RISN-TG041-2022标准规范下载简介

RISN-TG041-2022 城市工程系统抗震韧性评价导则及条文说明.pdf

9.2.4燃气理埋地管道的破坏分析与供水系统埋地管道的类似， 可采用美国生命线联合会根据以往历史震害拟合得到的经验公式 （7.2.7）计算。若历史震害资料较为翔实，可直接采用统计数据 计算。

9.3燃气系统基本单元震后功能评价

9.3.1门站和调压站均由建筑结构与机电设备组成，取二者中 较为严重的破坏状态作为最终的破坏状态。 9.3.3当管道处于轻微破坏、中等破坏、严重破坏和毁坏时， 考虑燃气管网运行安全性要求，认为其无法工作。

9.3.3当管道处于轻微破环、 中等破环、严重破环和毁环时 考虑燃气管网运行安全性要求NB/T 10410-2020 煤矿井下空气冷却器技术条件，认为其无法工作

9.4燃气系统震后功能分析

9.4.1燃气系统的网络图中，节点代表各类用户、门站和调压 站，边代表连接节点的管道及附属设施。 9.4.2燃气系统的震后功能定义为地震发生后仍保持连通的用 户比例。震后恢复阶段，燃气系统中不同类型用户的供气需求随 恢复时间动态变化。关键用户的需求曲线见图18，一般用户的 需求曲线见图19。

图18关键用户需求曲线

图19一般用户需求曲线

9.5燃气系统震后恢复策略与恢复时间

9.5.1各元件的恢复时间定义为开始恢复到基本完好所需要的时 间。当需要确定从某一破坏状态恢复到另一破坏状态的时间时，可 直接利用两个状态下系统完全恢复所需时间相减得到。表9.5.1的 参数取值参考了美国风险评价软件HAZUS中的相关规定。 9.5.2燃气管道的恢复数据参考了供水管道的相应数据。 9.5.3基于式（9.5.3）计算功能指标时，管道损伤程度按照震 后未恢复的情况确定，不考虑随时间的变化过程。 9.5.4根据本导则第9.5.3条计算元件重要度指标，并按重要 度降序排列的方式进行维修。关键元件在震后汇集了天量人口， 需求量增大，因此需优先恢复对应的管道。一般元件包括一般性 场站及管道，

10供热系统抗震韧性评价

10.1.1热源应包括供热泵站的生产用建筑结构及相关设备。 10.1.2供热系统的抗震韧性评价包括基本元件地震易损性模型 建立、基本单元震后功能评价、系统震后功能分析、震后恢复策 略与恢复时间确定和抗震韧性等级确定，适用于新建和既有供热 系统的抗震韧性评价。 10.1.4当考虑地震动的随机性对供热系统抗震韧性评价结果的 影响时，抗震韧性评价宜采用蒙特卡洛模拟方法计算。

建立、基本单元震后功能评价、系统震后功能分析、震后恢复策

3供热系统基本单元震后功能

10.3.2当管道和供热泵站处于基本完好或轻微破坏状态时，其 功能受到的影响很小，可以认为仍然处于正常工作状态，并且功 能不受影响；而当处于中等破坏、严重破坏和毁坏时，其功能受 到的影响较大，一般需要关闭恢复其功能，因此认为其无法 工作。

10.4供热系统震后功能分析

10.5供热系统震后恢复策略与恢复时间

10.5供热系统震后恢复策略与恢复时间

10.5.4根据本导则第10.5.3条计算元件重要度指标，并按重 要度降序排列的方式进行维修。供热泵站中的关键元件应予以优 先恢复，若不具备恢复条件，也可采用替代措施进行临时功能替 代，待条件具备后再予以维修。对于供热管道，关键用户在震后 汇集了大量人口，供热需求量增大，因此需优先恢复对应的供热 路径。一般元件包括一般性泵站和管道。

11供电系统抗震韧性评价

11.1.1本导则将发电厂、变电站、用户、输配电线路看作是构

成供电系统的四类基本单元，对每一类基本单元的构成元素不再 做细分拆解。 发电厂的作用是将一次能源转化为电能；变电站的作用是对 电压和电流进行变换、接收并分配电能；输电线路是指由发电厂 向电力负荷中心输送电能的线路以及电力系统之间的联络线路； 配电线路是指从降压变电站把电力送到配电变压器，或将配电变 电站的电力送到用电单位的线路。 11.1.4当考虑地震动的随机性对供电系统抗震韧性评价结果的

11.1.4当考虑地震动的随机性对供电系统抗震韧性评价结果的 影响时，抗震韧性评价宜采用蒙特卡洛模拟方法计算，

11.1.4当考虑地震动的随机性对供电系统抗震韧性评价结果的

11.2供电系统基本单元地震易损性

11.2.1～11.2.3发电厂、变电站、输配电线路的损伤状态分级 和地震易损性曲线参数取值参考了美国风险评价软件HAZUS 的相关规定。变电站的地震易损性矩阵参考了中国地震局工程力 学研究所刘如山的研究成果（刘如山等：变电站高压电气设备易 损性研究LJ」：自然灾害学报，2018）。 发电厂的地震易损性曲线见图22，变电站的地震易损性曲 线见图23，输配电线路的地震易损性曲线见图24，

图22发电厂的地震易损性曲线

图23变电站的地震易损性曲线

图24输配电线路的地震易损性曲线

11.3供电系统的震后功能评价

11.3.1供电系统的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装 置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户，用 户具有一定的需求量。地震发生后，供电系统某些组件受损，不 能正常工作，导致网络结构发生变化、潮流重分配，用户的用电 需求不能完全满足或者完全中断。因此，供电系统的功能损失主 要以用户用电需求的满足程度确定。 11.3.2基本单元损伤状态与功能状态之间的映射关系，依赖于 供电系统的功能模型，表现为功能模型输入参数的变化。若采用 连通度模型，组件功能状态只需0或1两种状态；若采用潮流模 型，组件状态（发电厂震后最大输出、线路震后容量等）可能为 多种状态，其映射关系可通过实际历史数据或试验数据确定 通常情况下，当发电站、变电站和配电设施处于基本完好、 轻微破坏或中等破坏状态时，其功能受到的影响很小，可认为仍 能完全正常工作；而当其处于严重破坏和毁坏状态时，组件损伤 较为严重，其功能受到的影响较大，可以认为它们功能完全丧失。 11.3.3节点集合具有不同的属性，如用户的额定需求、发电厂 的最大发电量、线路的最大输送容量以及组件的地理位置信 息等。

11.3.3节点集合具有不同的属性，如用户的额定需求、发电 的最大发电量、线路的最大输送容量以及组件的地理位置 息等。

11.4供电系统震后恢复策略与恢复时间

供电系统震后恢复策略与恢复

11.4.1单元恢复时间取值参考了美国风险评价软件HAZUS 的相关规定。本导则仅考虑每个受损单元需要一个恢复小组的情 形。当多个恢复小组共同恢复一个受损单元时，可加速单元的恢 复时间。震后恢复资源数量以震后可用恢复小组（每个恢复小组 是一定数量人力与设备的组合）的数量表示。 11.4.2为恢复供电系统的功能水平，需对故障单元进行恢复或 者替换。恢复资源通常有限，需要确定有效的恢复策略，以尽快 恢复系统的功能水平，具体可采用下列三种方法： 1）按照电力供应部门震前应急预案决定受损单元的恢复次 序，比如优先恢复发电站，根据与发电站的距离确定变电站和输 配电线路的恢复次序。 2）根据受损单元的动态重要度决定受损单元的恢复次序 该方法的主要步骤如下： ①初始化：输入供电系统数据以及单元受损状态数据，最 优恢复次序为空； ②计算当前所有未恢复的受损单元的重要度： 步骤1：分别计算每个单元恢复完成后对应的系统功能水 平F； 步骤2：根据每个受损单元的恢复时间t，计算每个受损单 元的重要度In=Fn/tn； 步骤3：将重要度最大的单元n*放入最优恢复次序，并将 n*从未恢复的受损单元集合中移除； 步骤4：如果当前受损单元集合为空，所有受损单元的恢复 次序已确定，结束；如果受损单元集合不为空，返回步骤1。 ③根据灾后恢复优化模型求解受损单元的恢复次序。 11.4.3根据震后受损单元的恢复策略，按本导则第11.3.4条 给出的直流潮流模型评价用户电力需求的满足状态，确定系统达 到不同功能水平所需的恢复时间，

12通信系统抗震韧性评价

（常见为单层砖房和彩钢板房）、机房内部的电源与传输设备机 成，基站所在的“建筑结构”“通信铁塔”和基站内“通信设备 可以看作是构成通信基站的三类基本元件

12.2通信系统基本元件地震易损性

超，夏彦龙，郑山锁．通信基站机房地震易损性分析．砖瓦

单层砌体基站机房的地震易损性曲

12.2.3彩钢板房由于本身质量轻，在地震作用下的惯性力小， 因而难以损伤。实际震害调查中也少有彩钢板机房发生破坏。基 于此，假定彩钢板机房在各强度水平的地震作用下均可保持基本 完好。 12.2.4通信铁塔可分为地面塔和屋顶塔两类。地面塔包括路灯 秆塔、仿生树塔、景观塔、单管塔、三管塔、角钢塔。屋顶塔包 括拉线塔、抱杆。单管塔、三管塔和角钢塔是最为常见的地面通 信铁塔，本条给出了这三种通信铁塔的地震损伤指标、损伤状态 划分和地震易损性模型。 通信铁塔损伤指标不仅能评价铁塔本身的地震损伤，还要 能够反映铁塔损伤对其信号收发功能的影响。通信铁塔通过安 装在铁塔顶端平台上的天线发射和接受电磁波信号。天线具有 一定的下倾角，以确保其发射的信号能够覆盖铁塔之下一定范

围的地面。如果铁塔在地震作用下发生不可恢复的弯曲变形， 则其顶端会产生不可恢复的水平位移，继而改变通信天线的下 项角。如图27所示，如铁塔向一侧弯曲变形，铁塔倾斜方向 天线下倾角将增大，辐射半径减小，会在相邻两个基站之间出 现信号盲区，影响用户的正常使用；同时和铁塔倾斜方向相反 的一侧大线下倾角减小，辐射半径增加，相基站之间十扰区 重合面积增大，同频干扰增加，会出现交叉极化，天线增益降 氏，也影响通信系统的正常使用。因此，铁塔顶端水平位移既 可以反映塔身的变形、损伤，同时也与安装在铁塔项部的天线 的倾角有对应关系。

图27通信铁塔顶端侧移与天线下倾角、

图27通信铁塔顶端侧移与天线 信号覆盖区域的对应关系

单管塔、三管塔和角钢塔的损伤状态水平划分可根据三种典 型铁塔的静力推覆分析得到。在基本完好状态下，铁塔处于线弹 性状态；在严重破坏状态下，铁塔开始发生屈服或屈曲损伤，铁 塔产生不可恢复弯曲变形，铁塔顶端产生不可恢复侧移，塔顶天 线下倾角改变，铁塔信号覆盖区域出现信号盲区和同频干扰区； 在毁坏状态下，铁塔水平承载力达到峰值，随后快速下降，铁塔 倒塌。

单管塔、三管塔和角钢塔发生超过严重破坏（包括严重破 坏）的损伤后，铁塔产生不可恢复弯曲变形，铁塔顶端产生不可 恢复侧移，塔项天线下倾角改变，铁塔信号覆盖区域出现信号盲 区和同频干扰区，导致基站无法与用户手机间维持正常的无线信 号收发，铁塔失去正常使用功能。 单管塔、三管塔和角钢塔的地震易损性曲线见图28

单管塔、三管塔和角钢塔的地震易

12.2.5底部锚固设备和底部无锚固设备的地震易损性参数取值

图29底部有锚固设备的 地震易损性曲线

图30底部无锚固设备的 地震易损性曲线

12.3通信系统基本单元震后功能评价

12.4通信系统震后功能分析

的用户提供通信服务取决于两个条件：1）入户端机房本身能够 维持正常使用功能；2）入户端经由汇聚机房与交换中心/备份中 心保持连通。

12.5通信系统震后恢复策略与恢复时间

图31通信设备地震后恢复时间曲

12.5.6当通信系统全部受损元件恢复结束，累加各阶段恢复时 间，即为通信系统的总恢复时间。

间，即为通信系统的总恢复时间。

13医疗系统抗震韧性评价

13. 1 一般规定

13.1.1、13.1.2本章方法适用于单体医院（以下简称医院）和 区域医疗系统考虑地震应急救援功能的抗震韧性评价，不包括医 疗卫生救援组织机构（如医疗卫生救援小组、医疗卫生救援机构 和现场救援指挥部等）的抗震韧性评价。 13.1.4、13.1.6当考虑地震动的随机性对单体医院或区域医疗 系统抗震韧性评价结果的影响时，抗震韧性评价宜采用蒙特卡洛 模拟方法计算。

13.2医院基本元件地震易损性

13.3.1由于医治各级伤员所需的时间、资源及难度均不相同， 直接将各级伤员数相加作为医院的救治能力欠妥，因此本导则将 医院可救治的各级伤员数量按照其伤情严重程度进行加权求和得 到名义地震伤员总数，作为医院的震后功能指标。 医院和区域医疗系统抗震韧性评价中仅考虑对地震伤员的救 治，非地震伤员的救治不予考虑。现场搜救与急救、伤员转送途 中监护抢救以及瞬间死亡或致命伤的伤员在评价过程中未予以 考虑。 利用可用医疗资源数量与伤员救治所需医疗资源数量的比 值，并考虑规定评价时间内的医疗资源轮转，可得到各类资源可 救治的伤员数。另外，本导则假定医院在伤员救治过程中优先救 治重伤伤员，若到达医院重伤伤员少于医院可最多救治的重伤员

4医院震后恢复策略与恢复时

13.6医院抗震韧性提升

13.6.1韧性不足的医院可依据本导则给出的措施进行韧性提 升，也可结合实际情况采取其他有益于系统韧性提升的措施。医 院的震后紧急处置方法可参考现行国家标准《医院地震紧急处 置》GB/T 33743。

.7区域医疗系统震后功能评价

13.7.1震后地震伤员激增、医疗系统的救治能力下降，医疗系 统的供需关系将发生改变，存在无法满足伤员就医需求的情况。 本导则将区域医疗系统应对需求的突然增加并提供紧急医疗服务 的能力作为系统的震后功能。同时，为体现地震伤员伤情严重程

度的区别，本导则对各等级伤员的实际救治能力与救治需求的比 值进行加权求和，给出了区域医疗系统震后功能指标。 13.7.2医疗系统救治需求定义为各受灾点地震伤员数量之和 各受灾点的地震伤员数量的计算过程按本导则第5章或者附录A 的方法计算。 13.7.3区域医疗系统震后的实际救治能力不等同于各医院救治能 力之和，应为各医院实际救治的地震伤员数量之和。由于灾后可能 会出现医院实际的到达伤员数量小于该医院救治能力的情况，该医 院的救治能力得不到充分的发挥。医院的实际救治人数往往不等于 其救治能力，应该为救治能力或到达伤员数量的较小值。 13.7.4震后伤员的就医过程受政府的调度影响，到达医院的地 震伤员数量与医院救治能力、区域内伤员分布、交通系统状态和 伤员运送规则有关。本导则采用基于重力模型的地震伤员分配方 法，假设受灾点送至医院的伤员数量与受灾点伤员数量及医院的 救治能力成正比，与受灾点到医院的通行时间（或通行距离）的 平方成反比，给出了计算受灾点送达各医院伤员数量的计算式。 图32给出了3处受灾点和2家医院的伤员分配示意。当缺 乏政府应急救援指挥时，伤员往往无法获知医院情况，会选择通

行距离最近（或者通行时间最短）的医院进行就医。

区域医疗系统震后恢复策略与恢

13.8.1区域医疗系统中建议各医院的震后恢复顺序为三级、二 级和一级。医院等级分类参考《综合医院分级管理标准（试行草 案）》进行。 13.8.3本导则在进行震后功能评价时，综合考虑了震后的伤 员、交通系统的通行情况和单体医院的救治能力等多方面因素。 在恢复阶段仅考虑对区域内各个单体医院的恢复过程，交通系统 的恢复过程参考本导则第6章进行。基于区域内各医院震前震后 的功能指标（医院可救治的名义地震伤员数量），提出恢复阶段 的功能指标，以此计算区域医疗系统恢复至不同功能水平所需的 恢复时间，

14关联工程系统抗震韧性评价

果的影响时，抗震韧性评价宜采用蒙特卡洛模拟方法计算

14.2关联性定义与建模

14.2.2驱动式物理关联是指系统J中组件i的正常运作需要系 统I中组件i提供的能量驱动，如天然气系统中电驱动式压缩机 的正常运作需要电力系统提供的电力驱动。 式（14.2.2）中8、等状态变量可为连续变量或离散变 量；当仅考虑正常和完全故障两种状态时，、x，为0一1 变量。 14.2.3转换式物理关联是指系统I中组件i可将系统J中组件 的输出物质转化为另一种物质输出，如天然气发电站可将天然

14.2.2驱动式物理关联是指系统J中组件i的正常运

14.2.3转换式物理关联是指系统I 中组件i可将系统

的输出物质转化为另一种物质输出，如天然气发电站可将天然 系统输出的天然气转化为电能。

14.3关联工程系统韧性评价

14.3.2根据关联类型的不同，关联边e具有不同的属性，对 于转化式物理关联，关联边具有转化效率和方向属性：对于驱动 式物理关联，关联边仅具有方向属性。 对于关联状态判定函数I，当仅考虑组件完全故障和运行正 常两种状态时，I为逻辑和函数。 14.3.4地震发生后，关联系统中部分组件受损而丧失服务功 能，导致部分用户需求未被满足。工程系统决策者应制定相应的 恢复计划，派遣专业人员对受损组件进行恢复或替换。 工程系统决策者可采用相应系统的恢复策略进行独立恢复， 还可以共享灾后信息，进行协作统筹恢复。根据工程系统现有的 资源、组件受损情况以及系统之间的关联性，建立优化模型求解 恢复资源的最佳分配方案，以提升关联系统的韧性，

14.3.2根据关联类型的不同，关联边e具有不同的属性 于转化式物理关联，关联边具有转化效率和方向属性；对于 式物理关联，关联边仅具有方向属性。 对于关联状态判定函数I，当仅考虑组件完全故障和运 常两种状态时，I为逻辑和函数。

恢复计划，派遣专业人员对受损组件进行恢复或替换。 工程系统决策者可采用相应系统的恢复策略进行独立恢复， 还可以共享灾后信息，进行协作统筹恢复。根据工程系统现有的 资源、组件受损情况以及系统之间的关联性，建立优化模型求解 恢复资源的最佳分配方案，以提升关联系统的韧性

15城市系统抗震韧性评价

性的影响因素，分别乘以相应的调整系数，以考虑其对城市系统 抗震韧性的影响。 15.1.2城市抗震韧性评价的流程如下： 1由城市主要管理部门倡议，选择一位具有防灾减灾背景、 高度社会责任感和能够协调相关资源的团队负责人GDJ 095-2020 有线电视系统用分支器和分配器（5MHz～1000MHz）技术要求和测量方法，招募政府相 关部门代表、科研人员、管理机构代表、科研人员代表、企业代 表和市民代表等组成评价团队。 2通过搜集政府部门统计数据和现场调研等方法，尽可能 搜集城市各类信息。在搜集信息的基础上分析城市系统结构，构 建城市系统模型。 工程系统权重反映的是各工程系统对城市系统抗震韧性的影 响大小，权重的确定过程需合理考虑各工程系统之间的关联性 异质性，以及每个工程系统对其他工程系统的关联特性。 3收集城市抗震韧性评价所需的各类相关资料，运用本导 则第3章～第14章给出的城市工程系统抗震韧性评价方法，计 算各城市工程系统基于震后功能损失及恢复时间的抗震韧性 指标。 4利用本导则附录G和附录H给出的城市非工程系统和次 生灾害风险的修正系数对城市工程系统的抗震韧性指标进行修 正，并依据城市工程系统的权重，确定城市系统基于震后功能损 失及恢复时间的抗震韧性指标。 5按照本导则第3章确定给定地震水平作用下城市系统的

.1.2城市抗震韧性评价的流租

抗震韧性等级。 6取各水准地震作用下城市系统抗震韧性评价的最低等级 作为城市系统最终的抗震韧性等级，并向利益相关者公开城市系 统地震韧性评价结果。 城市系统抗震韧性评价的过程应该公开、透明和民主。

15.2城市系统抗震韧性评价

15.2.2、15.2.3本导则通过问卷的方式获取了40位专家的数 据，并利用层次分析法给出了工程系统的权重，且满足各权重系 数之和等于1。 本导则附录G和附录H对每一等级修正系数所代表的意义 都进行了详细说明。若有更为可靠数据或工程经验时，修正系数 出可根据直休情况进行调救

H 本导则附录G和附录H对每一等级修正系数所代表的意义 都进行了详细说明。若有更为可靠数据或工程经验时DB64 1697-2020 宁夏浅层地温能勘察施工技术规程，修正系数 也可根据具体情况进行调整。 15.2.4城市系统抗震韧性等级可分为三级： 1）一级表示城市系统具有充分的抗震韧性，震后城市居民 需求的保障能够达到预期水平。应该在此基础上进一步提高城市 韧性建设目标，尽可能弥补存在的不足 2）二级表示城市系统抗震具有一定韧性，震后城市工程部 分破坏、城市工程系统短时功能丧失、城市居民的部分需求短期 不能得到保障，需要针对城市系统的薄弱部分采取加强措施，进 步提升城市系统韧性。 3）三级表示城市系统抗震欠韧性，震后城市工程相当部分 破坏、城市工程系统功能丧失持续一段时间、城市居民需求短期 不能得到保障，需要针对城市系统的突出薄弱部分采取加强措 施，从多个维度切实提升城市系统韧性

15.3城市系统抗震韧性提升

15.3.3城市工程系统层面，应在落实城市抗震韧性发展规划的 同时，开展城市各工程系统韧性专项评价，并根据评价结果制定 详细可行的韧性提升方案。