一种地震灾害时刻社区抗震能力确定方法及系统

本发明涉及抗震能力确定领域，特别是涉及一种地震灾害时刻社区抗震能力确定方法及系统。
背景技术：
：层次分析法(analytichierarchyprocess，简称ahp)是一种定性和定量相结合、多准则决策评价方法，通过研究分析决策目标和影响因素的内在关系将复杂问题层次化和数学化，建立简洁明确的层次分析结构模型，构造判断矩阵计算影响因素相对决策目标的权重值，最终排出各方案优劣顺序。是美国运筹学家t.l.saaty提出的一种定性分析与定量分析相题的优劣，统一处理决策中的定性和定量因素，特别适合复杂系统的决策分析使用。层次分析法具有以下优点：1)系统性：将研究对象和目标视为系统，系统的思想就是综合考虑各个因素对目标结果的影响。层次分析法中每个子层次均会对结果产生影响，而且影响大小可以量化，十分清晰明确。层次分析法尤其适用于无结构特性、多目标和多准则的系统评价。2)简便实用性：通过定性和定量方法有机结合将复杂系统分解，不片面强调逻辑和推理，也无需深奥难懂的数学理论；层次分析法将多目标又难于全部直接量化的决策问题简化为单目标多层次问题，并通过两两比较和简单的数学计算最终确定子层次相对总目标的权重值。原理简单，步骤明确，计算简便，十分利于决策者掌握和学习。3)无需过多定量数据：层次分析法是一种模拟人们决策过程的思维方式的方法，主要基于决策者对决策问题的本质、要素的理解出发，相对于定量方法，更加注重定性分析和判断。通过定性因素与定量有机结合，最后将判断的各层次因素相对重要性简化为权重计算。其他学者的相关研究中，主要通过各种因素(震级、烈度、建筑物特点、发震时刻、震中地质类型、气候、发震天气情况、余震次数、人口密集度等因素)作为一次地震的整体灾害评估。或者，通过地震应急响应能力评价指标体系的构建，为政府及相关部门提供抗震救灾参考。技术实现要素：本发明的目的是提供一种地震灾害时刻社区抗震能力确定方法及系统，精确的确定地震灾害时刻社区的抗震能力，根据确定结果转移处于危险社区的群众。为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种地震灾害时刻社区抗震能力确定方法，所述方法包括：建立层次分析结构模型；所述结构模型包括：目标层、准侧层以及指标层；根据所述层次分析结构模型分层次构造判断矩阵；采用和积法计算各判断矩阵的最大特征根以及所述最大特征根对应的特征向量；对所述特征向量进行归一化处理，得到各影响因素对于层次分析结构模型中上一层的权重值；计算所有影响因素相对于决策目标的综合权重值；基于所述综合权重值确定地震灾害时刻社区抗震能力。可选的，根据所述层次分析结构模型分层次构造判断矩阵具体包括：根据所述层次分析结构模型中同层中所有评价因子对上层因素重要程度进行两两比较，按照数字1-9标度进行衡量，从而构造判断矩阵。可选的，所述采用和积法计算各判断矩阵的最大特征根以及所述最大特征根对应的特征向量具体包括：将所述判断矩阵x按列进行归一化，得到矩阵y＝(yij)m×n；将所述矩阵y按行相加，得到矩阵z＝(z1,z2,…zn)τ；对所述矩阵z进行归一化处理，得到特征向量w＝(w1,w2,…,wn)；基于所述特征向量w计算特征根。可选的，所述抗震能力确定方法在根据所述层次分析结构模型分层次构造判断矩阵之后还包括：对所述判断矩阵进行一致性检验。可选的，对所述判断矩阵进行一致性检验具体包括：确定随机一致性比例cr＝ci/ri，其中cr表示随机一致性比例，ci表示一致性指标，ci＝(λmax-n)/(n-1)，ri表示随机一致性指标；判断所述cr是否小于0.1，若小于，则所述判断矩阵通过一致性检验，否则重新构造判断矩阵。本发明另外提供一种地震灾害时刻社区抗震能力确定系统，所述系统包括：层次分析结构模型建立模块，用于建立层次分析结构模型；所述结构模型包括：目标层、准侧层以及指标层；判断矩阵构造模块，用于根据所述层次分析结构模型分层次构造判断矩阵；最大特征根及特征向量计算模块，用于采用和积法计算各判断矩阵的最大特征根以及所述最大特征根对应的特征向量；归一化处理模块，用于对所述特征向量进行归一化处理，得到各影响因素对于层次分析结构模型中上一层的权重值；综合权重值计算模块，用于计算所有影响因素相对于决策目标的综合权重值；社区抗震能力确定模块，用于基于所述综合权重值确定地震灾害时刻社区抗震能力。可选的，所述判断矩阵构造模块具体包括：根据所述层次分析结构模型中同层中所有评价因子对上层因素重要程度进行两两比较，按照数字1-9标度进行衡量，从而构造判断矩阵。可选的，所述最大特征根及特征向量计算模块具体包括：第一归一化单元，用于将所述判断矩阵x按列进行归一化，得到矩阵y＝(yij)m×n；行相加单元，用于将所述矩阵y按行相加，得到矩阵z＝(z1,z2,…zn)τ；第二归一化单元，用于对所述矩阵z进行归一化处理，得到特征向量w＝(w1,w2,…,wn)；特征根计算单元，用于基于所述特征向量w计算特征根。可选的，所述系统还包括：一致性检验模块，用于对所述判断矩阵进行一致性检验。可选的，对所述判断矩阵进行一致性检验具体包括：随机一致性比例确定单元，用于确定随机一致性比例cr＝ci/ri，其中cr表示随机一致性比例，ci表示一致性指标，ci＝(λmax-n)/(n-1)，ri表示随机一致性指标；判断单元，用于判断所述cr是否小于0.1，若小于，则所述判断矩阵通过一致性检验，否则重新构造判断矩阵。根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明中利用层次分析方法，提出一套基于个人的、评价应对地震时刻的应急行动策略，通过层次分析法对地震灾害时刻的社区抗震能力评价方法，可以对城市单元(社区)的抗震韧性进行整体评估、方便不同时间，不同社区需要面对的地震灾害所需物资，方便临近社区的抗震物资的流通，更加快速的交流亟需抗震物资，为防震以及抵御次生地震灾害提供参考。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例一种地震灾害时刻社区抗震能力确定方法流程图；图2为本发明实施例层次分析结构模型示意图；图3为本发明实施例一种地震灾害时刻社区抗震能力确定系统结构示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明的目的是提供一种地震灾害时刻社区抗震能力确定方法及系统，精确的确定地震灾害时刻社区的抗震能力，根据确定结果转移处于危险社区的群众。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。城市地震韧性是现在讨论的热点。其中抗震救灾的措施和响应政策，是研究中的重点。但是目前同震时刻的、基于个人的评价体系，目前还没有提出过。我们在这里，利用层次分析方法，提出一套基于个人的、评价应对地震时刻的应急行动策略。通过层次分析法对地震灾害时刻的社区抗震能力评价方法。采用全新的灾害韧性时刻的社区划分，以人为本的韧性社区划分方式灾害时刻的韧性社区划分对防震抗灾有着重要意义。可以对城市单元(社区)的抗震韧性进行整体评估、方便不同时间，不同社区需要面对的地震灾害所需物资，方便临近社区的抗震物资的流通。更加快速的交流亟需抗震物资，为防震以及抵御次生地震灾害提供参考。基于层次分析方法(ahp)的地震灾害时刻社区抗震能力评价方法这一目标，为个人应对地震灾害时刻的应对措施提供参考。综合分析城市已有的地震应急响应能力评价指标、城市地下空间地质适宜性、地震灾害风险应急能力评价等前人的研究成果，将地震灾害时刻社区抗震能力这一目标分为四个准则：包括个人所处的社区周围地质作用、个人所处社区次生灾害的危险概率、个人所处社区灾害应对设施、社区联通以及互救的可能。这里的个人所处社区，代表地震时刻，我们所处的社区。例如，地震在白天发生、我们所处的社区可能是办公楼、写字楼、商圈等社区；而晚上发生、有可能是以居民区为主的社区；上下班途中我们可能所处的社区为地铁、高速、城市干线等开放的社区。因此，在地震时刻之前，要求我们个人尽可能留意自己熟悉环境的周围的一些应急措施，这是政府、单位是否组织应急培训需要更加重点的关注内容。这也是目前应急培训所匮乏的，对本社区地震地质、环境以及灾害应对措施的普及。准则层所包括四个方面11类不同的指标：地质作用指的是社区所处的地区，是否距离活动断裂带较近(即地震次生作用是否会影响社区)，地质灾害的易发性，则包括地下水、滑坡、沙土液化等等问题。社区环境次生灾害包括：燃气管线、电力干线、油气站都会大幅度提高社区发生次生灾害的概率，社区构筑物易损性，则是社区本身构筑的抗震等级。个人及社区灾害应对包括社区救灾应急物资储存点、社区紧急疏散策略、紧急避难场所和个人救援物资评估。社区的联通性则包括临近社区的救灾设施是否完备充裕。评价的结果可以进一步设定几个等级，当整体评分非常低，则建议迅速转移到其他社区。图1为本发明实施例一种地震灾害时刻社区抗震能力确定方法流程图，如图1所示，所述方法包括：步骤101：建立层次分析结构模型；所述结构模型包括：目标层、准侧层以及指标层。具体的，在深入分析决策问题的基础上，科学合理地确定影响评价指标和因子，分析明确二者之间的内在的逻辑关系；将有选取的评价指标因子按照不同属性自上而下地分解成若干层次，最后建立包含目标层、准则层和指标层的树状层次结构模型。步骤102：根据所述层次分析结构模型分层次构造判断矩阵。各个层次评价因子对决策目标影响大小不同，即权重有所不同。依据同层中所有评价因子对上层因素重要程度两两进行比较，按数字1-9标度进行衡量，从而构造判断矩阵，标度含义如表1所示。主要采用专家打分法来确定比较标度，经过不断调整，最终分层次确定判断矩阵。表1判断矩阵标度及其含义步骤103：采用和积法计算各判断矩阵的最大特征根以及所述最大特征根对应的特征向量。根据分层次构建的判断矩阵，并利用和积法计算每个判断矩阵最大特征根λmax及其对应的特征向量w，此特征向量归一化后即为各个因素对于上一层的权重值。步骤104：对所述特征向量进行归一化处理，得到各影响因素对于层次分析结构模型中上一层的权重值。和积法计算最大特征根和特征向量的主要过程如下：首先将构造的判断矩阵x按列归一化，得到矩阵y＝(yij)m×n；将矩阵y按行相加，得到矩阵z＝(z1,z2,…zn)τ；对矩阵z进行归一化处理，得到特征向量w＝(w1,w2,…,wn)；最后计算最大特征根λmax，最大特征根对应的特征向量即为相应的权重值。其中：由于决策问题的复杂性和对事物认识的片面性，在计算出表明重要性排序的权重值后，需要检验每个判断矩阵的一致性，主要利用一致性指标、随机一致性指标和一致性比率进行检验，公式如下：cr＝ci/rici＝(λmax-n)/(n-1)式中：cr—随机一致性比例；ci—一致性指标；ri—随机一致性指标，取值见表2，与矩阵阶数n相关；λmax-判断矩阵最大特征根；当cr小于0.1时，可以认为构建的判断矩阵通过一致性检验，否则需要重新构建判断矩阵。表2判断矩阵平均随机一致性指标rin123456789ri000.580.91.121.241.321.411.45步骤105：计算所有影响因素相对于决策目标的综合权重值，并进行一致性检验。步骤106：基于所述综合权重值确定地震灾害时刻社区抗震能力。图2为本发明实施例一种地震灾害时刻社区抗震能力确定系统结构示意图，如图2所示，所述系统包括：层次分析结构模型建立模块201，用于建立层次分析结构模型；所述结构模型包括：目标层、准侧层以及指标层；判断矩阵构造模块202，用于根据所述层次分析结构模型分层次构造判断矩阵；最大特征根及特征向量计算模块203，用于采用和积法计算各判断矩阵的最大特征根以及所述最大特征根对应的特征向量；归一化处理模块204，用于对所述特征向量进行归一化处理，得到各影响因素对于层次分析结构模型中上一层的权重值；综合权重值计算模块205，用于计算所有影响因素相对于决策目标的综合权重值；社区抗震能力确定模块206，用于基于所述综合权重值确定地震灾害时刻社区抗震能力。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。当前第1页12