【摘要】：關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施(Critical Infrastructure,CI)是支撐社會(huì)正常運(yùn)行的電力、電信、交通、水供給和水處理、能源輸送、金融、公共衛(wèi)生與應(yīng)急服務(wù)等構(gòu)成的一套相互依賴的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的總稱。隨著城市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們?cè)絹?lái)越依賴關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施提供的各項(xiàng)服務(wù)。電網(wǎng)是一類重要關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施,它維系著人們正常生活以及電信、交通、供水等其它關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。級(jí)聯(lián)災(zāi)害具有多因素、多主體、多階段、多目標(biāo)、復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)性、不確定性等特征,對(duì)城市電網(wǎng)具有極大的破壞作用;電網(wǎng)系統(tǒng)因其子系統(tǒng)間的功能關(guān)聯(lián)性,極易發(fā)生級(jí)聯(lián)失效。電網(wǎng)因級(jí)聯(lián)災(zāi)害突發(fā)事件受損,將會(huì)給人類社會(huì)帶來(lái)巨大損失。在應(yīng)急準(zhǔn)備階段,如何評(píng)價(jià)與提高應(yīng)急響應(yīng)階段的電網(wǎng)應(yīng)對(duì)災(zāi)害能力,是應(yīng)急決策者關(guān)心的重要問(wèn)題。相關(guān)能力評(píng)估的研究主要關(guān)注于應(yīng)急能力的整體評(píng)估,但其實(shí)施工作量較大且不易于獲得有效評(píng)估結(jié)論;脆弱性研究給出了從薄弱環(huán)節(jié)審視應(yīng)急系統(tǒng)的分析視角,但側(cè)重于對(duì)物理缺陷的識(shí)別,而應(yīng)急系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分析需要統(tǒng)籌考慮影響關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施災(zāi)害應(yīng)對(duì)的各個(gè)方面。以應(yīng)對(duì)災(zāi)害能力為對(duì)象開(kāi)展研究有利于從系統(tǒng)角度考慮各風(fēng)險(xiǎn)要素,直擊應(yīng)急系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié),是具有較高研究?jī)r(jià)值。在應(yīng)急準(zhǔn)備規(guī)劃階段,如何識(shí)別電網(wǎng)應(yīng)對(duì)能力不足,既是一個(gè)廣為關(guān)注的實(shí)踐事務(wù),也是一個(gè)亟待解決的理論問(wèn)題。本文以城市電網(wǎng)為研究對(duì)象,就這一科學(xué)問(wèn)題開(kāi)展了如下方面的研究工作。首先,分析了級(jí)聯(lián)災(zāi)害對(duì)城市電網(wǎng)的破壞影響,歸納級(jí)聯(lián)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的影響要素作用關(guān)系;以電網(wǎng)應(yīng)對(duì)災(zāi)害能力概念與能力體系為基礎(chǔ),從現(xiàn)實(shí)應(yīng)對(duì)災(zāi)害能力與目標(biāo)能力的差額出發(fā)提出能力不足的概念;根據(jù)能力不足的識(shí)別邏輯,將能力不足問(wèn)題的構(gòu)成因素劃分為目標(biāo)情景,情景演化概率、能力不足識(shí)別清單、能力不足評(píng)價(jià)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)四類;根據(jù)復(fù)雜系統(tǒng)分析的已知-想定-不明(Known-Unclear-Presumed,K-U-P)方法,認(rèn)為構(gòu)成因素可按照確定性程度被標(biāo)注為確定、不明或想定狀態(tài),并基于問(wèn)題分析階段各構(gòu)成因素所處狀態(tài),將能力不足識(shí)別問(wèn)題劃分為清晰型、模糊型與不確定型三類;針對(duì)構(gòu)成因素的三種狀態(tài),分別提出方法論,構(gòu)成電網(wǎng)應(yīng)對(duì)能力不足的分類識(shí)別體系。其次,針對(duì)清晰型能力不足識(shí)別問(wèn)題,提出基于案例借鑒的電網(wǎng)應(yīng)對(duì)災(zāi)害能力不足識(shí)別方法。該方法基于電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)急任務(wù)體系,考慮了應(yīng)對(duì)災(zāi)害能力不足之間的直接影響關(guān)系,有利于解決評(píng)估缺乏關(guān)聯(lián)性的問(wèn)題;基于案例借鑒快速有效地識(shí)別電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)災(zāi)害能力不足,減少了評(píng)估的工作量,有利于解決評(píng)估缺乏針對(duì)性的問(wèn)題;采用歷史案例作為參考依據(jù)與評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),保證了評(píng)估結(jié)果的客觀性,有利于解決評(píng)估缺乏預(yù)見(jiàn)性的問(wèn)題。再次,針對(duì)模糊型能力不足識(shí)別問(wèn)題,提出基于亂象圖的電網(wǎng)應(yīng)對(duì)災(zāi)害能力不足識(shí)別方法。應(yīng)急亂象是社會(huì)亂象的一種,描述的是應(yīng)急管理問(wèn)題的復(fù)雜性與內(nèi)在關(guān)聯(lián)性。在能力不足分析的亂象消減原理基礎(chǔ)上,基于亂象圖從不確定性消減角度出發(fā)識(shí)別電網(wǎng)應(yīng)急能力不足,闡述了特定級(jí)聯(lián)災(zāi)害情景下能力不足分析的亂象圖構(gòu)建流程,其主要包括亂象圖構(gòu)建準(zhǔn)備、初始化亂象圖、關(guān)聯(lián)問(wèn)題識(shí)別、因果關(guān)系要素識(shí)別與建立亂象圖等。亂象圖以問(wèn)題關(guān)聯(lián)與因果關(guān)系識(shí)別為核心,是從已有案例與知識(shí)資源中推斷新情景下的構(gòu)成因素取值,有利于解決決策來(lái)源不可靠以及知識(shí)不完備等問(wèn)題。然后,針對(duì)不確定型能力不足識(shí)別問(wèn)題,提出基于情景想定的電網(wǎng)應(yīng)對(duì)災(zāi)害能力不足識(shí)別方法。在情景不確定背景下,難以直接預(yù)測(cè)未來(lái)災(zāi)害的情景,造成能力不足分析的情景預(yù)設(shè)困難。能力不足識(shí)別的情景想定是指在應(yīng)急準(zhǔn)備規(guī)劃階段,創(chuàng)建適應(yīng)現(xiàn)實(shí)需求的能力不足識(shí)別案例,通過(guò)設(shè)計(jì)與規(guī)劃情景消減目標(biāo)情景的不確定性。想定分析可劃分為四個(gè)階段,即情景嵌入、情景想定與應(yīng)對(duì)方案模擬、應(yīng)對(duì)效果評(píng)估與想定方案選擇以及能力不足要素識(shí)別。情景想定可以結(jié)合應(yīng)急管理決策者對(duì)應(yīng)急效果的需求,使應(yīng)急決策者能夠根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況修正目標(biāo)情景,有利于提高能力不足識(shí)別的情景針對(duì)性。之后,提出能力不足識(shí)別的本體配置層次體系,包括本體構(gòu)建、本體共享與本體匹配三個(gè)聯(lián)動(dòng)過(guò)程。從能力不足識(shí)別的知識(shí)需要出發(fā),構(gòu)建能力不足分析的情景本體、項(xiàng)目本體與評(píng)價(jià)本體,分別對(duì)應(yīng)災(zāi)害情景知識(shí)、應(yīng)對(duì)任務(wù)知識(shí)以及能力不足挖掘知識(shí);基于上述本體,構(gòu)建能力不足識(shí)別的知識(shí)本體共享框架;針對(duì)本體配置過(guò)程中的語(yǔ)義沖突問(wèn)題,提出能力不足識(shí)別的本體匹配原理,以本體關(guān)聯(lián)圖譜作為本體匹配的可視化工具。本體配置克服傳統(tǒng)本體配置方法中模型構(gòu)建與實(shí)際操作脫節(jié)的缺陷,以本體共享為配置核心,聯(lián)動(dòng)本體建模與本體匹配,有助于實(shí)現(xiàn)知識(shí)的跨組織流動(dòng)與促進(jìn)決策洞見(jiàn)。最后,設(shè)計(jì)一個(gè)統(tǒng)一化的能力不足識(shí)別過(guò)程,即能力不足識(shí)別路線圖�；谇笆瞿芰Σ蛔阕R(shí)別理論與方法提出能力不足識(shí)別路線圖的基本性質(zhì)與內(nèi)容,設(shè)計(jì)能力不足識(shí)別的運(yùn)作模式、實(shí)施步驟以及本體配置路線圖,從理論分析與實(shí)際操作角度闡述了能力不足識(shí)別路線圖的基本原理。最后,結(jié)合一個(gè)用例來(lái)說(shuō)明能力不足識(shí)別路線圖的合理性與有效性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：F426.61

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2655585