專利名稱：自動進行位置相關(guān)的自然災(zāi)害預(yù)報的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動進行位置相關(guān)的自然災(zāi)害和災(zāi)害影響預(yù)報的系統(tǒng)和方法，其中，通過設(shè)置的測量站來測量自然災(zāi)害事件，確定與自然災(zāi)害相關(guān)聯(lián)的具體地殼構(gòu)造、地形或氣象條件的位置相關(guān)的測量參數(shù)，并且觸發(fā)測量參數(shù)的臨界值，以針對與災(zāi)害事件相關(guān)聯(lián)的具體災(zāi)害情況或者針對關(guān)注區(qū)域內(nèi)的預(yù)報的災(zāi)害事件的影響生成專用事件信號。具體地，本發(fā)明涉及各種類型的熱帶氣旋、地震、洪水、火山爆發(fā)和地震海嘯。此外，專用事件信號具體地針對各種類型的自動報警系統(tǒng)和破壞保護系統(tǒng)生成，如保險行業(yè)和再保險行業(yè)。
背景技術(shù)：
每年，自然災(zāi)害(也稱為熱帶氣旋(例如，颶風、臺風、熱帶風暴)、地震、洪水、火山爆發(fā)和地震海嘯等)給世界上各個地方帶來了嚴重破壞。大多數(shù)這樣的災(zāi)害事件的發(fā)生幾乎都不能長期預(yù)測。甚至時間上很近的事件的漂移點的精確位置(或者，移動事件如正在發(fā) 生的氣旋的精確跟蹤)都通常難以在幾個小時和幾天的時間內(nèi)預(yù)測。2008年，自然災(zāi)害在全世界范圍內(nèi)奪去了 234800條人的性命，并且造成了總計大約2590億美元的損失。然而，保險僅覆蓋由于自然災(zāi)害而產(chǎn)生的總損失的很小一部分(2008年為447億美元)，這是由于對于很多大的損失可能性，未投保的部分很大——即使在發(fā)達的保險市場中也是如此。很多資金差額由公共部門來承擔，包括(i)支付緊急花費(避難所、緊急供電、關(guān)鍵供給等)，
(ii)支付關(guān)鍵資產(chǎn)/基礎(chǔ)設(shè)施的重建，(iii)提供稅收刺激以恢復(fù)經(jīng)濟。然而，這些關(guān)鍵行為增加了政府的赤字和困境應(yīng)當如何為這些緊急花費提供資金？可能的解決方案可以通過以下措施來實現(xiàn)預(yù)算資源、縮減其他需要、內(nèi)部財政措施(即，更高的稅收)、外部財政措施(即，新的市政債務(wù))。很明顯，對于具有巨大影響的自然災(zāi)害事件，所有這些措施都會帶來新的問題。因此，由于經(jīng)濟損失與保險損失之間的巨大缺口，急需要有新的風險轉(zhuǎn)移方案。使用參數(shù)風險轉(zhuǎn)移系統(tǒng)可以提供這些問題的解決方案。參數(shù)保險使用透明觸發(fā)來給購買者交付大量非可收回資金。優(yōu)點在于，資金的快速交付提供了流動性和資金，固定的保險費使得能夠?qū)Ρ厝恍赃M行預(yù)算，合同可以是多年的，以輔助立法過程，并且，不同于債務(wù)，合同沒有償還并且對信用沒有負面影響。參數(shù)賠償能夠根據(jù)州政府的需要來定制也很重要。具體地，本文檔中給出的示例具體描述了熱帶氣旋和地震，這是因為這些類型的自然災(zāi)害每年給人身和財產(chǎn)造成最大的破壞。颶風是被稱為“熱帶氣旋”的氣象現(xiàn)象中最嚴重的種類。颶風，如所有熱帶氣旋，包括預(yù)先存在的天氣擾動、暖熱帶海洋、濕氣和在高處的相對較輕的風。如果合適的情況持續(xù)足夠長時間，則它們可以組合以產(chǎn)生與該現(xiàn)象相關(guān)聯(lián)的烈風、難以置信的波、傾盆大雨以及洪水。因此，熱帶氣旋的形成及其生長成如颶風要求1)預(yù)先存在的天氣擾動；2)大約45m深、至少26°C的海洋溫度；以及3)遍及大氣的整個深度的相對較輕的風(低空風切變)。通常，當熱帶風暴和颶風的熱和濕氣來源被切斷(如，當它們在陸地上移動時發(fā)生)或者它們遇到強的風切變時，熱帶風暴和颶風被削弱。然而，如果被削弱的颶風移動到更有利的區(qū)域中，則被削弱的颶風可能會重新增強。陸地下降颶風的殘留部分仍然可能產(chǎn)生巨大的破壞。每年，大西洋、加勒比海和墨西哥灣上平均形成十個熱帶風暴。其中，很多熱帶風暴都保持在海洋上。每年，這些風暴中的六個風暴變成颶風。以平均3年為周期，大約五個颶風襲擊例如美國海岸線，從德克薩斯到緬因的任何地方，奪去大約50至100人的性命。其中，通常，兩個是主要颶風(大于IlOmph的風)。熱帶氣旋的強度通常是相對術(shù)語，因為較低類別的風暴有時可能比較高類別的風暴造成更大的破壞，這取決于它們襲擊的是哪里、它們與什么其他天氣特征相互作用、它們帶來的具體危害以及它們移動地多慢。實際上，熱帶風暴還可能產(chǎn)生嚴重的破壞和生命喪失，這主要是由于洪水。通常，如果來自這些風暴的風達到34kt，則會給氣旋命名。在現(xiàn)有技術(shù)中，可以找到不同的系統(tǒng)來預(yù)報熱帶氣旋風。M. Demaria在“Estimating Probabilities ofTropical Cyclone Surface Winds，，(X_002297474 EPO)或者M. Demaria和 J. KapIan在“AnUpdated Statistical Hurricane Intensity Prediction Scheme(SHIPS) for Atlanticand Eastern North Pacific Basins”(XP-008035846)中不出了一種可能性。兩個系統(tǒng)都描述了氣旋路徑和強度的蒙特卡羅生成，得到了給定位置和時間的特定風強度的出現(xiàn)概率。類似于氣旋預(yù)報系統(tǒng)，地震預(yù)報系統(tǒng)或地震影響預(yù)報系統(tǒng)應(yīng)當是能夠生成如下預(yù) 測的系統(tǒng)，分別預(yù)測特定量級的地震是否會在特定時間(或其范圍)在特定地點發(fā)生以及地震會對什么種類的對象產(chǎn)生什么破壞。地震是地球表面(包括海洋底部)的振動，隨后是隨時間建立的地殼內(nèi)的地震應(yīng)力能量的突然釋放。應(yīng)力能量的這種釋放通常通過大質(zhì)量巖石的沿著地球內(nèi)的裂縫(“斷層”)的位移產(chǎn)生。對于較大的地震，有較大量的能量釋放，因此有斷層的較大的破裂。具體位置的地面搖動取決于地震的大小、距離地震源的距離和該位置處的局部土壤情況。地震可能導致大量的生命損失、對建筑物及其內(nèi)部的搖動破壞、商業(yè)的中斷、山崩、液化和點燃大火。MMI強度測量標準是十二級等級，總體上描述了地震在具體位置處的影響。等級的較低級通常涉及人感覺地震的方式。等級的較高級基于觀察到的結(jié)構(gòu)破壞和地面破壞。為此，僅使用MMI等級VII和更高等級，其通?？梢悦枋鰹榉浅?VII)、破壞性的(VIII)、毀壞性的(IX)、慘重的(X)、非常慘重的(XI)和災(zāi)難性的(XII)。為此，使用公布的經(jīng)驗關(guān)系根據(jù)譜加速度和PGV來計算麗I。不管最近幾年在現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中的任何進步，科學地可再現(xiàn)的預(yù)測難以進行，并且還不能具體到小時、天或月做出。僅對于很好地理解的地質(zhì)學斷層，地震災(zāi)害評估地圖可以估計給定大小的地震可能在若干年內(nèi)影響給定位置的可能性以及它會給該位置處的不同結(jié)構(gòu)的對象帶來哪種破壞。一旦地震已經(jīng)開始，現(xiàn)有技術(shù)中有早期預(yù)警設(shè)備，其可以在主搖動到達給定位置之前提供幾秒鐘的報警。該技術(shù)利用了產(chǎn)生的各種類型的振動的不同速度的傳播。在主地震之后，余震也是很可能的，并且通常在地震災(zāi)害響應(yīng)規(guī)程中對其有計劃。因此，專家的確建議一般的地震準備，尤其是在已知經(jīng)歷頻繁或大型震動的區(qū)域，以防止在有或沒有預(yù)警的情況下出現(xiàn)地震而帶來受傷、死亡和財產(chǎn)損失。需要預(yù)測發(fā)生的地震或可能的地震對放置在該位置處的對象或居住在區(qū)域中的人的影響。一旦發(fā)生地震，需要借助于合適的信號傳輸來激活和控制警報系統(tǒng)和破壞修復(fù)系統(tǒng)。一旦可能發(fā)生地震，預(yù)報需要有正確的準備。在現(xiàn)有技術(shù)中，僅基于地震現(xiàn)象本身的物理測量的參數(shù)和公共可用的參數(shù)，系統(tǒng)使用所謂的地震影響(或破壞)指數(shù)來在數(shù)量上近似由地震對與不同的地理位置相關(guān)聯(lián)的預(yù)定人口或?qū)ο笤斐傻挠绊懟蚱茐模?，與建筑物、橋梁、高速公路、電力線、通信線路、工廠或發(fā)電廠有關(guān)的破壞，并且甚至近似非物理值，例如，商業(yè)中斷、附隨的商業(yè)中斷值或受影響的人口。因而，可以使用作為預(yù)報系統(tǒng)的信號生成的一部分的影響參數(shù)來通過電子手段生成適當?shù)木瘓蠡蚣钚盘?，其可以被發(fā)送給相關(guān)的模塊和警報設(shè)備。關(guān)于另外的示例，可以參考專利文檔JP60014316、GR1003604、GR96100433、CN1547044、JP2008165327、JP2008077299、US 2009/0164256 或 US 2009/0177500。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，高效的地震破壞預(yù)測和預(yù)防系統(tǒng)在技術(shù)上很難實現(xiàn)。它們可以包括例如地震檢測單元或與單元一起的方法，以用于生成地震震源或震中的傳播值。即使在震中區(qū)域內(nèi)，通常也很難分別適當?shù)睾饬烤植坑绊懞陀绊懼担@歸因于不同的地質(zhì)組成、受影響的對象到地面的通路以及受影響的對象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組件。然而，很快地知道地震對區(qū)域內(nèi)的受影響的對象的影響對于生成和向例如自動的緊急裝置或破壞干預(yù)裝置或系統(tǒng)和/或一般操作故障干預(yù)裝置(如用于受影響的對象處的直接技術(shù)干預(yù)的監(jiān)視裝置、警報裝置或系統(tǒng))發(fā)送正確的激勵信號或警報信號而言是很重要的。此外，現(xiàn)有技術(shù)的地震破壞預(yù)測和預(yù)防系統(tǒng)不是非?？煽浚⑶彝ǔ：苈，F(xiàn)有技術(shù)的其中一個問題是，由于在與地質(zhì)組成相關(guān)聯(lián)的地震領(lǐng)域中的低統(tǒng)計值、即大數(shù)定理，幾乎不能正確地衡量系統(tǒng)的信號。最后，現(xiàn)有技術(shù)的這些系統(tǒng)的實現(xiàn)很昂貴并且極其耗費人力。
技術(shù)目的本發(fā)明的目的是提供一種新的且更好的自然災(zāi)害預(yù)報系統(tǒng)和方法，其沒有上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點。具體地，本發(fā)明的目的是提供自然災(zāi)害預(yù)報和影響預(yù)報，以預(yù)測自然災(zāi)害的發(fā)生以及由自然災(zāi)害造成的對與不同地理位置相關(guān)聯(lián)的人和對象的影響。此外，目的是生成可以很容易衡量的可靠的自然災(zāi)害預(yù)報和影響信號。適當?shù)男盘柣蛑档纳蓱?yīng)當在時間上是正確的，充分在發(fā)生自然災(zāi)害之前，或者由自然災(zāi)害的發(fā)生觸發(fā)。在理想情況下，系統(tǒng)應(yīng)當在操作期間是自適應(yīng)的。影響值或信號應(yīng)當表示由自然災(zāi)害給與不同的地理位置相關(guān)聯(lián)的某些人口或?qū)ο笤斐傻挠绊?。具體地，本發(fā)明的目的是，提供一種用于在考慮到人口或?qū)ο蟮牡乩矸植嫉那闆r下生成影響信號的自然災(zāi)害預(yù)報系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
具體地，這些目的通過本發(fā)明來實現(xiàn)，其中，借助于預(yù)報系統(tǒng)，通過設(shè)置的測量站來測量自然災(zāi)害事件，確定與自然災(zāi)害相關(guān)聯(lián)的具體地殼構(gòu)造、地形或氣象條件的位置相關(guān)的值，并且觸發(fā)臨界值，以針對關(guān)注區(qū)域內(nèi)的預(yù)報的災(zāi)害事件的影響生成專用事件信號，通過預(yù)報系統(tǒng)來收集歷史災(zāi)害事件，并且，生成表示所述歷史自然災(zāi)害事件的發(fā)生的時空圖，并且將時空圖保存在計算單元的存儲模塊中，所述時空圖包括表示關(guān)注區(qū)域內(nèi)的事件的地理位置和/或強度的多個點，針對關(guān)注的地理區(qū)域，借助于計算單元，基于所述時空圖來確定地殼構(gòu)造、地形或氣象條件數(shù)據(jù)，所述條件數(shù)據(jù)給出了自然災(zāi)害事件依賴于距具體漂移點或漂移軌跡的距離沿著具體傳播線路的傳播，該具體漂移點或漂移軌跡依賴于地殼構(gòu)造、地形或氣象結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置的測量站測量關(guān)注區(qū)域內(nèi)的自然災(zāi)害的漂移點或漂移軌跡的事件參數(shù)，并且將所述事件參數(shù)發(fā)送給預(yù)報系統(tǒng)來檢測所述災(zāi)害事件的發(fā)生，其中，基于所發(fā)送的事件參數(shù)和條件數(shù)據(jù)生成覆蓋區(qū)記錄，所述覆蓋區(qū)記錄包括事件在關(guān)注區(qū)域上的傳播，借助于計算單元來在關(guān)注的地理區(qū)域上建立網(wǎng)格，針對每個網(wǎng)格單元，基于覆蓋區(qū)記錄來生成所檢測的自然災(zāi)害事件的量級值，其中，針對每個網(wǎng)格單元，通過系統(tǒng)來確定具體人群的人口，并且，基于所述人口，借助于插值模塊來生成受損曲線的曲線因子，所述受損曲線反映與自然災(zāi)害事件的量級相關(guān)的受影響人口，其中，借助于覆蓋區(qū)記錄和所生成的受損曲線，針對每個網(wǎng)格單元生成受影響人口值，并且將受影響人口值分配給查找表，以給出自然災(zāi)害事件的受影響人口，并且，其中，如果借助于觸發(fā)模塊將在網(wǎng)格單元內(nèi)的查找表的至少一個受影響人口因子觸發(fā)為高于可限定閾值，則借助于觸發(fā)模塊來生成信號脈沖，通過自然災(zāi)害預(yù)報系統(tǒng)將所述信號脈沖作為控制信號發(fā)送給一個或更多個警報系統(tǒng)。作為實施方式的變體，借助于觸發(fā)模塊生成總的受影響人口信號，所述總的受影響人口信號包括累積的受影響人口因子，所述觸發(fā)模塊基于累積的總的受影響人口信號而觸發(fā)。在本發(fā)明的另一種實施方式中，針對每個歷史事件，借助于第一蒙特卡羅模塊來生成表示自然災(zāi)害事件的發(fā)生的多個新的時空圖，其中，通過相關(guān)采樣處理，根據(jù)來自漂移中心或者沿著歷史軌跡的所述點來生成所述新的時空圖的點，并且，借助于計算單元，基于所述時空圖和所述新的時空圖來確定所述地殼構(gòu)造、地形或氣象條件數(shù)據(jù)。所述相關(guān)采樣處理可以是例如定向隨機游走處理。在實施方式的變體中，多個新的自然災(zāi)害事件中的至少某些新的自然災(zāi)害事件可以例如具有與所述新的自然災(zāi)害事件的生成所基于的歷史自然災(zāi)害事件的起始點不同的起始點。 在本發(fā)明的另外的一種實施方式中，針對所述時空圖，借助于第二蒙特卡羅模塊來生成一個或更多個覆蓋區(qū)記錄，其中，通過蒙特卡羅采樣處理來生成新的覆蓋區(qū)記錄，并且，基于覆蓋區(qū)記錄和新的覆蓋區(qū)記錄來生成所檢測的自然災(zāi)害事件的量級值。在一種實施方式中，借助于災(zāi)害事件的覆蓋區(qū)記錄，針對網(wǎng)格中的所選單元中的每個單元，生成災(zāi)害強度分布或強度氣候?qū)W數(shù)據(jù)，基于此，針對所選網(wǎng)格單元的每個單元，生成所檢測的自然災(zāi)害事件的量級值。在另一種實施方式中，針對歷史自然災(zāi)害事件的時空圖的可限定時間段，借助于按照發(fā)生的強度和/或年份對災(zāi)害事件進行分類的等級表來生成分布，并且，根據(jù)它們的分配年份，在新的時空圖內(nèi)，通過過濾模塊來重新產(chǎn)生所述歷史自然災(zāi)害事件的所述分布，根據(jù)它們發(fā)生的可能性，基于地殼構(gòu)造、地形或氣象條件數(shù)據(jù)來選擇新的時空圖的子集。在另外的一種實施方式中，基于可限定的自然災(zāi)害事件分布圖來生成每個所測量的事件參數(shù)的覆蓋區(qū)記錄，并且，通過插值模塊給所述網(wǎng)格中的每個點分配概率，以給出給定地理位置和時間處的具體強度的發(fā)生概率。在一種實施方式中，根據(jù)自然災(zāi)害事件的類型，通過預(yù)報系統(tǒng)的過濾模塊來對所收集的歷史自然災(zāi)害事件進行過濾，并且，基于所選類型的自然災(zāi)害事件來生成信號脈沖?？蛇x類型的自然災(zāi)害事件可以包括例如地震、洪水、熱帶氣旋、火山爆發(fā)和地震海嘯。在另一種實施方式中，表示災(zāi)害事件的強度的覆蓋區(qū)記錄包括與所收集的歷史自然災(zāi)害事件中的至少某些歷史自然災(zāi)害事件相關(guān)聯(lián)的大氣、地震或地形數(shù)據(jù)，所述大氣、地震或地形數(shù)據(jù)限定歷史自然災(zāi)害事件的歷史覆蓋區(qū)記錄。在另外的一種實施方式中，網(wǎng)格中的所選單元的量級值是根據(jù)與所選單元相關(guān)聯(lián)的覆蓋區(qū)記錄數(shù)據(jù)和與相鄰于所選單元的一個或更多個單元相關(guān)聯(lián)的覆蓋區(qū)記錄數(shù)據(jù)中的至少一個來建立的。所選單元的量級值可以根據(jù)例如與所選單元相關(guān)聯(lián)的覆蓋區(qū)記錄數(shù)據(jù)和與相鄰于所選單元的一個或更多個單元相關(guān)聯(lián)的覆蓋區(qū)記錄數(shù)據(jù)的加權(quán)平均來建立。應(yīng)當注意，除了根據(jù)本發(fā)明的方法，本發(fā)明還涉及一種用于執(zhí)行該方法的預(yù)報系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明，這些目的具體是通過獨立權(quán)利要求的特征來實現(xiàn)的?？紤]到例示了當前認為是執(zhí)行該方法的最佳方式的示意性實施方式的以下詳細描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員會很清楚另外的特征和優(yōu)點。


下文中，將參照附圖對本公開內(nèi)容進行描述，附圖被給出僅作為非限制性示例，其中圖I是示出了本發(fā)明的方法的一種實施方式的整體操作的示意圖。圖2是示出了從1980年到2008年的自然災(zāi)難損失的圖表。 圖3是示出了最近的重大的自然災(zāi)害事件的經(jīng)濟損失的表格。圖4是不出了預(yù)報系統(tǒng)和方法使用的地震覆蓋區(qū)(麗I)的圖表。此外,還不出了由自然災(zāi)害覆蓋區(qū)給出的所選城市方位。圖5是還示出了預(yù)報系統(tǒng)和方法使用的來自颶風Ike的風速登陸覆蓋區(qū)和覆蓋區(qū)內(nèi)的相應(yīng)人口分布的圖表。圖6是示出了預(yù)報系統(tǒng)和方法使用的與人口密度有關(guān)的洪水覆蓋區(qū)的圖表。
具體實施例方式圖I是示意性概述，示出了本發(fā)明的主題方法的一種實施方式的總體操作。用于自動進行位置相關(guān)的自然災(zāi)害預(yù)報和災(zāi)害影響預(yù)報的預(yù)報系統(tǒng)5借助于設(shè)置的測量站 401、……、422來測量自然災(zāi)害事件，設(shè)置的測量站401、……、422測量與自然災(zāi)害相關(guān)聯(lián)的具體地殼構(gòu)造、地形或氣象條件的位置相關(guān)的測量參數(shù)。如下所述，預(yù)報系統(tǒng)5觸發(fā)測量參數(shù)的臨界值，以針對關(guān)注區(qū)域4內(nèi)的預(yù)報的災(zāi)害事件和災(zāi)害事件的影響生成31、32專用事件信號。自然災(zāi)害預(yù)報系統(tǒng)5包括受影響人口觸發(fā)器，借助于該受影響人口觸發(fā)器，可以觸發(fā)和/或預(yù)報在關(guān)注的具體區(qū)域內(nèi)有多少人口受到了自然災(zāi)害的影響。在附圖標記11處，借助于預(yù)報系統(tǒng)5將覆蓋區(qū)域分成網(wǎng)格，并且，在附圖標記12處，借助于計算單元來確定每個網(wǎng)格單元內(nèi)的人口。基于例如設(shè)置的測量站401、……、422的具體測量參數(shù)的地殼構(gòu)造、地形或氣象條件，可以在預(yù)報系統(tǒng)5內(nèi)動態(tài)確定或靜態(tài)限定網(wǎng)格單元。人口密度可以使用例如人口普查數(shù)據(jù)或其他適當?shù)目傻玫降臄?shù)據(jù)源由預(yù)報系統(tǒng)5來獲得。在附圖標記13處，借助于預(yù)報系統(tǒng)5生成受損曲線，其使事件的某個量級與受影響人口的百分比等同?？梢栽陬A(yù)報系統(tǒng)5中線性實現(xiàn)技術(shù)逼近，以使得檢測到的事件越強，受影響人口的百分比越大?；诰W(wǎng)格單元的具體地形或人口統(tǒng)計學或地質(zhì)等結(jié)構(gòu)，其他逼近也是可能的。如果通過預(yù)報系統(tǒng)5檢測到了自然災(zāi)害事件，則在附圖標記21處產(chǎn)生事件的覆蓋區(qū)，表示在覆蓋區(qū)域上事件的量級。在附圖標記22處，使用覆蓋區(qū)來識別每個網(wǎng)格單元中的事件的具體量級是多少。為了獲得災(zāi)害事件或即將到來的災(zāi)害事件的覆蓋區(qū)，預(yù)報系統(tǒng)5收集歷史災(zāi)害事件，并且，生成表示所述歷史自然災(zāi)害事件的發(fā)生的時空圖，并且將其存儲在計算單元的存儲模塊中。所述時空圖包括表示關(guān)注區(qū)域內(nèi)的事件的地理位置和/或強度的多個點。針對關(guān)注的地理區(qū)域，借助于計算單元，基于所述時空圖來確定地殼構(gòu)造、地形或氣象條件數(shù)據(jù)。所述條件數(shù)據(jù)給出了自然災(zāi)害事件依賴于距具體漂移點或漂移軌跡的距離沿著具體傳播線的傳播，該具體漂移點或漂移軌跡依賴于地殼構(gòu)造、地形或氣象結(jié)構(gòu)。通過預(yù)報系統(tǒng)5的設(shè)置的測量站401、……、422來檢測關(guān)注區(qū)域內(nèi)的自然災(zāi)害的發(fā)生或者即將發(fā)生，設(shè)置的測量站401、……、422測量所述災(zāi)害事件的漂移點或漂移軌跡的事件參數(shù)，并且將事件參數(shù)發(fā)送回預(yù)測系統(tǒng)5?；谒l(fā)送的事件參數(shù)和條件數(shù)據(jù)生成21覆蓋區(qū)記錄，所述覆蓋區(qū)記錄包括事件在關(guān)注區(qū)域4上的傳播，其中，借助于計算單元來在關(guān)注的地理區(qū)域4上建立11網(wǎng)格。預(yù)報系統(tǒng)5針對每個網(wǎng)格單元基于覆蓋區(qū)記錄來生成所檢測的自然災(zāi)害事件的量級值。在附圖標記23處，使用來自附圖標記13的受損曲線和具體量級來估計每個網(wǎng)格單元中的受影響人口。在附圖標記24處，確定所有網(wǎng)格單元中的受影響人口的總和。這被稱為受事件影響的總?cè)丝凇Ｔ诟綀D標記25處，用值觸發(fā)預(yù)報系統(tǒng)，并且，如果總的受影響人口大于252所選起始點，則生成事件信號。事件信號可以包括用于自動警報系統(tǒng)和破壞恢復(fù)系統(tǒng)的激勵信號。這可以是現(xiàn)有技術(shù)中可用的各種系統(tǒng)，如自動泵、水閘、鎖或閘門，如水閘門。具體警報信號裝置專門激勵輔助力或自動裝置。其還可以包括用于基于財務(wù)的破壞保護或破壞掩護的激勵信號，如在保險行業(yè)中，一旦出現(xiàn)該信號，則破壞的覆蓋范圍開始支 付。作為實施方式的變體，觸發(fā)器可以以如下方式來實現(xiàn)，該方式使得如果總的受影響人口高于商定的終點，則保險完全支付。否則，不生成用于激勵保險的適當?shù)氖录盘?。包括有受影響人口觸發(fā)器的預(yù)報系統(tǒng)5被首先開發(fā)用于使用受損曲線的地震災(zāi)害，受損曲線將地面搖動強度(修改的麥氏震級)與受影響人口相關(guān)聯(lián)(圖4)。然而，預(yù)報系統(tǒng)可以被擴展以處理熱帶氣旋，如颶風事件(圖5)，其中，受損曲線將風速強度與受影響人口和洪水災(zāi)害事件相關(guān)聯(lián)(圖6)，其中，受損曲線使洪水深度與受影響人口相關(guān)聯(lián)。如圖I中所示，用設(shè)置的測量站401、402、......、422來測量自然災(zāi)害事件。基于
待檢測的災(zāi)害事件，測量站401、402、……、422可以包括各種類型的儀器、測量裝置和傳感器。測量站401、402、……、422還可以包括基于衛(wèi)星的模式識別，例如用以測量大氣壓力或者識別地震活動。預(yù)報系統(tǒng)5確定與自然災(zāi)害相關(guān)聯(lián)的具體地殼構(gòu)造、地形或氣象條件的位置相關(guān)的值，以及基于臨界值觸發(fā)，以針對關(guān)注區(qū)域4內(nèi)的預(yù)報的災(zāi)害事件的影響來生成專用事件信號。如上所述，預(yù)報系統(tǒng)收集歷史災(zāi)害事件，并且生成表示所述歷史自然災(zāi)害事件的發(fā)生的時空圖。例如，可以根據(jù)自然災(zāi)害事件的類型用預(yù)報系統(tǒng)的過濾模塊對所收集的歷史自然災(zāi)害事件進行過濾，并且，基于所選類型的自然災(zāi)害事件生成信號脈沖?？蛇x類型的自然災(zāi)害事件例如可以包括地震、洪水、熱帶氣旋、火山爆發(fā)和地震海嘯。時空圖保存在計算單元211的存儲模塊中。可以將表示災(zāi)害事件的歷史軌跡或漂移點的多個時空圖分配給所述災(zāi)害事件發(fā)生的年份，并且將其保存在計算單元的存儲模塊中，所述數(shù)據(jù)記錄包括表示關(guān)注區(qū)域4內(nèi)的事件的地理位置和/或強度的多個點。針對關(guān)注的地理區(qū)域，借助于計算單元，基于所述時空圖來確定地殼構(gòu)造、地形或氣象條件數(shù)據(jù)，所述條件數(shù)據(jù)給出了自然災(zāi)害事件依賴于距具體漂移點或漂移軌跡的距離沿著具體傳播線路的傳播，具體漂移點或漂移軌跡依賴于地殼構(gòu)造、地形或氣象結(jié)構(gòu)。通過專用的測量站401、……、423來檢測關(guān)注區(qū)域內(nèi)的自然災(zāi)害的發(fā)生，借助于測量站401、402、403、422、412、421、422來測量所述災(zāi)害事件的漂移點或漂移軌跡的事件參數(shù)。測量站401、402、403、422、412、421、422可以通過適當?shù)慕涌隈罱又林醒胂到y(tǒng)5，具體地通過用于數(shù)據(jù)的無線傳輸或有線傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)接口來耦接。事件參數(shù)可以包括物理測量值，如溫度、壓力、風速等。通過預(yù)報系統(tǒng)基于事件參數(shù)和條件數(shù)據(jù)來生成21覆蓋區(qū)記錄。覆蓋區(qū)記錄包括事件的量級在覆蓋區(qū)域上的的傳播，其中，借助于計算單元來在關(guān)注的地理區(qū)域上建立網(wǎng)格，并且，針對每個網(wǎng)格單元，基于覆蓋區(qū)記錄來生成被檢測的自然災(zāi)害事件的量級值。例如，可以基于可限定自然災(zāi)害事件分布圖來生成每個測量事件參數(shù)的覆蓋區(qū)記錄，并且，用插值模塊來給所述網(wǎng)格中的每個點分配概率，以給出在給定地理位置和時間處具體強度的發(fā)生概率?？梢曰谲浖?或硬件來實現(xiàn)插值模塊。用于網(wǎng)格中的所選單元的量級值例如可以根據(jù)以下覆蓋區(qū)記錄數(shù)據(jù)中的至少一種覆蓋區(qū)記錄數(shù)據(jù)來建立與所選單元相關(guān)聯(lián)的覆蓋區(qū)記錄數(shù)據(jù)和與相鄰于所選單元的一個或更多個單元相關(guān)聯(lián)的覆蓋區(qū)記錄數(shù)據(jù)。針對每個網(wǎng)格單元，通過預(yù)報系統(tǒng)5來確定具體人群類型的人口，并且，基于具體網(wǎng)格單元內(nèi)的人口，借助于插值模塊來生成受損曲線的曲線因子。受損曲線反映與自然災(zāi)害事件的量級相關(guān)的受影響人口。借助于覆蓋區(qū)記錄和所生成的受損曲線，針對每個網(wǎng)格單元生成23受影響人口值，并且將其分配給查找表，以給出自然災(zāi)害事件的受影響人口。如果借助于觸發(fā)模塊來將網(wǎng)格單元內(nèi)的查找表的受影響人口因子中的至少一個觸發(fā)為高于252可限定閾值，則借助于觸發(fā)模塊來生成31/32信號脈沖，通過自然災(zāi)害預(yù)報系統(tǒng)5將 所述信號脈沖作為控制信號發(fā)送給一個或更多個警報系統(tǒng)31/32。取代所選單元，可以借助于觸發(fā)模塊來生成24總的受影響人口信號，所述總的受影響人口信號包括累積的受影響人口因子，所述觸發(fā)模塊基于累積的總的受影響人口信號而觸發(fā)。結(jié)合警報系統(tǒng)31/32，觸發(fā)模塊可以耦接至財務(wù)交易處理，以基于受影響的市民有多少來補償相應(yīng)災(zāi)害的災(zāi)害影響破壞或購買人。如果沒有借助于觸發(fā)模塊來將網(wǎng)格單元內(nèi)的查找表的受影響人口因子觸發(fā)為高于可限定閾值，則仍然可以生成251所述信號脈沖，并且通過自然災(zāi)害預(yù)報系統(tǒng)5來將其作為控制信號或操作信號發(fā)送，例如，作為對等信號發(fā)送，以使得可以在外部監(jiān)視預(yù)報系統(tǒng)5的功能和技術(shù)累積。此外，作為另外的實施方式變體，針對每個歷史事件，通過第一蒙特卡羅模塊來生成表示自然災(zāi)害事件的發(fā)生的多個新的時空圖，其中，所述新的時空圖的點是通過相關(guān)采樣處理根據(jù)來自漂移中心或者沿著歷史軌跡的所述點來生成的，并且，所述地殼構(gòu)造、地形或氣象條件數(shù)據(jù)是基于所述時空圖和所述新的時空圖借助于計算單元來確定的。此外，針對所述時空圖，可以借助于第二蒙特卡羅模塊生成一個或更多個覆蓋區(qū)記錄，其中，新的覆蓋區(qū)記錄是通過蒙特卡羅采樣處理來生成的，而被檢測的自然災(zāi)害事件的量級值是基于覆蓋區(qū)記錄和新的覆蓋區(qū)記錄來生成的。借助于災(zāi)害事件的覆蓋區(qū)記錄，可以針對網(wǎng)格中的所選單元中的每個單元，生成災(zāi)害強度分布或者強度氣候?qū)W數(shù)據(jù)，基于此，針對所選網(wǎng)格單元中的每個單元，生成被檢測的自然災(zāi)害事件的量級值。此外，有用的是，針對歷史自然災(zāi)害事件的時空圖的可限定時間段，系統(tǒng)借助于按照發(fā)生的強度和/或年份對災(zāi)害事件進行分類的等級表來生成分布，并且，根據(jù)它們的分配年份，在新的時空圖內(nèi)，通過過濾模塊來重新產(chǎn)生所述歷史自然災(zāi)害事件的所述分布，其中，根據(jù)它們出現(xiàn)可能性，基于地殼構(gòu)造、地形或氣象條件數(shù)據(jù)來選擇新的時空圖的子集。表示自然災(zāi)害事件的強度的覆蓋區(qū)記錄可以例如包括與所收集的歷史自然災(zāi)害事件中的至少某些歷史自然災(zāi)害事件相關(guān)聯(lián)的大氣、地震或地形數(shù)據(jù)，所述大氣、地震或地形數(shù)據(jù)限定歷史自然災(zāi)害事件的歷史覆蓋區(qū)記錄。
權(quán)利要求
1.一種借助于預(yù)報系統(tǒng)(5)自動進行與位置相關(guān)的自然災(zāi)害預(yù)報和災(zāi)害影響預(yù)報的方法，其中，通過設(shè)置的測量站(401，……，422)來測量自然災(zāi)害事件，確定與所述自然災(zāi)害相關(guān)聯(lián)的具體地殼構(gòu)造、地形或氣象條件的位置相關(guān)的測量參數(shù)，并且觸發(fā)所述測量參數(shù)的臨界值，以針對關(guān)注區(qū)域(4)內(nèi)的預(yù)報的災(zāi)害事件和所述災(zāi)害事件的影響生成(31，32)專用事件信號， 其特征在于 通過所述預(yù)報系統(tǒng)(5)來收集歷史災(zāi)害事件，并且，生成表示所述歷史自然災(zāi)害事件的發(fā)生的時空圖，并且將所述時空圖存儲在計算單 元的存儲模塊中，所述時空圖包括表示所述關(guān)注區(qū)域內(nèi)的所述事件的地理位置和/或強度的多個點， 針對關(guān)注的地理區(qū)域，借助于所述計算單元，基于所述時空圖來確定地殼構(gòu)造、地形或氣象條件數(shù)據(jù)，所述條件數(shù)據(jù)給出了自然災(zāi)害事件依賴于距具體漂移點或漂移軌跡的距離的沿著具體傳播線路的傳播，所述具體漂移點或漂移軌跡依賴于所述地殼構(gòu)造、地形或氣象結(jié)構(gòu)， 通過設(shè)置的測量站(401，……，422)來檢測所述關(guān)注區(qū)域內(nèi)的自然災(zāi)害的發(fā)生或即將發(fā)生，所述測量站(401，……，422)測量所述災(zāi)害事件的漂移點或漂移軌跡的事件參數(shù)，并且，將所述事件參數(shù)發(fā)送給所述預(yù)報系統(tǒng)(5 )， 基于所發(fā)送的所述事件參數(shù)和所述條件數(shù)據(jù)來生成(21)覆蓋區(qū)記錄，所述覆蓋區(qū)記錄包括所述事件在所述關(guān)注區(qū)域(4)上的傳播，其中，借助于所述計算單元來在所述關(guān)注的地理區(qū)域(4)上建立(11)網(wǎng)格，針對每個網(wǎng)格單元，基于所述覆蓋區(qū)記錄來生成被檢測的所述自然災(zāi)害事件的量級值， 針對每個網(wǎng)格單元，通過所述系統(tǒng)來確定(12)具體人群的人口，并且，基于所述人口，借助于插值模塊來生成(13)受損曲線的曲線因子，所述受損曲線反映與自然災(zāi)害事件的量級相關(guān)的受影響人口， 借助于所述覆蓋區(qū)記錄和生成的所述受損曲線，針對每個網(wǎng)格單元生成(24)受影響人口值，并且將所述受影響人口值分配給查找表，以給出所述自然災(zāi)害事件的所述受影響人口，以及 如果借助于觸發(fā)模塊將網(wǎng)格單元內(nèi)的所述查找表的至少一個受影響人口因子觸發(fā)為高于可限定閾值，則借助于觸發(fā)模塊來生成(25)信號脈沖，通過所述自然災(zāi)害預(yù)報系統(tǒng)將所述信號脈沖作為控制信號發(fā)送(31，32)給一個或更多個警報系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，借助于所述觸發(fā)模塊來生成(24)總的受影響人口信號，所述總的受影響人口信號包括累積的受影響人口因子，所述觸發(fā)模塊基于所述累積的總的受影響人口信號而觸發(fā)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，針對每個歷史事件，借助于第一蒙特卡羅模塊來生成表示自然災(zāi)害事件的發(fā)生的多個新的時空圖，其中，通過相關(guān)采樣處理，根據(jù)來自漂移中心或者沿著歷史軌跡的所述點來生成所述新的時空圖的點，并且，借助于所述計算單元，基于所述時空圖和所述新的時空圖來確定所述地殼構(gòu)造、地形或氣象條件數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，針對所述時空圖，借助于第二蒙特卡羅模塊來生成一個或更多個覆蓋區(qū)記錄，其中，通過蒙特卡羅采樣處理來生成新的覆蓋區(qū)記錄，并且，基于所述覆蓋區(qū)記錄和所述新的覆蓋區(qū)記錄來生成被檢測的所述自然災(zāi)害事件的量級值。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中的一項所述的方法，其特征在于，借助于所述災(zāi)害事件的所述覆蓋區(qū)記錄，針對所述網(wǎng)格中的所選單元中的每個單元，生成災(zāi)害強度分布或者強度氣候?qū)W數(shù)據(jù)，基于此，針對所選網(wǎng)格單元中的每個單元，生成被檢測的所述自然災(zāi)害事件的量級值。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中的一項所述的方法，其特征在于，針對所述歷史自然災(zāi)害事件的所述時空圖的可限定時間段，借助于按照發(fā)生的強度和/或年份對所述災(zāi)害事件進行分類的等級表來生成分布，并且，根據(jù)它們的分配年份，在所述新的時空圖內(nèi)，通過過濾模塊來重新產(chǎn)生所述歷史自然災(zāi)害事件的所述分布，其中，按照它們發(fā)生的可能性，基于地殼構(gòu)造、地形或氣象條件數(shù)據(jù)來選擇所述新的時空圖的子集。、
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中的一項所述的方法，其特征在于，基于可限定的自然災(zāi)害事件分布圖來生成每個所測量的事件參數(shù)的所述覆蓋區(qū)記錄，并且，通過插值模塊給所述網(wǎng)格中的每個點分配概率，以給出在給定地理位置和時間處的具體強度的發(fā)生概率。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中的一項所述的方法，其特征在于，根據(jù)自然災(zāi)害事件的類型，通過所述預(yù)報系統(tǒng)的過濾模塊來對收集的所述歷史自然災(zāi)害事件進行過濾，并且，基于所選類型的自然災(zāi)害事件來生成所述信號脈沖。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，可選類型的所述自然災(zāi)害事件包括地震、洪水、熱帶氣旋、火山爆發(fā)和地震海嘯。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或9中的一項所述的方法，其特征在于，表示所述自然災(zāi)害事件的強度的所述覆蓋區(qū)記錄包括與收集的所述歷史自然災(zāi)害事件中的至少某些歷史自然災(zāi)害事件相關(guān)聯(lián)的大氣、地震或地形數(shù)據(jù)，所述大氣、地震或地形數(shù)據(jù)限定所述歷史自然災(zāi)害事件的歷史覆蓋區(qū)記錄。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至10中的一項所述的方法，其特征在于，所述網(wǎng)格中的所選單元的所述量級值是根據(jù)與所選單元相關(guān)聯(lián)的所述覆蓋區(qū)記錄數(shù)據(jù)和與相鄰于所選單元的一個或更多個單元相關(guān)聯(lián)的所述覆蓋區(qū)記錄數(shù)據(jù)中的至少一個來建立的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所選單元的所述量級值是根據(jù)與所選單元相關(guān)聯(lián)的覆蓋區(qū)記錄數(shù)據(jù)和與相鄰于所選單元的一個或更多個單元相關(guān)聯(lián)的覆蓋區(qū)記錄數(shù)據(jù)的加權(quán)平均來建立的。
13.根據(jù)權(quán)利要求I至12中的一項所述的方法，其特征在于，所述相關(guān)采樣處理為定向隨機游走處理。
14.根據(jù)權(quán)利要求I至14中的一項所述的方法，其特征在于，所述多個新的自然災(zāi)害事件中的至少某些新的自然災(zāi)害事件具有與所述新的自然災(zāi)害事件的生成所基于的所述歷史自然災(zāi)害事件的起始點不同的起始點。
15.一種自然災(zāi)害預(yù)報和檢測系統(tǒng)(5)，用于自動進行位置相關(guān)的自然災(zāi)害預(yù)報和災(zāi)害影響預(yù)報，所述系統(tǒng)(5)包括設(shè)置的測量站(401，......，422)和至少一個觸發(fā)模塊，所述設(shè)置的測量站(401，……，422)用于測量與所述自然災(zāi)害或者即將來臨的自然災(zāi)害相關(guān)聯(lián)的具體地殼構(gòu)造、地形或氣象條件的位置相關(guān)的測量參數(shù)，所述至少一個觸發(fā)模塊用于觸發(fā)所述測量參數(shù)的臨界值，以針對關(guān)注區(qū)域(4)內(nèi)的預(yù)報的災(zāi)害事件和災(zāi)害事件的影響生成(31，32)專用事件信號， 其特征在于 所述預(yù)報系統(tǒng)(5)包括如下裝置，所述裝置用于收集歷史災(zāi)害事件的數(shù)據(jù)并且生成表示所述歷史自然災(zāi)害事件的發(fā)生的時空圖，并且，所述預(yù)報系統(tǒng)(5)包括具有存儲模塊的計算單元，所述存儲模塊用于保存所述時空圖，所述時空圖包括表示所述關(guān)注區(qū)域內(nèi)的所述事件的地理位置和/或強度的多個點， 所述計算單元包括數(shù)據(jù)處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元用于基于所述時空圖來確定關(guān)注的地理區(qū)域的地殼構(gòu)造、地形或氣象條件數(shù)據(jù)，所述條件數(shù)據(jù)給出了自然災(zāi)害事件依賴于距具體漂移點或漂移軌跡的距離沿著具體傳播線路的傳播，所述具體漂移點或漂移軌跡依賴于地殼構(gòu)造、地形或氣象結(jié)構(gòu)， 所述自然災(zāi)害預(yù)報系統(tǒng)(5)包括多個設(shè)置的具有測量傳感器的測量站(401，……，.422)，用于測量所述災(zāi)害事件的漂移點或漂移軌跡的事件參數(shù)，并且，將所述事件參數(shù)發(fā)送給所述預(yù)報系統(tǒng)(5)的所述計算單元，其中，能夠通過所述設(shè)置的測量站(401，……，422)和測量的所述事件參數(shù)來檢測所述關(guān)注區(qū)域內(nèi)的自然災(zāi)害的發(fā)生或即將發(fā)生， 所述自然災(zāi)害預(yù)報系統(tǒng)(5)包括如下裝置(21)，所述裝置(21)用于基于所發(fā)送的所述事件參數(shù)和所述條件數(shù)據(jù)來生成覆蓋區(qū)記錄，所述覆蓋區(qū)記錄包括所述事件在所述關(guān)注區(qū)域(4)上的傳播，其中，所述計算單元包括如下裝置(11)，所述裝置(11)用于在所述關(guān)注的地理區(qū)域(4)上建立網(wǎng)格并且針對每個網(wǎng)格單元基于所述覆蓋區(qū)記錄來生成被檢測的所述自然災(zāi)害事件的量級值， 每個網(wǎng)格單元包括借助于所述預(yù)報系統(tǒng)(5)確定(12)的具體人群的人口，其中，所述預(yù)報系統(tǒng)(5 )包括插值模塊(13)，所述插值模塊(13 )用于基于所述人口來生成受損曲線的曲線因子，所述受損曲線反映與自然災(zāi)害事件的量級相關(guān)的受影響人口， 所述預(yù)報系統(tǒng)(5)包括查找表，所述查找表具有借助于所述覆蓋區(qū)記錄生成的分配給每個網(wǎng)格單元的受影響人口值，給出了所述自然災(zāi)害事件的所述受影響人口，以及 所述預(yù)報系統(tǒng)(5)包括觸發(fā)模塊(25)，所述觸發(fā)模塊(25)用于在能夠借助于所述觸發(fā)模塊將網(wǎng)格單元內(nèi)的所述查找表的至少一個受影響人口因子觸發(fā)為高于可限定閾值的情況下生成信號脈沖，并且，所述預(yù)報系統(tǒng)(5)包括用于通過所述自然災(zāi)害預(yù)報系統(tǒng)(5)將所述信號脈沖作為控制信號發(fā)送給一個或更多個警報系統(tǒng)(31，32)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自動進行的與位置相關(guān)的自然災(zāi)害影響預(yù)報的預(yù)報系統(tǒng)(5)和方法，其中，通過設(shè)置的測量站(401，……，422)來測量自然災(zāi)害事件。確定與自然災(zāi)害相關(guān)聯(lián)的具體地殼構(gòu)造、地形或氣象條件的位置相關(guān)的測量參數(shù)，并且觸發(fā)測量參數(shù)的臨界值，以針對關(guān)注區(qū)域內(nèi)的預(yù)報的災(zāi)害事件的影響生成專用事件信號(31/32)。具體地，信號生成基于關(guān)注區(qū)域內(nèi)的受影響人口或?qū)ο蟆?br> 文檔編號G08B21/10GK102741895SQ201080061882
公開日2012年10月17日 申請日期2010年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者尼克希爾·達維多利亞洛博, 瑪麗亞·焦萬納·瓜泰里 申請人:瑞士再保險有限公司