[发明专利]概率地震经济损失计算方法及系统

说明书

本发明提供一种概率地震经济损失计算方法及系统。该方法包括：选择影响目标区域的地震带与潜在震源区，并确定地震活动性模型和地震活动性参数；通过蒙特卡洛随机模拟方法生成地震事件数据库；选取衰减模型，并根据地震目录库计算目标区域内任意场点的地震烈度；根据地震烈度和宏观经济易损性模型，计算目标区域的经济损失；结合大数定理和全概率公式，计算t年内任意场点的地震损失发生概率以及指定概率条件下场点的经济损失。该系统包括：模型及参数确定单元、地震事件数据库生成单元、地震烈度计算单元、经济损失计算单元和地震损失发生概率及损失计算单元。本发明考虑了场点可能多次遭受同一烈度影响，为地震损失预测提供技术支持。

技术领域

本发明涉及概率地震损失风险评估和地震损失预测技术领域，尤其涉及一种概率地震经济损失计算方法及系统。

背景技术

20世纪以来，我国约占全球地震死亡人数的一半，随着社会经济的不断发展，全球地震灾害呈现迅速增长的趋势。当地震与自然和人文环境的脆弱性、暴露度叠加后形成灾害风险，进而可能发生灾害。因此减轻地震灾害风险关键是风险识别评估。如何防范地震风险、有效降低震害损失成为全人类面临的一项长期而艰巨的任务。

传统的震害损失预测分析通常采用易损性分类清单的方法，要求对研究区内建筑设施结构进行详尽的调查给出震害矩阵。但面临现代社会的快速发展，使得传统方法在资料收集以及更新方面都存在局限性。

在宏观经济易损性模型的震害损失预测分析中，例如以GDP损失为指标，一般在考虑地震危险性时是有概率水平的,可是在分析震害及经济损失时,没有充分考虑这些因素的概率特征。此外，在目前流行的地震期望损失评估方法中，将某种烈度造成的损失定义为未来场地遭受一次地震所造成的平均损失，没有考虑在给定年限内，场点可能多次遭受同一烈度的影响。这样往往会低估地震的损失，特别是给定评估的年限较长时，其不准确性将显著增加。

因此，需要充分考虑震害损失预测中的概率水平，来研究地震损失发生概率及地震经济损失的估计方法是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的“因未考虑一个场点可能多次遭受同一烈度的影响而造成地震损失评估结果不准确”的问题，本发明提供一种概率地震经济损失计算的方法及系统，考虑了在预测年限内，场点可能多次遭受同一烈度或不同烈度的影响，为地震损失预测和地震风险防控，有效地减轻地震风险提供了很好的技术支持。

第一方面，本发明提供一种概率地震经济损失计算方法，该方法包括：

步骤1、选择影响目标区域的地震带与潜在震源区，并确定所述目标区域的地震活动性模型和地震活动性参数；

步骤2、根据所述地震活动性模型和所述地震活动性参数，通过蒙特卡洛随机模拟方法生成地震事件数据库；

步骤3、选取衰减模型，并根据所述地震目录库计算所述目标区域内任意场点的地震烈度；

步骤4、根据所述地震烈度和宏观经济易损性模型，计算目标区域的经济损失；

步骤5、结合大数定理和全概率公式，计算待预测t年内任意场点的地震损失发生概率以及指定概率条件下场点的经济损失。

进一步地，所述步骤2具体包括：

步骤2.1、采用马特赛特旋转演算法生成随机数r，r∈[0,1]；

步骤2.2、根据地震活动的年平均发生率和地震发生次数累积分布函数，得到一次实验待预测t年内地震的发生次数k，所述地震发生次数累积分布函数为式(1)：

其中，v₀为年平均发生率；P(n≤k)＝r；

步骤2.3、根据地震震级累积分布函数，得到k个地震的震级分布，所述地震震级累积分布函数为式(2)：