基于不确定信息的震后救援物资需求估算方法研究

Earthquake frequently attacked southwest China in recent years, causing heavy casualties and economic losses. It is troublesome to estimate the demand for relief materials, leading to the lack of basic data support for the dispatch of relief supplies. In this study, we propose a method to estimate the demand of relief materials based on uncertain information in the process of earthquake rescue. First, we explore the inherent dependencies of quantities between the relief materials by analyzing the historical earthquake relief data in recent years, and then build a classification for the earthquake relief materials, which lays a solid foundation for the accurate estimation of earthquake relief demand. Second, we study the three basic uncertain information in the earthquake rescue seperately in order to understand the properties of these factors and to use mathematic tools to express their properties, then develop the estimation model for relief materials demand based on these uncertain information. Last, we use the representive rescue data generated in Wenchuan, Yushu and Yunnan earthquakes in recent years to evaluate the availability of the estimation model. With the support of large scale of real earthquake relief data and the application of uncertain information processing method, this study will effectively promote the accuracy of the estimation of relief materials demand, and uphold the earthquake rescue with scientific theroies and methods.

近年来地震频繁袭击我国西南等地，造成了重大人员伤亡和经济损失。地震救援过程中各受灾地区救援物资需求难于估计，导致救灾物资的调度没有基本数据依据。本研究针对这一核心瓶颈问题展开研究，提出基于地震救援过程中的不确定信息估计救援物资需求的方法。首先通过分析整理近年来的地震救灾数据，发掘地震救灾物资之间固有的数量依存关系，建立地震救援物资分类数据，为救援物资需求的准确预测奠定基础。在此基础上对地震救援物资需求估计中的三类不确定信息分别展开研究，探索这三类不确定信息的性质，建立各类不确定信息的数学表达，研究基于不确定信息的救灾物资需求估计模型。最后使用近年来典型的汶川、玉树和云南三地的地震救援数据对模型进行真实性检验。本研究在大量地震救援数据的支持下，将不确定信息处理方法应用于地震救援物资需求的估计中，可以有效提升我国在地震救援物资需求估计方面的准确性，为我国防震减灾提供科学的理论方法支撑。

地震救援过程中各受灾地区救援物资需求难于估计，导致救灾物资的调度没有基本数据依据。本研究针对这一核心瓶颈问题展开研究，提出基于地震救援过程中的不确定信息估计救援物资需求的方法。在国家自然科学基金委青年科学基金项目的资助下，课题组严格按照项目计划书执行，本项目围绕地震救援物资分类、震后救援物资需求预测中的不确定信息处理、不确定信息下的震后救援物资需求估算等科学问题展开探索研究，共公开发表论文10篇(三篇未标注)，其中SCI/EI索引收录5篇，已完成项目申请时提出的定量指标。本项目研究进展主要体现在如下三个方面：1）构建了一套震后救援物资分类数据。本研究对2008年的“512汶川地震”、2010年的“414青海玉树地震”、2011年的“310云南盈江地震”、2012年的“云南彝良地震”、2013年的“420四川芦山地震”、2013年的“722甘肃定西地震”、2014年的“云南鲁甸地震”等的救灾物资发放的数量进行统计和梳理。参照《国家突发公共事件总体应急预案》、《应急保障物资分类及产品名录》和《民政救灾物资名录》等，从灾后保障灾区人民基本生活的角度出发，构建了震后救援物资分类体系。2）深入研究了震后救援物资需求估算中3类不确定信息的性质和处理方法。在构建震后救援物资分类的基础上，利用概率统计、模糊推理、灰色系统理论、粗集和案例推理等对震后救援物资预测中的随机信息、模糊信息和灰信息进行深入研究分析；寻找各救援物资直接的依存关系、关联关系和数量关系等。3）在以上研究的基础上，构建了不确定信息条件下的震后救援物资需求估算预测模型，并以汶川地震、玉树地震和彝良地震等为例，以震后灾区灾民基本生活保障物资为目标，进行了验证。结果表明，所构建的震后救灾物资预测模型能有效地进行救援物资预测。本项目研究结果对地震灾害应急救助和应急管理都较强的指导意义。总体来讲，本项目在地震救援物资分类、救援物资预测不确定信息处理、救援物资预测等方面都取得了较大进展，为进一步深入研究地震灾害应急救援与灾害管理提供数据和理论方法基础。