一种恢复期间台风引起的灾害的产业传导机制分析方法

本发明涉及自然语言处理的，更具体地，涉及一种恢复期间台风引起的灾害的产业传导机制分析方法。

背景技术：

1、在全球气候变化背景下，有越来越多的极端天气灾害事件发生。其中，台风引起的暴雨洪涝灾害是最具破坏性的极端天气事件之一，它严重威胁到人们的生命和财产安全，并对社会和经济的可持续发展造成严重影响。《国家适应气候变化战略2035》指出：“需要加强敏感领域和重点区域气候变化影响和风险评估；识别气候变化对城市社会、经济与生态的主要影响和风险。”

2、但是目前对于台风引起的暴雨洪涝灾害的评估研究主要集中于衡量灾害后的资本损失、劳动力损失或是由于供应链中断等不利因素造成的间接经济影响；而忽视了在灾害冲击后经济恢复过程中的重点产业路径和部门识别。对灾后恢复期间关键传导路径与关键节点进行识别，有助于政府优化资源分配，避免救灾资源浪费，同时提高产业系统对灾害风险的适应能力。

3、因此，分析恢复期间台风引起的暴雨洪涝灾害的产业传导机制，揭示灾害损失如何作用于经济系统，识别恢复期间的经济系统内关键传导路径与关键产业部门是目前亟需解决的科学问题。

4、目前已经建立了评估暴雨洪涝灾害间接经济影响的方法体系，例如，有研究通过设置不同的恢复目标情景，评估不同恢复目标下的间接经济损失与所需的救助资金；也有研究通过将劳动力中断作为影响因素纳入评估模型，评估劳动力不足对不同产业的间接经济影响。但是，仍缺乏暴雨洪涝灾后恢复期间产业关键传导机制的分析方法。

技术实现思路

1、本发明为克服上述现有技术所述的缺乏暴雨洪涝灾后恢复期间产业关键传导机制的分析方法的缺陷，本技术提出一种恢复期间台风引起的灾害的产业传导机制分析方法，能够更加客观地揭示灾害对产业链的影响。

2、本发明的首要目的是为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

3、本发明第一方面提供了一种恢复期间台风引起的灾害的产业传导机制分析方法，包括：

4、s1：采集产业传导机制相关数据，所述数据包括：直接经济损失数据、投入产出表；

5、s2：根据采集到的数据构建区域投入产出表；

6、s3：基于直接经济损失数据与区域投入产出表，采用预设的自适应区域投入产出模型模拟灾后经济系统的恢复路径；

7、s4：基于自适应区域投入产出模型分析灾害造成的间接经济损失在不同经济部门之间的分布；

8、s5：恢复期间灾害的产业传导机制分析，采用结构路径分析与网络分析中的传输中心分析，明确暴雨洪涝灾害对经济系统的影响路径和影响程度，识别出关键传导路径和关键节点。

9、进一步的，步骤s2所述根据采集到的数据构建区域投入产出表，具体过程为：

10、对传统的投入产出表进行改进，区分中间消耗和最终使用的产品和服务是来自本地还是外部进口；区域投入产出表的构建基于以下公式：

11、

12、其中，a为区域投入产出表；为标准投入产出表；ρj为本地生产消耗与总消耗的系数；ρj的计算方式如下：

13、ρj＝(tj-ej)/(tj-ej+ij)

14、其中，tj为该部门的总产出；ej为该部门的出口；ij为该部门的进口。

15、进一步的，步骤s3所述基于直接经济损失数据与区域投入产出表，采用预设的自适应区域投入产出模型，模拟灾后经济系统的恢复路径，具体过程为:

16、基于建立的区域投入产出表和直接经济损失数据，采用自适应区域投入产出模型模拟灾后产业部门的消费和需求变化，能够得到恢复期的动态变化曲线，从而确定恢复期终点；所述恢复期是指受灾区的生产能力完全恢复到灾前水平所需的时间，由模拟的产量增加值衡量，当增加值为0时表示恢复期结束；

17、确定恢复期终点具体步骤如下：

18、首先，在进行恢复期模拟之前，需要计算灾后各个行业部门的初始生产量，公式如下：

19、y0＝(1-a)-1tfd

20、其中，y0为每个行业部门的初始生产量；tfd为总最终需求，由下式确定：

21、

22、其中，lfd为本地需求；e为出口；d为灾害对不同行业部门造成的损失；

23、设定部门i对其他部门的初始总需求为td0(i)＝y0(i)，根据每一时间步长的生产能力使灾后各部门的产出与需求不断重置，以上的计算结果不断迭代直至恢复到灾前水平，即达到恢复终点，具体模型构建如下：

24、若某个行业部门无法满足需求，td∞＞y∞，即产量不足时，则会启动超额生产能力以应对生产短缺，由下式描述：

25、

26、其中，αi为在生产不足时启动的超额生产能力；αmax为灾后最大生产能力；τα表示为增加到最大生产能力的适应时间；ya为实际产量；δt为时间步长；

27、而当td∞＝y∞，即不存在产量不足，各行业部门能够生产满足需求的产品，则有：

28、

29、其中，αb为灾前生产过剩系数，一般设定为1。

30、进一步的，步骤s4所述基于自适应区域投入产出模型分析灾害造成的间接经济损失在不同经济部门之间的分布，具体步骤为：

31、(1)生产容量与生产瓶颈

32、评估每个行业部门的灾后初始生产容量,保证达到恢复平衡条件；由以下关系式描述：

33、

34、其中，ymax为灾后初始生产容量；为灾前生产量，设定为正常生产能力；αi为在生产不足时启动的超额生产能力；d为灾害对不同行业部门造成的损失；va为增加值；

35、在受到灾害冲击后经济系统恢复过程中，生产能力决定了部门的产出是否能够满足需求，故每个生产部门的生产能力由下式确定：

36、y1(i)＝min[ymax(i)；td0(i)]

37、其中，y1为每个生产部门的生产能力；

38、生产能力由下式给出：

39、

40、其中，为部门i向部门j提供生产或服务的能力；s(j，i)表示部门j存储部门i产品的现有库存；表示受灾后部门j对部门i的需求库存，表示灾害影响特征，根据灾害影响程度设定；若现有库存大于需求库存，则不产生库存约束，部门保持原来的生产能力；若小于，则部门i无法提供足够的产品满足部门j的需求，部门i的生产能力受到约束；需求库存由下式定义：

41、

42、其中，sr代表生产所需的库存投入量；为商品j达到上一时间步长生产水平所需的消耗量；为当前库存恢复到目标库存水平的时间；

43、在考虑了生产约束条件后，能够确定实际生产量ya：

44、

45、(2)库存需求

46、库存需求是中间需求与库存订购需求的总和，库存订购需求为现有库存到目标库存的需求量，该库存需求由下式满足：

47、

48、其中，o为库存需求；δt为时间步长；ts为库存恢复时间；st(i，j)为目标库存；s(i，j)为现有库存；目标库存st(i，j)与需求库存sr(i，j)是不同的，需求库存代表当前时间步长为满足生产所需要的库存投入量；而目标库存代表上一时间步长的库存需求和上一时间步长未能满足的库存需求之和；

49、(3)恢复平衡，输出损失

50、部门之间通过定量配给以及减少对供应商的需求来调整需求变化，循环迭代后每个行业部门的需求量分配如下：

51、

52、

53、

54、

55、其中，o表示库存需求；lfd表示本地需求；e表示出口；δd表示重建需求；

56、基于上述计算结果能够得到新一轮的需求量：

57、

58、重复以上步骤反复迭代，用新的需求量代替上一个时间步长的需求量，直到需求量与实际生产量相等，则代表各个行业部门的生产能力能够满足需求，经济恢复至灾前水平，并输出每个行业部门的间接损失。

59、进一步的，步骤s5所述恢复期间灾害的产业传导机制分析，采用结构路径分析与网络分析中的传输中心分析，明确暴雨洪涝灾害对经济系统的影响路径和影响程度，识别出关键传导路径和关键节点，具体步骤为：

60、(1)基于结构路径分析识别关键传导路径

61、基于消费端的结构路径分析，由下式描述：

62、

63、将上式泰勒展开，有：

64、

65、其中，δq表示灾害造成的经济损失；i表示单位矩阵；v表示增值系数矩阵；δy表示灾害对某个部门最终需求的影响；vδy表示因暴雨洪涝灾害导致的消费可能性降低而使生产部门受到影响所承担的增值损失；表示受灾生产部门的供应商造成的一阶增值损失；表示第一层供应商造成的二阶增值损失；以此类推，用于后续上游生产部门；表示直接投入系数矩阵；

66、δy由下式定义：

67、

68、其中，y0表示灾前最终需求；表示恢复期最终需求；

69、(2)基于网络分析中的传输中心分析识别关键产业部门

70、节点介数中心性越大，代表该节点在网络中连接其他节点或路径的作用越重要；节点介数中心性由下式定义：

71、

72、其中，bi表示部门i的介数中心性；s和t分别表示产业链路径的起点部门和终点部门；表示部门i在产业链路径中出现的次数；w表示从部门s开始并经过r部门到达终点部门t的产业链路径权重；w由下式定义：

73、

74、其中，vs表示部门s的增值系数；表示矩阵的直接投入系数；δyt表示t部门的最终需求变化。

75、本发明第二方面提供了一种恢复期间台风引起的灾害的产业传导机制分析系统，该系统包括：存储器、处理器，所述存储器中包括一种恢复期间台风引起的灾害的产业传导机制分析方法程序，所述一种恢复期间台风引起的灾害的产业传导机制分析方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：

76、s1：采集产业传导机制相关数据，所述数据包括：直接经济损失数据、投入产出表；

77、s2：根据采集到的数据构建区域投入产出表；

78、s3：基于直接经济损失数据与区域投入产出表，采用预设的自适应区域投入产出模型模拟灾后经济系统的恢复路径；

79、s4：基于自适应区域投入产出模型分析灾害造成的间接经济损失在不同经济部门之间的分布；

80、s5：恢复期间灾害的产业传导机制分析，采用结构路径分析与网络分析中的传输中心分析，明确暴雨洪涝灾害对经济系统的影响路径和影响程度，识别出关键传导路径和关键节点。

81、进一步的，步骤s2所述根据采集到的数据构建区域投入产出表，具体过程为：

82、对传统的投入产出表进行改进，区分中间消耗和最终使用的产品和服务是来自本地还是外部进口；区域投入产出表的构建基于以下公式：

83、

84、其中，a为区域投入产出表；为标准投入产出表；ρj为本地生产消耗与总消耗的系数；ρj的计算方式如下：

85、ρj＝(tj-ej)/(tj-ej+ij)

86、其中，tj为该部门的总产出；ej为该部门的出口；ij为该部门的进口。

87、进一步的，步骤s3所述基于直接经济损失数据与区域投入产出表，采用预设的自适应区域投入产出模型，模拟灾后经济系统的恢复路径，具体过程为:

88、基于建立的区域投入产出表和直接经济损失数据，采用自适应区域投入产出模型模拟灾后产业部门的消费和需求变化，能够得到恢复期的动态变化曲线，从而确定恢复期终点；所述恢复期是指受灾区的生产能力完全恢复到灾前水平所需的时间，由模拟的产量增加值衡量，当增加值为0时表示恢复期结束；

89、确定恢复期终点具体步骤如下：

90、首先，在进行恢复期模拟之前，需要计算灾后各个行业部门的初始生产量，公式如下：

91、y0＝(1-a)-1tfd

92、其中，y0为每个行业部门的初始生产量；tfd为总最终需求，由下式确定：

93、

94、其中，lfd为本地需求；e为出口；d为灾害对不同行业部门造成的损失；

95、设定部门i对其他部门的初始总需求为td0(i)＝y0(i)，根据每一时间步长的生产能力使灾后各部门的产出与需求不断重置，以上的计算结果不断迭代直至恢复到灾前水平，即达到恢复终点，具体模型构建如下：

96、若某个行业部门无法满足需求，td∞＞y∞，即产量不足时，则会启动超额生产能力以应对生产短缺，由下式描述：

97、

98、其中，αi为在生产不足时启动的超额生产能力；αmax为灾后最大生产能力；τα表示为增加到最大生产能力的适应时间；ya为实际产量；δt为时间步长；

99、而当td∞＝y∞，即不存在产量不足，各行业部门能够生产满足需求的产品，则有：

100、

101、其中，αb为灾前生产过剩系数，一般设定为1。

102、进一步的，步骤s4所述基于自适应区域投入产出模型分析灾害造成的间接经济损失在不同经济部门之间的分布，具体步骤为：

103、(1)生产容量与生产瓶颈

104、评估每个行业部门的灾后初始生产容量,保证达到恢复平衡条件；由以下关系式描述：

105、

106、其中，ymax为灾后初始生产容量；为灾前生产量，设定为正常生产能力；αi为在生产不足时启动的超额生产能力；d为灾害对不同行业部门造成的损失；va为增加值；

107、在受到灾害冲击后经济系统恢复过程中，生产能力决定了部门的产出是否能够满足需求，故每个生产部门的生产能力由下式确定：

108、y1(i)＝min[ymax(i)；td0(i)]

109、其中，y1为每个生产部门的生产能力；

110、生产能力由下式给出：

111、

112、其中，为部门i向部门j提供生产或服务的能力；s(j，i)表示部门j存储部门i产品的现有库存；表示受灾后部门j对部门i的需求库存，表示灾害影响特征，根据灾害影响程度设定；若现有库存大于需求库存，则不产生库存约束，部门保持原来的生产能力；若小于，则部门i无法提供足够的产品满足部门j的需求，部门i的生产能力受到约束；需求库存由下式定义：

113、

114、其中，sr代表生产所需的库存投入量；为商品j达到上一时间步长生产水平所需的消耗量；为当前库存恢复到目标库存水平的时间；

115、在考虑了生产约束条件后，能够确定实际生产量ya：

116、

117、(2)库存需求

118、库存需求是中间需求与库存订购需求的总和，库存订购需求为现有库存到目标库存的需求量，该库存需求由下式满足：

119、

120、其中，o为库存需求；δt为时间步长；ts为库存恢复时间；st(i，j)为目标库存；s(i，j)为现有库存；目标库存st(i，j)与需求库存sr(i，j)是不同的，需求库存代表当前时间步长为满足生产所需要的库存投入量；而目标库存代表上一时间步长的库存需求和上一时间步长未能满足的库存需求之和；

121、(3)恢复平衡，输出损失

122、部门之间通过定量配给以及减少对供应商的需求来调整需求变化，循环迭代后每个行业部门的需求量分配如下：

123、

124、

125、

126、

127、其中，o表示库存需求；lfd表示本地需求；e表示出口；δd表示重建需求；

128、基于上述计算结果能够得到新一轮的需求量：

129、

130、重复以上步骤反复迭代，用新的需求量代替上一个时间步长的需求量，直到需求量与实际生产量相等，则代表各个行业部门的生产能力能够满足需求，经济恢复至灾前水平，并输出每个行业部门的间接损失。

131、本发明第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包括恢复期间台风引起的灾害的产业传导机制分析方法程序，所述恢复期间台风引起的灾害的产业传导机制分析方法程序被处理器执行时，实现所述的一种恢复期间台风引起的灾害的产业传导机制分析方法的步骤。

132、与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

133、本发明首先采集产业传导机制相关数据，所述数据包括：直接经济损失数据、投入产出表，根据采集到的数据构建区域投入产出表，基于直接经济损失数据与区域投入产出表，采用预设的自适应区域投入产出模型，模拟灾后经济系统的恢复路径，不局限于评估灾害造成的间接经济损失；然后基于自适应区域投入产出模型分析灾害造成的间接经济损失在不同经济部门之间的分布；最后进行恢复期间灾害的产业传导机制分析，采用结构路径分析与网络分析中的传输中心分析，明确暴雨洪涝灾害对经济系统的影响路径和影响程度，识别出关键传导路径和关键节点,更加客观地揭示灾害对产业链的影响。