本發(fā)明實施例涉及社區(qū)災害韌性評估，尤其涉及一種基于設施可達性的社區(qū)洪澇韌性及外部關系分析方法。

背景技術：

1、在洪澇災害頻發(fā)的地區(qū)，社區(qū)居民能否在災害情境下獲取基礎服務是維持居民正常生活和安全的關鍵之一，在正常情景下大量提供服務或準備的設施，并不能確保居民在災害擾動期間不受阻礙地獲取服務，在缺乏基礎服務的情況下，不僅會加劇社區(qū)居民面臨的困難，還會阻礙社區(qū)恢復進程。災害擾動會影響居民和基礎服務設施之間的流動關系和效率，使道路通行能力、基礎設施服務等要素重新分配，產生定量和空間的影響。對社區(qū)洪澇韌性進行評估可以為災害情境下的社區(qū)服務管理提供參考。

技術實現思路

1、本發(fā)明實施例提供了一種基于設施可達性的社區(qū)洪澇韌性及外部關系分析方法，面向暴雨洪澇災害情景，基于服務設施可達性實現社區(qū)韌性及其外部關聯(lián)關系評估。

2、本發(fā)明實施例第一方面提供了一種基于設施可達性的社區(qū)洪澇韌性及外部關系分析方法，所述方法包括：

3、基于水文水動力模型模擬洪澇淹沒情況，確定各個暴雨時段各個道路的道路通行能力；

4、確定各個社區(qū)的人群密度以及社區(qū)的社區(qū)內服務設施的供給量和社區(qū)外服務設施的供給量；

5、根據各個暴雨時段的道路通行能力、各個社區(qū)的人群密度、以及各個社區(qū)內服務設施的供給量、各個社區(qū)外服務設施的供給量，構建各個暴雨時段對應的復合空間網絡，其中，在所述復合空間網絡中，道路交叉口為道路節(jié)點，連接道路節(jié)點的道路為道路邊，各個道路的道路通行速度為所述道路邊的權重，各個社區(qū)的質心為社區(qū)節(jié)點，各個社區(qū)的人群密度為社區(qū)節(jié)點的權重，社區(qū)的社區(qū)內服務設施的質心為社區(qū)內服務節(jié)點，社區(qū)內服務設施的供給量為社區(qū)內服務節(jié)點的權重，社區(qū)的社區(qū)外服務設施的質心為社區(qū)外服務節(jié)點，社區(qū)外服務設施的供給量為服務節(jié)點的權重，社區(qū)節(jié)點和最近的道路節(jié)點連接為社區(qū)-道路邊、社區(qū)內服務節(jié)點和最近的道路節(jié)點連接為社區(qū)內服務-道路邊，社區(qū)外服務節(jié)點和最近的道路節(jié)點連接為社區(qū)外服務-道路的邊集合；

6、基于最短路徑計算算法、兩步移動搜尋法、所述復合空間網絡和服務響應閾值，分別計算各個暴雨時段各個社區(qū)的社區(qū)綜合服務可達性、社區(qū)內部服務可達性和社區(qū)外部服務可達性；

7、基于各個暴雨時段各個社區(qū)的社區(qū)綜合服務可達性、社區(qū)內部服務可達性和社區(qū)外部服務可達性計算各個社區(qū)的社區(qū)綜合韌性、社區(qū)內部韌性和社區(qū)外部韌性。

8、可選地，基于水文水動力模型模擬洪澇淹沒情況，確定各個暴雨時段道路通行能力，包括：

9、基于水文水動力模型模擬洪澇淹沒情況，確定各個道路的淹沒水深，將淹沒水深超過預設閾值的道路剔除；

10、獲取各個道路在各個暴雨時段對應時段正常情境下的車速，對所述正常情境下的車速進行偏差處理，得到各個暴雨時段各個道路的通行車速。

11、可選地，獲取各個道路在各個暴雨時段對應時段正常情境下的車速，對所述正常情境下的車速進行偏差處理，得到各個暴雨時段各個道路的通行車速，包括：

12、針對某個暴雨時段：

13、基于第j個道路的道路等級和道路長度確定第j個道路對應的修正系數λj；

14、基于以下公式確定第j個道路的通行車速：

15、v'＝λjvj；

16、其中，v'表示修正后的道路車速，λj表示第j個道路的修正系數，vj表示第j個道路上的該暴雨時段對應時段正常情境下的車速。

17、可選地，根據各個暴雨時段的道路通行能力、各個社區(qū)的人群密度、以及各個社區(qū)內服務設施的供給量、各個社區(qū)外服務設施的供給量，構建各個暴雨時段對應的復合空間網絡，包括：

18、針對某個暴雨時段：

19、將道路交叉口抽象為道路節(jié)點集合將連接道路交叉口的路段抽象為道路邊集合

20、將道路交叉口vi,vj連接路段在當前暴雨時段t所需的通行時間作為道路邊的權重，構建t時段的鄰接矩陣形成隨暴雨時段變化的動態(tài)有權無向圖

21、提取各個社區(qū)的質心，以社區(qū)的人群密度為權重，形成社區(qū)節(jié)點集

22、

23、提取社區(qū)的社區(qū)內部服務設施和社區(qū)外部服務設施的質心，以服務設施的供給量為權重，形成隨暴雨時段變化的社區(qū)內服務節(jié)點集和社區(qū)外服節(jié)點集：

24、

25、確定距離社區(qū)節(jié)點和社區(qū)內服務節(jié)點、社區(qū)外服節(jié)點最近的道路交叉口，并將其連接起來分別創(chuàng)建社區(qū)-道路邊集合、社區(qū)內服務-道路邊集合和社區(qū)外服務-道路邊集合：

26、得到考慮道路-社區(qū)-社區(qū)內部服務設施-社區(qū)外部服務設施的動態(tài)加權的復合空間網絡g(vp∪vd∪vs_in∪vs_ex,lp∪ld∪ls_in∪ls_ex)。

27、可選地，基于最短路徑計算算法、兩步移動搜尋法、所述復合空間網絡和服務響應閾值，分別計算各個暴雨時段的社區(qū)綜合服務可達性、社區(qū)內部服務可達性和社區(qū)外部服務可達性，包括：

28、針對某個暴雨時段下的某個服務設施：最短路徑計算算法、兩步移動搜尋法、所述復合空間網絡和服務響應閾值d0，確定該服務設施的服務范圍，對落在該服務范圍內的各個社區(qū)利用高斯方程進行賦權，并進行加權求和，計算該服務范圍內的居民數量；再將服務設施的供給量與服務范圍內的居民數量相除計算供需比：

29、

30、其中，表示社區(qū)i綜合供需比；表示社區(qū)i的社區(qū)內服務設施供需比；表示社區(qū)i的社區(qū)外服務設施供需比；pi是服務設施空間作用域內(dkj≤d0)社區(qū)i的居民數量；dij表示從服務設施中心到社區(qū)i中心的距離；表示社區(qū)內服務設施的供給量；表示社區(qū)外服務設施的供給量；g(dij,d0)是考慮距離對服務效率影響的高斯方程，計算公式如下：

31、

32、針對某個暴雨時段下的某個社區(qū)i，給定時間閾值d0，形成另一個空間作用域，對于落在空間作用域的服務設施的供需比利用高斯方程賦權及加權求和，得到該社區(qū)i的服務設施可達性ai：

33、

34、其中，表示社區(qū)綜合服務可達性；表示社區(qū)內部服務可達性；表示社區(qū)外部服務可達性。

35、可選地，基于各個暴雨時段的社區(qū)綜合服務可達性、社區(qū)內部服務可達性和社區(qū)外部服務可達性計算社區(qū)綜合韌性、社區(qū)內部韌性和社區(qū)外部韌性，包括：

36、基于社區(qū)i正常情境下的社區(qū)綜合服務可達性和各個暴雨時段的社區(qū)綜合服務可達性確定社區(qū)i各個暴雨時段的綜合服務韌性，基于社區(qū)i正常情境下的社區(qū)內部服務可達性和各個暴雨時段的社區(qū)內部服務可達性確定社區(qū)i各個暴雨時段的綜合社區(qū)內部服務韌性，基于社區(qū)i正常情境下的社區(qū)外部服務可達性和各個暴雨時段的社區(qū)外部服務可達性確定社區(qū)i各個暴雨時段的社區(qū)外部服務韌性；

37、分別基于暴雨不同時段的社區(qū)綜合服務可達性、社區(qū)內部服務可達性和社區(qū)外部服務可達性擬合為社區(qū)韌性曲線得到社區(qū)綜合韌性、社區(qū)內部韌性和社區(qū)外部韌性：

38、

39、其中，表示暴雨時段t的社區(qū)綜合服務可達性、暴雨時段t的社區(qū)內部服務可達性或者暴雨時段t的社區(qū)外部服務可達性，表示正常情境下的社區(qū)綜合服務可達性、正常情境下的社區(qū)內部服務可達性或者正常情境下的社區(qū)外部服務可達性，r表示社區(qū)綜合韌性、社區(qū)內部韌性或者社區(qū)外部韌性。

40、本發(fā)明實施例第二方面提供了一種基于設施可達性的社區(qū)洪澇韌性及外部關系分析裝置，所述裝置包括：

41、第一確定模塊，用于基于水文水動力模型模擬洪澇淹沒情況，確定各個暴雨時段各個道路的道路通行能力；

42、第二確定模塊，用于確定各個社區(qū)的人群密度以及各個社區(qū)內服務設施的供給量和各個社區(qū)外服務設施的供給量；

43、構建模塊，用于根據各個暴雨時段的道路通行能力、各個社區(qū)的人群密度、以及各個社區(qū)內服務設施的供給量、各個社區(qū)外服務設施的供給量，構建各個暴雨時段對應的復合空間網絡，其中，在所述復合空間網絡中，道路交叉口為道路節(jié)點，連接道路節(jié)點的道路為道路邊，各個道路的道路通行能力為所述道路邊的權重，各個社區(qū)的質心為社區(qū)節(jié)點，各個社區(qū)的人群密度為社區(qū)節(jié)點的權重，各個社區(qū)內服務設施的質心為社區(qū)內服務節(jié)點，各個社區(qū)內服務設施的供給量為社區(qū)內服務節(jié)點的權重，各個社區(qū)外服務設施的質心為社區(qū)外服務節(jié)點，各個社區(qū)外服務設施的供給量為服務節(jié)點的權重，社區(qū)節(jié)點和最近的道路節(jié)點連接為社區(qū)-道路邊、社區(qū)內服務節(jié)點和最近的道路節(jié)點連接為社區(qū)內服務-道路邊，社區(qū)外服務節(jié)點和最近的道路節(jié)點連接為社區(qū)外服務-道路的邊集合；

44、第一計算模塊，用于基于最短路徑計算算法、兩步移動搜尋法、所述復合空間網絡和服務響應閾值，分別計算各個暴雨時段各個社區(qū)的社區(qū)綜合服務可達性、社區(qū)內部服務可達性和社區(qū)外部服務可達性；

45、第二計算模塊，用于基于各個暴雨時段各個社區(qū)的社區(qū)綜合服務可達性、社區(qū)內部服務可達性和社區(qū)外部服務可達性計算各個社區(qū)的社區(qū)綜合韌性、社區(qū)內部韌性和社區(qū)外部韌性。

46、本發(fā)明實施例第三方面提供一種電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行時實現如本發(fā)明第一方面所述的基于設施可達性的社區(qū)洪澇韌性及外部關系分析方法。

47、本發(fā)明實施例第四方面提供一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現如本發(fā)明第一方面所述的基于設施可達性的社區(qū)洪澇韌性及外部關系分析方法。

48、本發(fā)明實施例第五方面提供一種計算機程序產品，包括計算機程序/指令，該計算機程序/指令被處理器實現如本發(fā)明第一方面所述的基于設施可達性的社區(qū)洪澇韌性及外部關系分析方法中的步驟。

49、本發(fā)明實施例中，基于構建的復合空間網絡考慮了城市道路、設施、人群等要素之間的復雜聯(lián)系與相互作用。具體而言，在暴雨情境下，社區(qū)居民與設施之間的服務流可能受到干擾，道路作為“橋梁”連接社區(qū)居民和服務設施，暴雨造成的道路中斷可能會導致部分社區(qū)與服務設施之間產生隔離，影響可達性異質性變化，基于復合空間網絡進行社區(qū)韌性分析可以使社區(qū)韌性分析符合實際情況。本發(fā)明實施例中，通過分析道路-社區(qū)-社區(qū)內部服務設施-社區(qū)外部服務設施設施對社區(qū)綜合韌性的貢獻，可以確定社區(qū)內部與外部的服務設施對社區(qū)恢復能力的支持程度?；谏鐓^(qū)災害韌性評估與外部關聯(lián)關系分析，本發(fā)明實施例中為社區(qū)防災減災建設提供了可靠的科學依據。