多灾种综合预测预警与决策支持系统研究

多灾种综合预测预警与决策支持系统研究长期形成的灾害管理体制的不健全和部分职能的缺失,导致灾害管理领域信息化程度偏低,特别是智能化程度不高的现状严重制约了目前防灾减灾工作的效率。随着信息技术的发展及其在灾害管理领域的应用,以及自然灾害综合管理和综合减灾理念的提出,灾害预测和灾害信息管理已经不再属于单一部门或单一灾种的职能或研究范围,需要多部门、多学科的协作,并建立综合的预测模型和统一的灾害信息管理机制。然而,自然灾害的复杂性决定了实现其综合预测十分困难,同时,灾变的多样性和承灾体的广泛性导致实现灾害信息的共享和传递是一项十分艰巨的任务。基于上述问题,本研究引入灾害链理论,通过对自然灾害链物理过程的分解,应用智能体建模技术和事件链机制,构建了基于灾害链的多灾种耦合预测模型,解决了多种异构灾害模型的耦合与综合预测问题;针对灾害信息管理和一致性要求,对工程承灾体信息的特征和管理方式进行分析,应用信息模型理论和方法,提出并建立了具有统一数字化表达方式的工程承灾体信息模型,并基于该信息模型研发了支持多灾种应急动态综合管理的工程设施信息管理平台;利用历史灾害案例和数据挖掘、案例推理等知识复用技术,建立了基于案例的预测推理机制和系统集成方法。

在此基础上,研制开发了一个基于灾害链的多灾种综合预测预警与决策支持系统的原型系统MD-PWDSS。MD-PWDSS提供了单灾种预测、基于灾害链的多灾种耦合预测、工程承灾体信息管理、基于案例的工程设施灾害预测推理以及救灾决策支持等功能,能够实现不同粒度的灾害预测和多灾种应急动态综合管理,为自然灾害综合管理提供了一个灾害预测、信息共享和救灾决策的集成环境。此外,基于智能体技术的开放式系统架构,为灾害管理功能的进一步完善和扩展提供了良好的条件。最后,本研究以汕头市地震数据为例对MD-PWDSS的可行性和有效性进行验证。

本研究的结果表明:基于自然灾害链的多灾种耦合预测模型及系统能有效解决自然灾害管理过程中灾害的综合预测和应急管理问题,可提高灾害管理的效率和质量,为推进我国自然灾害综合管理的信息化和智能化,探索了新的灾害预测理论、方法、技术和手段,具有重要理论意义和应用价值。