建设,在经济优先型中应强调发展与保护并重,加强绿色基础设施建设,缓解系统脆弱性。[结论]北盘江流域脆弱性程度明显降低,情景模拟结果可满足不同政策指导下的流域发展需要,并为北盘江流域国土空间生态修复和区域可持续发展提供理论参考。

城市轨道交通系统脆弱性因素辨识模型研究

为构建城市轨道交通系统脆弱性因素辨识模型,本研究整合DEMATEL、ISM、ANP三种系统分析方法对城市轨道交通系统脆弱性进行分析研究.通过分析城市轨道交通系统的典型事故,从系统的角度出发,提取通用典型脆弱性因素;使用DEMATELISM-ANP方法构建城市轨道交通系统脆弱性辨识模型,整合脆弱性因素的特征与脆弱性因素间的相互影响方向与强度大小,因素的层级结构与因素的相对重要性,确定城市轨道交通系统脆弱性的递阶层次网络结构模型;根据递阶层次网络结构模型的分析结果,将城市轨道交通系统的脆弱性因素分成驱动、链接、依赖、独立四类脆弱性因素.研究结果表明,该模型切实可行,能够对城市轨道交通系统脆弱性进行量化分析.

辽西北玉米干旱脆弱性评价模型构建与区划研究

本文基于IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)报告中对气候变化背景下脆弱性的定义,从暴露程度、敏感性、自身恢复能力和环境适应能力4个方面建立了干旱灾害脆弱性评价模型。以辽西北地区的玉米干旱灾害作为研究对象,根据干旱灾害脆弱评价模型选取了气象因子、玉米生理因子以及经济社会因子等17项指标,运用熵权法、加权综合评价法计算得到了辽西北地区玉米干旱脆弱性指数。为了验证和检验模型的适用性,选取了辽西北1999年、2000年、2001年和2006年4个典型干旱年份,将玉米干旱脆弱性指数划分为5个等级,借助GIS技术绘制了玉米干旱脆弱性区划图。结果表明:辽西北玉米干旱脆弱性强的区域主要集中在西部地区的阜新、朝阳、葫芦岛一带。重度以上脆弱性区域范围比例表现为2006年>1999年>2001年>2000年的规律;其中,2006年脆弱性最强,影响面积最广,造成的损失也最严重,与实际灾情变化规律一致。分析2006年的玉米干旱脆弱性,多数区域是由玉米生长季的降水异常引起的。通过对4个典型干旱年份的玉米干旱脆弱性指数与玉米减产率进行回归分析,发现二者之间基本吻合,通过了α=0.05的显著性F检验,说明利用该模型对玉米干旱脆弱性的评价与区划是合理的,可以用来评价和预测玉米干旱脆弱性、干旱灾害风险以及因干旱造成的玉米产量损失。研究结果可为当地农业干旱灾害风险评估和预警提供依据。

面向网络系统的脆弱性利用成本估算模型

提出面向网络系统的脆弱性利用成本估算模型,从安全角度分析网络系统的参数,定位由于网络系统互联所引入的关联脆弱性,基于行为规则关联方法,构建系统状态图,用于表示网络系统的脆弱性状况.在此基础上计算脆弱性利用成本的期望值,即成功利用系统脆弱性达到安全破坏目标所需消耗的成本,以此衡量网络系统的脆弱性程度.

基于脆弱性关联模型的网络威胁分析

为了解决网络脆弱性建模存在的问题以及威胁评估方法中的不足,结合面向对象技术提出了基于扩展时间Petri网的脆弱性关联模型,通过定义攻击复杂度和危害度因素以及各评估指标的量化方法,给出了脆弱性关联模型的生成算法。结合网络威胁度的计算公式,运用改进的Dijkstra算法给出了无目标导向的网络威胁量化分析方法。该模型能够有效缩减状态空间的规模,适合对复杂网络攻击建模。实验证明了脆弱性关联模型的正确性及其优越的描述性能,基于该模型的威胁分析方法也更为合理、有效。

计及保护故障因素的电网脆弱性评估模型

电网中存在的某些脆弱环节对电力系统大规模停电和连锁故障的发生有着重要的影响。在已有脆弱性研究的基础上,给出了考虑保护故障因素的电网脆弱性评估模型。基于风险理论和保护事故链模型提出了保护风险重要度的概念,并以此定义了单元保护脆弱度,该指标量化了保护不正确动作对电网中单元脆弱性的影响程度;由此,提出了结合电气介数与单元保护脆弱度的电网脆弱性评估模型。算例结果表明所提模型有效地计及保护故障因素对电网单元脆弱性的影响,克服了考察角度单一的弊端,更加全面地评估了电网的脆弱环节,验证了模型的合理性和有效性。

基于PTVA模型的房屋多灾种耦合物理脆弱性评估

为解决因诸灾害间相互作用导致房屋多灾种脆弱性评估较难实现的问题,提出一种基于修正的Papathoma海啸脆弱性评估(PTVA)模型的多灾种耦合物理脆弱性评估方法。首先根据不同灾种影响下承灾体脆弱性指标的差异性,构建指标体系;然后运用修正的PTVA模型,计算单灾种初始脆弱性指数和耦合后的脆弱性指数,经综合计算后,得到2个综合脆弱性指数;最后以福建某市典型区域为例进行实证分析。研究表明:该方法在多灾种耦合物理脆弱性评估中具有可行性,提高了评估的准确性。

自然灾害脆弱性研究进展

近年来,在国际上日益重视防灾减灾的背景下,脆弱性研究已成为灾害学研究的主题并逐渐融入社会可持续发展策略。在回顾国内外灾害脆弱性研究发展的基础上,阐述了脆弱性的基本内涵,探究了自然灾害脆弱性的基本构成,并对灾害研究领域中容易混淆的危险性、脆弱型、风险、易损性与恢复力等概念进行了辨析。研究归纳总结了开展脆弱性评估的5种经典模式,风险-灾害(RH)模式、压力释放(PAR)模式、政治经济模式、基于区域的综合脆弱性模式和恢复力模式。并且指出,自然灾害研究领域的脆弱性评估应主要基于历史数据、指标体系和实际调查的灾损率曲线。从发展趋势来看,脆弱性研究正日益着重多领域合作、多对象细化和除指标体系外多种方法的综合应用,旨在从人类社会本身找出灾难根源,为灾害保险和政府决策提供有效指导。

基于IVM-AHP的人-机-环耦合系统应急救援脆弱性分析

为减少应急救援次生事故的发生,提高该过程人-机-环耦合系统的鲁棒性,有必要对应急救援进行脆弱性分析。在改进的脆弱性模型(IVM)定性分析的基础上,通过解析事故现场应急救援脆弱性的影响因素,并运用层次分析法(AHP)计算脆弱性影响因素对事故应急救援的相对权重,从而得出导致应急救援脆弱性的关键因素排序。结果表明:事故致死范围、设备内介质危险性、设备自身可靠性、周边环境中的危险源、紧急停车可靠性等因素对应急救援脆弱性有关键性的影响。

沿海城市自然灾害脆弱性评价研究——以天津滨海新区为例

从脆弱性和风险内涵比较出发,基于灾害学理论及脆弱性概念模型,从区域自然地理环境和社会经济状况构建自然灾害脆弱性评价指标体系。选择天津市滨海新区各区县为研究对象,收集指标数据,应用层次分析法(AHP)确定指标权重。采用两种评价方法进行脆弱性评价:一是应用脆弱性模型评价天津滨海新区自然灾害综合脆弱性;二是选取地面沉降灾害脆弱性指标,应用模糊综合评判评价地面沉降灾害脆弱性。评价结果表明:葛沽镇和塘沽区自然灾害综合脆弱度相对较大,大港区最小;就地面沉降灾害脆弱性而言,塘沽区最大,大港和东丽区的部分相对较小。两种评价结果具有一致性。

气候变化影响下的国家脆弱性评估模型

脆弱性概念因其能够完整地说明气候变化最突出的影响,已经成为气候变化相关研究的热点。文章提出了气候变化影响下国家脆弱性评估模型。选取一些脆弱性指标,来衡量国家的脆弱性。采用熵技术支持下的层次分析法,来计算国家脆性指数和相关脆弱性指标的权重,以此来构建国家脆弱性的综合指数的等级体系。

一种社区商业模式脆弱性探析

脆弱性分析在诸领域中作为新兴研究方法,越来越受到关注。研究社区商业脆弱性是实现社区商业良性发展的重要内容。本文利用脆弱性原理,针对便利城模式表现出脆弱性的不同侧面,在环境因素干扰及居民多样化需求下,便利城结构发生不稳定性和波动现象,通过建立脆弱性模型及气压场模型,分析了便利城结构脆弱性现象及产生原因并提出应对策略。

浅山区乡镇社会-生态系统脆弱性演化与模拟——以北京平谷为例

浅山区乡镇社会-生态系统相比于平原区受地形环境等因素制约更为脆弱,在国土空间开发与保护中更需要权衡。使用显式空间脆弱性(SERV)模型,从暴露度、敏感性、适应能力3个维度构建评价体系评估平谷浅山区12个乡镇社会-生态系统脆弱性,并使用有序加权平均算法(OWA)模拟多种决策风险下脆弱性情景。研究表明:(1)平谷浅山区2007—2017年总体脆弱性呈现中度脆弱水平,局部呈现上升态势,10年间中等以上脆弱乡镇面积比重由73.09%上升到80.74%。空间上呈现“东南高,西北低”的格局。(2)处于高脆弱水平乡镇应进行严格控制,增加水土保持林面积等提高适应能力;同时注重低脆弱乡镇的高暴露风险源及时进行生态修复。(3)通过设定不同决策风险系数预测不同发展导向下区域系统脆弱性差异,在倾向于可持续发展导向下优先生态环境治理,在经济发展导向下应推动绿色基础设施建设。评价结果可满足不同决策思路下指导区域发展实践。

区域建筑群台风灾害综合脆弱性评估方法研究:以广东省为例

承灾体综合脆弱性评估,直接影响社会对灾害的应对和恢复能力。以典型承灾体建筑群作为研究对象,建立耦合自然脆弱性和社会脆弱性的综合概念评估模型。将台风灾害频发的广东省作为研究区。分别采用修正后的Papathoma海啸脆弱性评估模型(PTVA模型)和投影寻踪聚类模型(PPC模型),评估其自然脆弱性和社会脆弱性。最后结合GIS技术对广东省建筑群台风综合脆弱性进行等级评估,其结果与广东省近30年来历史台风灾害中建筑灾情损失程度基本一致。