地震灾害下社区系统的恢复力评估框架

(西安工业大学建筑工程学院 陕西 西安 710021)

本文通过将基于代理的组件和系统恢复模型相结合，开发了一个集成CICS震后恢复模型的框架通过量化吸收阶段的功能性损失和跟踪整个恢复阶段的功能性恢复轨迹，评估由社区和单个独联体组成的系统的地震恢复力的组成(自下而上，从组件到系统)供需框架。

一、基于代理的地震恢复力建模框架

提出的基于代理的建模框架的目标是描述地震恢复过程中的这些措施及其相互作用，并量化集成CICS的地震恢复能力。

二、基于代理的CICS震后恢复模型

在这个模型中，集成的CICS由EPSS、TS和社区构建的环境表示。EPSS-TS-社区系统的地震恢复力使用组合供需恢复力量化框架进行建模。EPSS-TS社区系统的电力供需状况是通过震害吸收和恢复阶段来模拟的。地震发生后，EPSS-TS-社区系统正在累积损伤。EPSS和TS组件(分别为变电站和桥梁)和社区建筑环境组件，假定输电线路和桥梁之间的道路不会发生地震破坏使用地震应急专用的EPSS运行模型，按照组件功能损失的比例，评估EPSS供电的减少和社区用电量的减少。

三、CICS震后恢复的蒙特卡洛模拟

在蒙特卡洛仿真框架中，通过从指定的代理属性值分布中随机生成五个代理属性的值来设置单个仿真实例。地震前后任何受损发电变电站n(不包括受损发电变电站)的功能分别表示为fo,n和fd,n，并根据发电功率进行测量。因此，损害严重程度

Sn=100×(1-fd,n/fo,n)(%)

(1)

这个变电站的功能损失是由它原来的功能水平标准化的。因此，Sn=100%表示变电站停止运行，Sn=0%表示变电站完全运行。

对于修复计划中的任何损坏变电站n，修复人员到达时间tn和修复完成时间rn是迭代计算的：

(2)

式中，t0e=EPSS资源调动时间；SD0=维修中心与待维修的第一代子站之间的最短距离。

(3)

其中，顶点集B包含TS中的所有桥，σst=从节点s到节点t的最短路径的总数；σst(b)=穿过桥B的那些路径的数目。在模拟中计算t时的全部功能桥B(t)以测量TS的恢复。当EPSS-TS-社区系统恢复到震前功能。

四、结论

本文提出了一个评价现代CICS抗震能力的框架。该框架基于组合供需法评估系统弹性，以模拟社区构建环境的恢复与CIS的恢复并行，并引入多项恢复绩效目标，不仅解决某些民用基础设施服务缺乏可恢复性的问题，而且解决更高层次的社区职能。这些模型可以更接近提出的社区复原目标，并作为评估提高社区抗震复原力的各种战略的效益和成本的工具。