(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 20221093942 9.1 (22)申请日 2022.08.05 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114997760 A (43)申请公布日 2022.09.02 (73)专利权人 深圳市城市交通 规划设计 研究中 心股份有限公司 地址 518131 广东省深圳市龙华区民治街 道龙塘社区星河传奇花园三期商厦1 栋C座1210 专利权人 深圳市交通科 学研究院有限公司 (72)发明人 周子益　贾磊　童青峰　安茹　 刘星　(74)专利代理 机构 北京隆源天恒知识产权代理 有限公司 1 1473 专利代理师 林安堂 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/02(2020.01) 审查员 张滔 (54)发明名称 一种城市基础设施群脆弱性分析方法及装 置 (57)摘要 本发明提供了一种城市基础设施群脆弱性 分析方法及装置， 其中， 城市基础设施群脆弱性 分析方法包括： 获取城市基础设施数据； 根据所 述城市基础设施数据， 将城市内的所有基础设施 划分为城市基础设施群； 构建关于所述城市基础 设施群的设施群级联失效模型； 根据所述设施群 级联失效模型， 分析所述城市基础设施群的脆弱 性； 根据所述脆弱性， 从所述城市基础设施群的 所有所述基础设施中发掘脆弱基础设施。 本发明 基于基础设施之间的关联性构建城市基础设施 群， 以非孤立性地去分析基础设施的运行状况， 以立足于外界扰动发生后基础设施负载分配的 实际构建设施群级联失效模型， 保证了脆弱性分 析与脆弱基础设施发掘的结果更加贴近实际且 更加有效。 权利要求书4页 说明书14页 附图5页 CN 114997760 B 2022.11.25 CN 114997760 B 1.一种城市基础设施群脆弱性分析 方法， 其特 征在于， 包括： 获取城市基础设施数据； 根据所述城市基础设施数据， 将城市内的所有基础设施划分为城市基础设施群； 构建关于所述城市基础设施群的设施群级联失效模型； 根据所述设施群级联失效模型， 分析 所述城市基础设施群的脆弱性； 根据所述 脆弱性， 从所述城市基础设施群的所有所述基础设施中发掘脆弱基础设施； 其中， 所述 根据所述设施群级联失效模型， 分析 所述城市基础设施群的脆弱性包括： 根据所述城市基础设施数据， 确定所述基础设施发生 运行故障的频率 值； 确定所述城市基础设施群内各所述基础设施失效传播的次数以及每层被移除的所述 基础设施数量； 根据所述频率值、 所述次数和所述数量， 确定所述城市基础设施群的脆弱性参数及脆 弱性指标； 所述根据 所述脆弱性， 从所述城市基础 设施群的所有所述基础设施中发掘脆弱 基础设 施包括： 根据所述城市基础设施群的所述脆弱性指标及其内各所述基础设施的所述脆弱性参 数， 计算所述城市基础设施群在第一预设时间段t内的平均脆弱性指标值 、 所述基础 设施的第二脆弱性路径过程参数 以及所述城市基础设施群的恢复指标 中的至 少一个， 以发掘所述 脆弱基础设施； 所述平均脆弱性指标值 满足： ， 其中， 为所述基础设施在时刻r的所述 脆弱性参数值； 所述第二 脆弱性路径过程 参数 满足： ， 其中， 为第一层基础设施j移除时初始扰动基础设施i是否会移除的功能函数， 移 除和不会移除对应的函数值分别为1和0； Z为所述城市基础设施群内所述基础设施的总数； 所述恢复指标 满足： ， 其中， 、 分别表示基础设施i和j的初始负载值， 由归一化基础设施i和 基础 设 施 j 之 间 的 关 联 强 度 得 到 ， 表 示 基 础 设 施 j 的 负 载 上 限 值 ； 表示所述城市基础设施群内各所述第一层基础设施j被移除权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114997760 B 2时的所述第一层基础设施j的过载量之和， 表示由于所述初始扰动基础设施i移除而 导致的级联失效传播过程中除所述初始扰动基础设施i外的被移除所述基础设施数量之 和。 2.如权利要求1所述的城市基础 设施群脆弱性分析方法， 其特征在于， 所述获取城市基 础设施数据包括： 获取待研究的所述城市内的关于交通小区的数据与关于所述基础设施的数据。 3.如权利要求2所述的城市基础 设施群脆弱性分析方法， 其特征在于， 所述根据 所述城 市基础设施数据， 将城市内的所有基础设施划分为城市基础设施群包括： 基于所述基础 设施所在位置， 将所述基础 设施划分到其所在的所述交通小区； 其中， 当 所述基础设施中存在位置横跨多个所述交通小区的第一基础设施时， 将所述第一基础设施 划分至其占地 面积最大的所述交通小区； 将划分后位置位于同一所述交通小区内的所有所述基础设施划分为一个所述城市基 础设施群。 4.如权利要求1 ‑3中任一项所述的城市基础设施群脆弱性分析方法， 其特征在于， 所述 构建关于所述城市基础设施群的设施群级联失效模型包括： 步骤310、 确定所述城市基础设施群中所有所述基础设施的初始负载值与负载 上限值； 步骤320、 移除所述城市基础设施群 中的初始扰动 基础设施， 并将被移除的所述初始扰 动基础设施的初始负载值分配至与所述初始扰动基础设施直接相关联 的所有第一层基础 设施上； 其中， 当所述第一层基础设施中存在当前负载值超过负载上限值的第二层基础设施 时， 将所述第二层基础设施作为所述初始扰动基础设施并重复步骤320， 直至所有 所述第一 层基础设施的当前负载值 不超过负载 上限值。 5.如权利要求4所述的城市基础 设施群脆弱性分析方法， 其特征在于， 所述确定所述城 市基础设施群中所有所述基础设施的初始负载值与负载 上限值包括： 基于所述基础设施的功能， 制定所述基础设施的初始负载值； 基于所述基础设施的设计参数， 确定所述基础设施的负载 上限值。 6.如权利要求5所述的城市基础 设施群脆弱性分析方法， 其特征在于， 所述基于所述基 础设施的功能， 制定所述基础设施的初始负载值包括： 根据所述城市基础 设施数据， 获取所述城市基础设施群 内各所述基础设施位于标定时 间内的运行参数时间序列； 其中， 所述运行参数时间序列包括关于交通状况 的第一时间序 列、 关于电力供给的第二时间序列、 关于用水需求的第三时间序列及关于居住和使用的第 四时间序列； 对所述第一时间序列、 所述第二时间序列、 所述第三时间序列及所述第 四时间序列分 别进行归一 化处理； 对所述基础设施 的所述第一时间序列、 所述第二时间序列、 所述第三时间序列及所述 第四时间序列进行权重分配， 根据分配的权重以及归一化后的所述第一时间序列、 所述第 二时间序列、 所述第三时间序列及所述第四 时间序列， 确定所述基础设施的初始负载值。 7.如权利要求6所述的城市基础 设施群脆弱性分析方法， 其特征在于， 所述移除所述城权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114997760 B 3