1、隨著城市經濟的快速發(fā)展，對燃氣的需求量越來越大，城市燃氣管道作為城市燃氣運輸的主要工具，越來越容易受到復雜城市環(huán)境的影響而發(fā)生失效泄漏，在災害因素的共同作用下城市燃氣泄漏災害后果更加嚴重，災害形勢更加復雜。因此基于系統科學的城市燃氣管道泄漏多因素耦合致災機理研究，從宏觀視角全面把握燃氣管道泄漏災害系統構成、多因素耦合致災機理與災害演化過程，為城市燃氣管道泄漏災害的防治與控制提供理論依據。
　　本研究主要內容包括：⑴定義了城市燃氣管

2、道泄漏災害的內涵，基于災害學與系統科學，提出了包含孕災環(huán)境、致災因子、承災體、災情的燃氣管道泄漏災害系統框架結構。對大量文獻研究方法對指標進行了詳細的分析，掌握了各指標對災害系統的影響行為，提出了災害系統備選指標，并采用事故案例統計與情景分析法確定了災害系統的三級指標體系。事故統計還發(fā)現城市燃氣管道泄漏災害以火災、爆炸為主，災害間存在相互轉化現象。災害系統環(huán)境、結構和功能分析發(fā)現災害系統功能為產生災害，災害環(huán)境包括城市社會環(huán)境和自然環(huán)境

3、。對城市燃氣管道泄漏過程進行分析，發(fā)現災害過程具有時空效應以及耦合效應，從孕災環(huán)境穩(wěn)定性、致災因子風險性、承災體脆弱性角度，構建了致災過程的數學模型，并描述了災害系統的損失速率和損失度。⑵采用數學語言定義了災害系統耦合過程，按耦合因素數量對耦合類型進行分類，并分析因素耦合效應，借助有機化學官能團概念，闡述了管道泄漏災害系統的耦合過程。利用系統動力學構建了災害系統不同層次的耦合因果關系模型，發(fā)現了系統因素耦合路徑。構建了城市燃氣管道泄漏災

4、害耦合度計算模型，并采用熵權法對模型進行修正，通過示例研究分析了耦合度模型的有效性，該模型可用于城市燃氣管道泄漏災害系統耦合度評價。⑶采用圖論工具刻畫了城市燃氣管道泄漏多因素耦合條件下的動態(tài)致災過程，即在城市長期建設發(fā)展過程中逐漸形成了復雜的孕災環(huán)境，它受社會環(huán)境與自然環(huán)境的共同影響，城市承災體由城市社會-經濟-環(huán)境共同構成，它與孕災環(huán)境密不可分，它們幾乎同時出現，最早發(fā)生耦合作用，另外在孕災環(huán)境中隨著燃氣泄漏，會逐漸形成火災、爆炸、毒

5、害氣體等致災因子，孕災環(huán)境與致災因子耦合作用，使致災因子具有更強的破壞性，當孕災環(huán)境-致災因子-承災體同時作用時，災害正在發(fā)生，而當承災體作用于致災因子時就是災害控制和救援過程。⑷基于系統動力學理論，分析災害系統的反饋效應和延遲效應，發(fā)現正反饋促進災害發(fā)生，負反饋使災害趨于穩(wěn)定，延遲效應影響災害信息的傳遞和救援速度。明確了系統建模目的、參考模式、系統邊界，框圖分析表明了災害信息在系統內的流動方向。提出火災災害子系統、爆炸災害子系統、毒害

6、氣體災害子系統的建模思路，并利用Vensim構建了城市燃氣管道泄漏災害系統動力學模型，靜態(tài)分析明確了子系統邊界和主要反饋環(huán)。⑸設置災害場景對模型開展實證分析，建立系統方程并輸入參數，并對模型進行調試和檢驗。仿真分析發(fā)現系統與參考模型吻合度較好，災害損失度呈現“S”型增長，損失速率呈二次拋物線型增長，其中爆炸速率增長最快、火災次之，毒害氣體最慢。災害子系統內部耦合度增加會提高災害損失速率，子系統間耦合度增加會提高災害損失度和加快災害速度，