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相依失效生命线工程系统抗震可靠度估计的统一递推分解算法及其应用研究

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相依失效生命线工程系统抗震可靠度估计的统一递推分解算法及其应...

作者：顾倩上海交通大学

学位级别：硕士

生命线工程是指维持现代城市功能和区域经济功能,对国计民生有重大影响的基础性工程设施系统。大量的震害调查表明,地震作用下生命线工程的破坏将对城市的社会和经济功能造成严重的危害。因此,进行生命线工程系统的抗震可靠度估计研究... 详细信息

生命线工程是指维持现代城市功能和区域经济功能,对国计民生有重大影响的基础性工程设施系统。大量的震害调查表明,地震作用下生命线工程的破坏将对城市的社会和经济功能造成严重的危害。因此,进行生命线工程系统的抗震可靠度估计研究具有非常重要的现实意义。生命线工程系统抗震可靠度估计的重要内容之一是计算地震激励下的生命线网络系统连通可靠度,其难点是如何解决计算中的复杂性问题和分析生命线设备或结构的相关失效问题。目前为止,用于网络连通可靠度分析的递推分解算法(Recursive Decomposition Algorithm,简称RDA)能够有效地降低网络算法的复杂性,但对于系统中元件的相依失效问题,现有分析方法还不能很好地解决。鉴于此,针对考虑元件相依失效的生命线工程系统抗震可靠度估计问题,本文开展了下述研究工作:1.基于原RDA算法,对原来分别按照边权、点权和一般赋权,需要运用对应程序去计算系统可靠度的情况进行整合简化,发展出同时适用于三种赋权形式的统一RDA算法;2.利用移位广义对数正态分布(Shifted Generalized Lognormal Distribution,简称SGLD)模型,采用矩方法和两支撑点法进行模型参数识别,建立生命线设备或结构极值响应的边缘分布模型;3.利用顺序复合法(Sequential Compounding Method,简称SCM)和Gumbel Copula函数两种方法计算不交最小路和不交最小割的联合失效概率,建立生命线设备或结构极值响应的联合分布模型,在统一RDA算法的基础上发展出相依失效生命线工程系统抗震可靠度估计的统一RDA算法;4.基于SAP2000的有限元分析结果,采用等效单自由度模型建立变电站一次设备钢支架的动力学模型,确定等效单自由度振子的有效参数,用于生命线设备或结构系统分析中的随机响应样本计算;5.应用本文建立的方法,计算某假想变电站一次设备系统的动力可靠度。本文在RDA算法的基础上,引入SCM和Gumbel Copula两种方法分别计算RDA算法中不交最小路和不交最小割的联合概率,发展出了相依失效生命线工程系统抗震可靠度估计的统一RDA算法。算例分析结果表明,该方法可以用于相依失效生命线工程网络系统的动力抗震可靠度估计,计算精度较高。本文的研究对相依失效生命线工程系统抗震可靠度的有效计算,具有重要的理论和应用价值。

关键词：生命线工程系统地震可靠度相依失效地震反应递推分解算法

石河子市生命线工程系统的震害预测(1)——电力工程系统

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内陆地震 2003年第1期17卷 47-53页

作者：尹力峰唐丽华薛健苗军新疆防御自然灾害研究所新疆乌鲁木齐830011 石河子市地震局新疆石河子832000

以系统的观点 ,基于可靠性理论对石河子市电力工程系统进行了震害预测。通过整体分析与局部评估讨论了电力系统的可靠性 ;

关键词：生命线工程系统震害预测电力系统潜在灾害率石河子市贝叶斯因式分解法

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从南方冰雪灾害看生命线工程系统的防灾减灾

防灾科技学院学报 2008年第2期10卷 96-98页

作者：冯震防灾科技学院河北三河065201

本文基于我国南方冰雪灾害的现状,对我国生命线工程系统的防灾减灾情况进行了分析。认为在可以预期的未来,我国生命线工程基础研究将会得到很大的发展。进而提出城市生命线系统的防灾减灾包括工程措施和非工程措施,两种措施功能各不相同... 详细信息

本文基于我国南方冰雪灾害的现状,对我国生命线工程系统的防灾减灾情况进行了分析。认为在可以预期的未来,我国生命线工程基础研究将会得到很大的发展。进而提出城市生命线系统的防灾减灾包括工程措施和非工程措施,两种措施功能各不相同,不能互相替代。最后从综合防灾减灾出发,给出城市生命线系统安全监管的科学创新模式。

关键词：生命线工程系统防灾减灾措施安全监管模式

《地震研究》期刊“生命线工程系统抗震防灾”专栏约稿函

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地震研究 2021年第4期44卷 F0003-F0003页

作者：《地震研究》编辑部不详

生命线工程是保障人民生活和社会正常运转的重要基础设施,自1971年生命线地震工程诞生以来,其内涵和外延不断扩大,在地震作用下生命线工程系统一旦遭受破坏,轻则影响人民的正常生活和工业生产,重则导致整个社会因生命线工程服务能的中... 详细信息

生命线工程是保障人民生活和社会正常运转的重要基础设施,自1971年生命线地震工程诞生以来,其内涵和外延不断扩大,在地震作用下生命线工程系统一旦遭受破坏,轻则影响人民的正常生活和工业生产,重则导致整个社会因生命线工程服务能的中断而处于瘫痪状态。当前,我国正处于全面建成小康社会的决胜阶段,城市(镇)化进程快速推进,提升生命线工程系统的地震灾害安全是社会经济发展的重大需求。

关键词：社会经济发展生命线工程系统抗震防灾瘫痪状态地震灾害约稿函工业生产重要基础设施

《地震研究》期刊“生命线工程系统抗震防灾”专栏约稿函

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地震研究 2021年第3期44卷 I0001-I0001页

作者：《地震研究》编辑部不详

关键词：社会经济发展生命线工程系统抗震防灾瘫痪状态地震灾害约稿函工业生产重要基础设施

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交流特高压设备抗震优化设计技术研究

安装 2022年第S1期 266-267页

作者：熊再豹肖冰李云伟晏锋张玉军苏光无不详国核电力规划设计研究院有限公司

获奖情况:2022年中国安装协会科学技术进步奖三等奖一、成果研究背景我国是地震多发国家,近些年汶川地震(2008年)、玉树地震(2010年)以及芦山地震(2013年)使得电力设施遭到严重破坏,并造成了停电、停水、停产、通信障碍、救援困难等二... 详细信息

获奖情况:2022年中国安装协会科学技术进步奖三等奖一、成果研究背景我国是地震多发国家,近些年汶川地震(2008年)、玉树地震(2010年)以及芦山地震(2013年)使得电力设施遭到严重破坏,并造成了停电、停水、停产、通信障碍、救援困难等二次损失。不仅各类结构在强烈地震中遭受严重破坏,而且各类生命线工程系统的功能会受到极大的损害乃至彻底丧失。作为生命线工程的重要组成部分,电力系统一旦失效或遭到破坏,不仅严重影响正常的生产生活和抗震救灾工作,而且有可能引发火灾等次生灾害,严重威胁人们的生命和财产安全。

关键词：交流特高压科学技术进步奖电力系统电力设施生命线工程系统获奖情况芦山地震次生灾害

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城市供水系统用户端可靠性评价规程

城镇供水 2023年第6期 3-4页

一、标准的名称、编号名称:城市供水系统用户端可靠性评价规程编号:T/CUWA 20060-2023二、标准制定的背景、意义供水系统是城市生命线工程系统之一,供水可靠性不仅与居民用水的获得感和幸福感直接相关,也是衡量供水企业服务水平的重要... 详细信息

一、标准的名称、编号名称:城市供水系统用户端可靠性评价规程编号:T/CUWA 20060-2023二、标准制定的背景、意义供水系统是城市生命线工程系统之一,供水可靠性不仅与居民用水的获得感和幸福感直接相关,也是衡量供水企业服务水平的重要标尺。在我国,随着城市化进程的推进,供水系统规模与日俱增。与此同时,整个社会对供水系统的可靠性也提出了更高的要求,不间断、稳压、高品质等日益成为居民和供水企业共同追求的目标。

关键词：城市供水系统生命线工程系统居民用水供水可靠性供水企业用户端评价规程系统的可靠性

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地震次生火灾救灾数值模拟与优化策略分析

地震次生火灾救灾数值模拟与优化策略分析

作者：张旭丹大连理工大学

学位级别：硕士

近年来,一些强烈地震对城市的破坏巨大,不仅仅是地震本身造成的损失,震后引发的次生灾害往往成为人们关注的焦点。地震次生火灾是指因地震直接或间接引起的火灾。历史地震经验表明:地震次生火灾有可能造成比地震本身更大的破坏,因此对... 详细信息

近年来,一些强烈地震对城市的破坏巨大,不仅仅是地震本身造成的损失,震后引发的次生灾害往往成为人们关注的焦点。地震次生火灾是指因地震直接或间接引起的火灾。历史地震经验表明:地震次生火灾有可能造成比地震本身更大的破坏,因此对地震次生火灾救灾过程的模拟和对救灾系统的优化将促进救灾成功率的提高,对抢救人民生命和减少经济损失具有重大意义。本文以Monte Carlo方法为基础展开数值模拟分析,在原有交通系统可靠性分析的基础上加入了接警过程和灭火过程,从而实现了整体生命线系统协同作用下震后次生火灾救灾成功率的计算分析,为震前城市生命线系统规划提供了理论分析基础;另外应用运筹学和优化方法等相关理论,对城市消防队和救护中心的选址和职能范围、消防车的分配和伤员救护排队系统进行了优化,这些优化策略为震后救灾工作迅速高效的展开提供便利。主要的工作和成果包括以下几个方面: 1.提出了接警失效率和接警失效单元,并提出一种计算灭火失效概率的方法。以此为基础将震后次生火灾救灾全过程结合,充分体现了复合生命线工程系统概念下的救灾模拟过程。 2.通过对地震次生火灾进行数值模拟分析,结合接警过程和灭火过程,得到了震后救火成功率,为灾后救火提供了理论依据和震前规划的参考数据。 3.根据最小费用流原理计算救火最佳路线,以此作为基础对消防队选址问题进行分析,并根据选定地址规划了多火点情况下消防资源的分配方式。 4.根据整数规划以及排队理论,对震后搜救过程进行了规划。确定了救护中心的数量、位置、搜救范围,以及伤员数量、等待救援时间与救护中心服务能力之间的关系。

关键词：生命线工程系统次生火灾网络系统可靠性系统优化

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地震紧急处置技术综合研究

地震紧急处置技术综合研究

作者：孟于飞中国地震局工程力学研究所

学位级别：硕士

地震会对生命线工程造成重大损害,使结构破坏以及生命线功能丧失。若在生命线工程系统中采用地震紧急处置技术,可以在地震来临时及时采取紧急处置措施,避免或减少次生灾害或人员伤亡。本文针对燃气管网和高速铁路两类典型的生命线工程... 详细信息

地震会对生命线工程造成重大损害,使结构破坏以及生命线功能丧失。若在生命线工程系统中采用地震紧急处置技术,可以在地震来临时及时采取紧急处置措施,避免或减少次生灾害或人员伤亡。本文针对燃气管网和高速铁路两类典型的生命线工程系统进行了若干相关问题的研究。针对城市燃气管网系统,通过分析地震紧急处置系统的组成与功能,以及广泛应用于城市燃气管网日常管理调度方面的SCADA系统的特点,研究了地震紧急处置技术系统与SCADA系统的兼容性,以及SCADA系统与GIS系统结合的可行性。此外,使用ArcGIS软件及其二次开发编程,根据地震紧急处置的原理,编制了地震紧急处置系统模拟程序,能够模拟一个拥有气源、用气点、控制阀门等要素的燃气管网系统在地震到来时进行紧急处置的过程。针对高速铁路系统,建立了列车模型,对轨道不平顺功率谱密度函数进行数值模拟生成轨道不平顺样本,并作为列车运行的外部激励。考虑了相对更精确的车轮与钢轨外形,采用Hertz非线性接触理论和Kalker线性蠕滑理论计算了轮轨法向力与蠕滑力。用Newmark-β数值积分法求解了运动方程,并用MATLAB编制了相关计算程序,可以计算不同参数取值下的列车动力响应并进行比较。选取了若干条具有代表性的地震波数据记录,计算了以不同车速运行的列车受到地震作用的动力反应,并通过计算所得的各项安全性指标来判断列车运行是否安全。总结了车速和地震动强度对于列车运行安全性的影响规律,并以此初步建议了高速铁路地震紧急处置系统的报警阈值。

关键词：生命线工程系统地震紧急处置燃气管网 GIS系统高速铁路轮轨接触理论