地震時リアルタイム制御のための大規模システムの最適ブロック分割に関する研究

地震实时控制大型系统最优分块研究

基本信息

批准号：
11780338
负责人：
能島暢呂
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Gifu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

空間的な広がりを持つシステムにおいては,地震被害の局限化と波及防止のため,連続的な構造物群をブロック分割するリアルタイム対応が有効である.本研究はこの課題を「大規模システムの最適ブロック分割問題」と「緊急対応の意思決定問題」という2つの数理的問題として定式化し,それぞれの解法を提案するものである.まず「大規模システムの最適ブロック分割問題」については,線状構造物の一次元分割問題を考え,被害波及を最小化するための最適分割問題を定式化した.その解法として動的計画法とGA(遺伝的アルゴリズム)を応用した手法を提案し,数値計算によって最適分割形状に関与する要因について考察した.この手法を,複雑な形状の線状構造物に適用できるよう拡張し,阪神・淡路大震災における阪神水道企業団の送配水管網のブロック分割を対象としたケーススタディーを実施した.次に「緊急対応の意思決定問題」については,緊急対応の迅速化・正確化・合理化を支援するため,地震時リアルタイム対応に関する意思決定プロセスの数理モデルを構築した.その一つは,地震動強度情報に基づく緊急対応の意思決定プロセスである.地震動強度を即座に行動に結びつけるために,ベイズ決定方式による期待被害最小化の行動戦略を定式化した.もう一つは,地震動強度情報による被害推定を,実被害情報の入手に応じて逐次更新し,被害の全体像を先行予測する意思決定プロセス・モデルである.ベイズ確率の方法を応用し,被害率(または被害確率)の確率分布の母数を推定するとともに,被害の全数を逐次予測し,緊急対応の意思決定の判断材料とするものである.このモデルに基づいて,岐阜県で実施された地震被害想定のデータをもとに,本提案手法のケーススタディーを行った.その結果,迅速性と推定精度のバランスを考慮した緊急時の意思決定支援モデルとして,提案手法の有効性が示された.

在空间扩散的系统中，对连续结构的块分裂的实时响应有效，以限制地震损害并防止波纹传播。这项研究将这项任务提出为两个数学问题：“大规模系统的最佳块分裂问题”和“紧急响应的决策问题”，并为每个问题提出了解决方案。首先，对于“大规模系统的最佳块分裂问题”，我们考虑线性结构的一维分区问题，然后考虑损坏波。我们提出了最佳的分裂问题，以最大程度地减少问题。我们提出了一种使用动态编程和GA（遗传算法）作为解决方案的方法，并通过数值计算检查了最佳分裂形状所涉及的因素。该方法扩展到适用于具有复杂形状的线性结构，并进行了案例研究，以重点介绍汉斯辛水公司的水管网络在巨大的Hanshin-Awaji地震期间。接下来，对于“紧急响应的决策问题”，我们决定使用应急响应。为了支持地震的快速，准确和合理化，建立了地震期间实时反应的决策过程的数学模型。其中之一是基于地震强度信息的紧急响应的决策过程。为了立即将地震强度与动作联系起来，我们制定了一种行为策略，用于使用贝叶斯决策方法最大程度地减少预期损害。另一个是决策过程，该过程会根据地震强度信息依次更新损害估计，并根据实际损害信息的可用性，并预测预测损害的整体情况。这是一个玫瑰模型。贝斯概率方法用于估计损害率（或损害概率）的概率分布的概率分布，并顺序预测损害的总数，并使用了紧急响应的决策因素。基于此模型，我们根据GIFU县中假定的地震损害的数据进行了该提出的方法的案例研究。结果，提出方法的有效性显示为一种应急决策支持模型，该模型考虑了速度和估计精度之间的平衡。