暴雨洪水灾害应急过程中动态对象协同仿真技术研究

发布时间：2020-07-10 03:49

【摘要】：暴雨洪水灾害是我国南方沿海地区夏季频发的自然灾害之一,每年都对我国南方沿海地区造成重大伤亡损失,严重制约着我国经济的发展。暴雨洪水灾害易引发洪水灾害,当洪水灾害发生时,政府各部门需要启动相应的应急流程,针对灾情制定相应的应急预案,根据灾害的发生演变过程,灾区承载体风险情况等协同实施应急救助措施。为了更有效的开展应急工作,各部门之间需要提高协同应急能力。制定灾害应急预案,定期进行应急演练是提高协同应急能力的常用方法。完整的应急预案和高效率的应急演练可以在很大程度上提高应急协同能力与应急决策能力。而在实际应用中,很难制定出完备的应急预案,也很难完全参照应急预案进行演练,经常遇到各种问题,如应急预案内容脱离实际、演练过程流于形式等一系列问题,难以达到实际要求。随着计算机仿真技术的发展使在虚拟仿真环境下进行应急演练推演成为了可能。为了能在虚拟仿真环境下达到实际应急演练的要求,本研究从过程模拟的角度出发,首先利用元胞自动机模型结合传统水文模型模拟了洪水灾害动态演变过程;然后分析了灾害应急过程中的对象协同过程,利用多智能体建模方法构建了智能体应急协同推演系统。在此基础上构建了洪水灾害应急辅助决策支持系统,并将其应用于福建省福州市溪源江流域典型暴雨洪水灾害应急过程模拟,为该地区洪水灾害应急救援决策提供了有效的技术支持。该方法所需资料少,模拟计算效率高,模拟推演结果直观生动,具有很强的推广性,对我国暴雨洪水灾害非工程性措施体系建设是一个很重要的补充。
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TV87;P429
【图文】：

元胞,空间,邻域

２．３．３邻域定义逡逑每个元胞可以看成是对流域按照一定分辨率进行格网划分的单元。经划分后每个元逡逑胞周围均有八个邻接单元（处于边界上的元胞除外）。根据Ｍｏｏｒｅ邻域（如图２－２）构建规则逡逑将与当前元胞相接的周边八个邻接单元作为当前元胞的邻域元胞，假设当前元胞状态在逡逑空间邻域上仅受周边八个邻接单元影响。逡逑－１１邋－逡逑

邻域,元胞

＿＿邋元跑空间邋＾逡逑图２－１元胞空间与元胞图示逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｃｅｌｌｕｌａｒ邋Ｓｐａｃｅ邋ａｎｄ邋ｃｅｌｌｕｌａｒ逡逑２．３．２状态定义逡逑元胞状态表示模型要模拟的现象，经过量化做为元胞的具体属性。根据运算过程中逡逑是否变化的特征可以将元胞状态分为静态量集和动态量集，静态量集表示运算过程中不逡逑发生改变的属性状态，动态量集表示每次运算都发生改变的量集。本研究中的静态量集逡逑有位置、高程、土壤最大入渗量、水流长度、曼宁糙率系数等。动态量集有当前入渗量、逡逑水深等。逡逑Ｓ邋＝邋（／Ｄ，邋ｎｅｘｔｌＤ，邋ｓ，邋ｄ，邋ｌ，邋ｏ，邋ｎ，邋Ｖｌｔ邋Ｖ２，邋Ｖ３，邋Ｆ４）逦（２）逡逑元胞状态中的动态量集在模拟推演过程中，在时间、邻域元胞状态、转化规则等相逡逑关要素的决定下变化。在ｔ时刻元胞Ｃ的状态集的Ｓ（Ｃ，ｔ）是由ｔ－１时刻元胞状态集Ｓ（Ｃ，ｔ－ｌ）逡逑以及其邻域元胞状态集Ｓ（Ｂｃ，ｔ－ｌ）根据演化规则Ｒ决定，基本公式可表达为：逡逑｛■Ｓ（ｃ

流量过程线,元胞

部分元胞流量过程线

【参考文献】