CN105590034A - 防汛减灾能力评价模型 - Google Patents

Abstract

本发明属于防汛减灾技术领域，提供了防汛减灾能力评价模型，包括：针对防汛减灾能力筛选出防汛减灾能力评价指标；对防汛减灾能力评价指标进行转化，使其统一表示为极大型指标；对防汛减灾能力评价指标的极大型指标数值进行无量纲化处理；分别对经过无量纲化处理的防汛减灾能力评价指标进行权重计算；制定防汛减灾能力评价指标阈值；依据防汛减灾能力评价指标权重值和防汛减灾能力评价阈值，再采用水文水力模型技术、层次分析和灰色关联度相结合的评价方法，制作出基于MatLab系统平台的防汛减灾能力层次灰色耦合评价模型。本发明能够更好的预防水灾，保护人民群众的人身财产安全，同时是针对不同地区进行不同的考虑的，更加精确，做到有效预防。

Description

防汛减灾能力评价模型

技术领域

本发明属于防汛减灾技术领域，特别涉及防汛减灾能力评价模型。

背景技术

城市防汛安全事关公共安全、社会稳定和百姓切身利益。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中指出公共安全是国家安全和社会稳定的基石，我国公共安全面临严峻挑战，对科技提出重大战略需求。“重大自然灾害监测与防御”是其中的优先主题，提高对自然灾害的早期发现与防范能力以及应急救护综合能力，是其主要发展思路之一。研究开发台风、暴雨、洪水灾害等监测、预警和应急处置关键技术，以及重大自然灾害综合风险分析评估技术是重点之一。2011年中央一号文件明确要求“到2020年，基本建成防洪抗旱减灾体系，重点城市和防洪保护区防洪能力明显提高”；十八届三中全会作出了全面深化改革的重大战略部署，明确提出“健全防灾减灾救灾体制”。

目前，现有技术中还没有任何文章与专利设计到防汛减灾能力的评价内容和评价方法。

评价是指“根据确定的目的来测定对象系统的属性，并将这种属性变为客观定量计值或者主观效用的行为”。评价方法近年来得到了快速发展，经历了从定性评价到定量评价，从单指标单目标评价到多指标多目标综合评价，从静态评价到动态评价的过程，其它学科的知识也逐渐应用到评价工作中。城市防汛减灾系统中包括随机性、模糊性和灰色性等大量不确定性，因此不确定分析方法在城市防洪减灾系统中占有重要地位。目前，对于这种存在大量不确定性的评价体系应用较多的方法有层次分析法、数据包络分析法、主成分分析法、模糊综合评判法、TOPSIS评价法、人工神经网络综合评价法、灰色关联度法等。各种评价方法的出发点不同，解决问题的思路不同，各有其优缺点。

为了响应国家的号召，弥补现有技术的空白，防汛减灾技术领域急需一种防汛减灾能力评价模型，主要包括：防汛减灾能力指标确定、指标权重确定、指标阈值确定、评价方法确定等内容，能够更好的预防水灾，保护人民群众的人身财产安全，同时是针对不同地区进行不同的考虑的，更加精确，做到有效预防。

发明内容

本发明提供了防汛减灾能力评价模型，技术方案如下：

防汛减灾能力评价模型，包括如下步骤：

步骤一，针对防汛减灾能力进行研究，分类、分层筛选出合适的防汛减灾能力评价指标；

步骤二，对防汛减灾能力评价指标进行转化，使其统一表示为极大型指标；

步骤三，对步骤二中防汛减灾能力评价指标的极大型指标数值进行无量纲化处理；

步骤四，分别对步骤三中经过无量纲化处理的防汛减灾能力评价指标进行权重计算；

步骤五，制定防汛减灾能力评价指标阈值和指标分级标准；

步骤六，依据步骤四中得出的防汛减灾能力评价指标权重值和步骤五中的防汛减灾能力评价阈值和指标分级标准，再采用水文水力模型技术、层次分析和灰色关联度相结合的评价方法，制作出防汛减灾能力层次灰色耦合评价模型。

优选的，在上述防汛减灾能力评价模型中，步骤一中分类、分层筛选出合适的防汛减灾能力评价指标的具体步骤为：

首先，构建四个层级的防汛减灾能力评价指标体系结构；

进一步地，第一层为目标层，即防汛减灾能力；第二层为系统层，包括工程性防汛减灾能力和非工程性防汛减灾能力；第三层为准则层，工程性防汛减灾能力细分为海塘工程、防汛墙工程、区域除涝工程、城镇排水工程；非工程性防汛减灾能力细分为监测预报预警、应急抢险救援、防汛减灾管理；第四层为指标层，筛选出30项评价指标。

优选的，在上述防汛减灾能力评价模型中，指标层内筛选出的30项指标中包括工程性防汛减灾能力评价指标17项，分别为海塘防御标准、海塘达标率、海塘薄弱岸段占比、防汛墙防御标准、防汛墙达标率、防汛墙薄弱岸段占比、区域除涝标准、河湖面积达标率、水位预降达标率、水闸规模达标率、排涝泵站规模达标率、病险水闸个数占比、城镇排水标准、排水管网普及率、排水管网达标率、排水系统覆盖率、综合径流系数；非工程性防汛减灾能力评价指标13项，分别为24小时台风路径预报误差、24小时暴雨预报准确率、强对流天气预报时效、水文遥测站网建设运行、24小时潮位预报准确率、积水监测系统建设运行、防汛设施应急抢险成效、防汛应急预案完善程度、防汛抢险队伍配备、防汛物资储备、防汛法律法规建设执行、防汛指挥系统建设运行、防汛信息保障程度。

优选的，在上述防汛减灾能力评价模型中，指标层内筛选出的30项指标的具体计算方法为：

(1)海塘防御标准：采用实地调查监测与防洪、防潮模型技术模拟计算相结合的分析方法，综合研究确定海塘工程现状达到的实际防御标准；一是用海塘分段达到的不同设防标准实际长度及其分布表示；二是用海塘达到的不同设防标准岸段实际长度占比作为权重按分级标准分区域统计的加权平均值来量化；

(2)海塘达标率：

(3)海塘薄弱岸段占比：

(4)防汛墙防御标准：采用实地调查监测与防洪、防潮模型技术模拟计算相结合的分析方法，综合研究确定防汛墙工程现状达到的实际防御标准。一是用防汛墙工程分段达到的不同设防标准实际长度及其分布表示；二是用防汛墙工程达到的不同设防标准岸段实际长度占比作为权重按分级标准分区域统计的加权平均值来量化；

(5)防汛墙达标率：

(6)防汛墙薄弱岸段占比：

(7)区域除涝标准：利用感潮河网水文水动力数学模型技术，模拟计算分析确定区域除涝工程现状达到的实际防涝标准情况；

(8)河湖面积达标率：

(9)水位预降达标率：

(10)水闸规模达标率：

(11)排涝泵站规模达标率：

(12)病险水闸个数占比：

(13)城镇排水标准：采用实地调查监测和对照分析城镇排水规划建设要求相结合的方法，或者结合利用排水系统管网水力数学模型技术，模拟计算分析确定城镇排水工程现状达到的实际排水防涝标准；一是按照排水系统逐一评估城镇排水工程达到的排水标准及其分布；二是按照城镇排水分级标准分区域统计出以排水系统服务面积占比作为相应排水标准权重的加权平均值来量化；

(14)排水管网普及率：

(15)排水管网达标率：

(16)排水系统覆盖率：

(17)综合径流系数：

(18)24小时台风路径预报误差：

24小时台风路径预报误差＝|预报的台风中心24小时后位置-实际观测位置|；

(19)24小时暴雨预报准确率：

(20)强对流天气预报时效(min)：

强对流天气预报时效(min)

＝|发布强对流灾害性天气预警信号的时刻-灾害性天气首次出现时刻|

(21)水文遥测站网建设运行：采用现状调查分析、专业计量认证核定和规范标定检查及专家咨询评审相结合的方法，根据评价分级标准，判定水文遥测站网建设运行状态；

(22)24小时潮位预报准确率：根据2008年水利部发布的《水文情报预报规范》计算；

(23)积水监测系统建设运行：采用现状调查分析、专业计量认证核定和规范标定检查及专家咨询评审相结合的方法，根据评价分级标准，判定积水监测系统建设运行状态；

(24)防汛设施应急抢险成效：采用现状调查分析、灾情损失评估及专家咨询评议相结合的方法，根据评价分级标准，判定防汛设施应急抢险的成效；

(25)防汛应急预案完善程度：采用现状调查分析、防汛工作检查和总结及专家咨询评议相结合的方法，根据评价分级标准，判定防汛应急预案完善程度；

(26)防汛抢险队伍配备：采用现状调查分析和防汛工作检查相结合的方法，根据评价分级标准，判定防汛抢险队伍配备状况；

(27)防汛物资储备：采用现状调查分析、防汛工作检查及专家咨询评议相结合的方法，根据评价分级标准，判定防汛物资储备情况；

(28)防汛法律法规建设执行：采用现状调查研究和专家咨询评议相结合的方法，根据评价分级标准，判定防汛法律法规建设执行情况；

(29)防汛指挥系统建设运行：采用现状调查研究与专家咨询评议相结合的方法，根据评价分级标准，判定防汛指挥系统建设运行情况；

(30)防汛信息保障：采用现状调查研究和专家咨询评议相结合的方法，根据评价分级标准，判定防汛信息保障情况。

优选的，在上述防汛减灾能力评价模型中，步骤二中对防汛减灾能力评价指标进行转化，使其统一表示为极大型指标，具体步骤为：

由于防汛减灾能力评价指标中的各个参数都表示为极大型指标或者极小型指标，海塘达标率、防汛墙达标率、河湖面积达标率等通常采用极大型指标表示，而海塘薄弱岸段占比、防汛墙薄弱岸段占比、病险水闸个数占比等通常采用极小型指标表示；极大型指标值越大代表等级越高，极小型指标值越小代表等级越高；

当参数用极小型指标表示时，通过如下转换公式将其转换为极大型指标：

x^*＝M-x，

其中，x表示极小型指标值，M表示x的允许上限值，x^*表示极大型指标值。

优选的，在上述防汛减灾能力评价模型中，对步骤三中防汛减灾能力评价指标的极大型指标数值进行无量纲化处理，具体步骤为：

在防汛减灾能力评价指标体系中，各个指标的单位不同，数量级不同，需要对所有的指标数值进行无量纲化处理，使得指标值规范、统一；

(1)假设针对某一个评价指标读取了n个数值，分别为y₁，y₂，…，y_n；

(2)分别采用均值化法、标准化法和极值法对该n个数值进行无量纲化处理；

(3)分别对步骤(2)中采用3种方法处理得出的数值进行离差平方和计算，具体公式为：

$\stackrel{\‾}{y}=\frac{y_1+y_2+...+y_n}{n};$

$A={\Σ}_{i=1}^n(y_i-\stackrel{\‾}{y});$

其中，A表示离差平方和，表示y₁，_y2，…，y_n的平均值，y_i表示针对一个评价指标所读取出的第i个数值；

(4)采用离差平方和最大的无量纲化处理方法作为对该评价指标的无量纲化处理方法。

优选的，在上述防汛减灾能力评价模型中，步骤五是根据城市防洪、堤防、海堤、水闸工程及室外排水等设计规范标准，防洪除涝、城镇雨水排水系统、气象事业发展等专业规划，再依据不同城市的总体规划制作出符合不同城市要求的防汛减灾能力评价指标阈值以及指标分级标准。

本发明的有益效果：

1、本发明建立的防汛减灾能力评价模型，可用于科学评估城市防汛减灾能力，找准城市防汛减灾的薄弱环节，更好地引导城市防汛减灾能力建设方向、规范城市防汛减灾能力建设行为、调控城市防汛减灾能力建设进程，能够更好的预防水灾，保护人民群众的人身财产安全，同时是针对不同地区进行不同的考虑的，更加精确，做到有效预防。

2、本发明步骤一中分类、分层筛选出合适的防汛减灾能力评价指标是对评价对象进行科学正确评价的基础和前提；防汛减灾是一项系统工程，包括工程防御、监测预报、抢险救灾等多个环节和多项措施；防汛减灾能力综合评价涉及到的指标较复杂，选择好评价指标不仅直接关系到评价结果的准确性和合理性，而且影响到防汛减灾工作的方向性和科学性。

3、本发明步骤二中防汛减灾能力评价指标中含有极大型指标和极小型指标，因此在进行综合评价之前，必须对不同类型的评价指标作一致性处理，将所有指标统一转换为极大型指标，计算更加科学、快速、准确，对比更加方便。

4、本发明步骤三在防汛减灾能力评价指标体系中，由于各个指标的单位不同、数量级不同，需要对所有的指标数值进行无量纲化处理，使得指标值规范统一可比，然后进行防汛减灾能力的分析评价，对比更加科学，更加具有可比性。

5、本发明步骤四在评价过程中，首先需要考虑各评价指标的相对重要或优劣程度，最直接和简便的方法是赋予各指标权重，为评价模型提供参数，便于计算和比较。

6、本发明步骤五中根据城市防洪、堤防、海堤、水闸、室外排水等工程设计规范标准，以及城市总体规划、防洪除涝、城镇雨水排水系统、气象事业发展等专业规划及其相关批复文件，制定评价指标阈值和分级标准，更加科学，符合国家的标准，更加具有可比性。

7、本发明步骤六中城市防汛减灾系统中包括随机性、模糊性和灰色性等大量不确定性，因此不确定分析方法在城市防洪减灾系统中占有重要地位。本发明能够使用层次分析法、数据包络分析法、主成分分析法、模糊综合评判法、TOPSIS评价法、人工神经网络综合评价法、灰色关联度法等对防汛减灾能力进行评价，具有更加广泛的适用性，优选的本发明采用水文水动力模型技术、层次分析法和灰色关联度法为一体的评价方法。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：

图1是防汛减灾能力评价模型的流程图。

具体实施方式

为了使本发明技术实现的措施、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

图1是防汛减灾能力评价模型的流程图。

如图1所示，防汛减灾能力评价模型，包括如下步骤：

步骤一，针对防汛减灾能力进行研究，分类、分层筛选出合适的防汛减灾能力评价指标；

步骤二，对防汛减灾能力评价指标进行转化，使其统一表示为极大型指标；

步骤三，对步骤二中防汛减灾能力评价指标的极大型指标数值进行无量纲化处理；

步骤四，分别对步骤三中经过无量纲化处理的防汛减灾能力评价指标进行权重计算；

步骤五，制定防汛减灾能力评价指标阈值和指标分级标准；

步骤六，依据步骤四中得出的防汛减灾能力评价指标权重值和步骤五中的防汛减灾能力评价阈值和指标分级标准，再采用水文水力模型技术、层次分析和灰色关联度相结合的评价方法，制作出防汛减灾能力层次灰色耦合评价模型。

实施例2：

防汛减灾能力评价模型，包括如下步骤：

图1是防汛减灾能力评价模型的流程图。

如图1所示，防汛减灾能力评价模型，包括如下步骤：

步骤一，针对防汛减灾能力进行研究，分类、分层筛选出合适的防汛减灾能力评价指标，具体步骤为：

首先，构建四个层级的防汛减灾能力评价指标体系结构；

进一步地，第一层为目标层，即防汛减灾能力；第二层为系统层，包括工程性防汛减灾能力和非工程性防汛减灾能力；第三层为准则层，工程性防汛减灾能力细分为海塘工程、防汛墙工程、区域除涝工程、城镇排水工程；非工程性防汛减灾能力细分为监测预报预警、应急抢险救援、防汛减灾管理；第四层为指标层，筛选出30项评价指标；

指标层内筛选出的30项指标中包括工程性防汛减灾能力评价指标17项，分别为海塘防御标准、海塘达标率、海塘薄弱岸段占比、防汛墙防御标准、防汛墙达标率、防汛墙薄弱岸段占比、区域除涝标准、河湖面积达标率、水位预降达标率、水闸规模达标率、排涝泵站规模达标率、病险水闸个数占比、城镇排水标准、排水管网普及率、排水管网达标率、排水系统覆盖率、综合径流系数；非工程性防汛减灾能力评价指标13项，分别为24小时台风路径预报误差、24小时暴雨预报准确率、强对流天气预报时效、水文遥测站网建设运行、24小时潮位预报准确率、积水监测系统建设运行、防汛设施应急抢险成效、防汛应急预案完善程度、防汛抢险队伍配备、防汛物资储备、防汛法律法规建设执行、防汛指挥系统建设运行、防汛信息保障程度；

(1)海塘防御标准：采用实地调查监测与防洪、防潮模型技术模拟计算相结合的分析方法，综合研究确定海塘工程现状达到的实际防御标准；一是用海塘分段达到的不同设防标准实际长度及其分布表示；二是用海塘达到的不同设防标准岸段实际长度占比作为权重按分级标准分区域统计的加权平均值来量化；

(2)海塘达标率：

(3)海塘薄弱岸段占比：

(4)防汛墙防御标准：采用实地调查监测与防洪、防潮模型技术模拟计算相结合的分析方法，综合研究确定防汛墙工程现状达到的实际防御标准。一是用防汛墙工程分段达到的不同设防标准实际长度及其分布表示；二是用防汛墙工程达到的不同设防标准岸段实际长度占比作为权重按分级标准分区域统计的加权平均值来量化；

(5)防汛墙达标率：

(6)防汛墙薄弱岸段占比：

(7)区域除涝标准：利用感潮河网水文水动力数学模型技术，模拟计算分析确定区域除涝工程现状达到的实际防涝标准情况；

(8)河湖面积达标率：

(9)水位预降达标率：

(10)水闸规模达标率：

(11)排涝泵站规模达标率：

(12)病险水闸个数占比：

(13)城镇排水标准：采用实地调查监测和对照分析城镇排水规划建设要求相结合的方法，或者结合利用排水系统管网水力数学模型技术，模拟计算分析确定城镇排水工程现状达到的实际排水防涝标准；一是按照排水系统逐一评估城镇排水工程达到的排水标准及其分布；二是按照城镇排水分级标准分区域统计出以排水系统服务面积占比作为相应排水标准权重的加权平均值来量化；

(14)排水管网普及率：

(15)排水管网达标率：

(16)排水系统覆盖率：

(17)综合径流系数：

(18)24小时台风路径预报误差：

24小时台风路径预报误差＝|预报的台风中心24小时后位置-实际观测位置|；

(19)24小时暴雨预报准确率：

(20)强对流天气预报时效(min)：

强对流天气预报时效(min)

＝|发布强对流灾害性天气预警信号的时刻-灾害性天气首次出现时刻|

(21)水文遥测站网建设运行：采用现状调查分析、专业计量认证核定和规范标定检查及专家咨询评审相结合的方法，根据评价分级标准，判定水文遥测站网建设运行状态；

(22)24小时潮位预报准确率：根据2008年水利部发布的《水文情报预报规范》计算；

(23)积水监测系统建设运行：采用现状调查分析、专业计量认证核定和规范标定检查及专家咨询评审相结合的方法，根据评价分级标准，判定积水监测系统建设运行状态；

(24)防汛设施应急抢险成效：采用现状调查分析、灾情损失评估及专家咨询评议相结合的方法，根据评价分级标准，判定防汛设施应急抢险的成效；

(25)防汛应急预案完善程度：采用现状调查分析、防汛工作检查和总结及专家咨询评议相结合的方法，根据评价分级标准，判定防汛应急预案完善程度；

(26)防汛抢险队伍配备：采用现状调查分析和防汛工作检查相结合的方法，根据评价分级标准，判定防汛抢险队伍配备状况；

(27)防汛物资储备：采用现状调查分析、防汛工作检查及专家咨询评议相结合的方法，根据评价分级标准，判定防汛物资储备情况；

(28)防汛法律法规建设执行：采用现状调查研究和专家咨询评议相结合的方法，根据评价分级标准，判定防汛法律法规建设执行情况；

(29)防汛指挥系统建设运行：采用现状调查研究与专家咨询评议相结合的方法，根据评价分级标准，判定防汛指挥系统建设运行情况；

(30)防汛信息保障：采用现状调查研究和专家咨询评议相结合的方法，根据评价分级标准，判定防汛信息保障情况。

步骤二，对防汛减灾能力评价指标进行转化，使其统一表示为极大型指标，具体步骤为：

由于防汛减灾能力评价指标中的各个参数都表示为极大型指标或者极小型指标，海塘达标率、防汛墙达标率、河湖面积达标率等通常采用极大型指标表示，而海塘薄弱岸段占比、防汛墙薄弱岸段占比、病险水闸个数占比等通常采用极小型指标表示；极大型指标值越大代表等级防汛减灾能力越高，极小型指标值越小代表防汛减灾能力越高；

当参数用极小型指标表示时，通过如下转换公式将其转换为极大型指标：

x^*＝M-x；

其中，x表示极小型指标值，M表示x的允许上限值，x^*表示极大型指标值；

步骤三，对步骤二中防汛减灾能力评价指标的极大型指标数值进行无量纲化处理，具体步骤为：

在防汛减灾能力评价指标体系中，各个指标的单位不同，数量级不同，需要对所有的指标数值进行无量纲化处理，使得指标值规范、统一；

(1)假设针对某一个评价指标读取了n个数值，分别为y₁，y₂，…，y_n；

(2)分别采用均值化法、标准化法和极值法对该n个数值进行无量纲化处理；

(3)分别对步骤(2)中采用3种方法处理得出的数值进行离差平方和计算，具体公式为：

$\stackrel{\‾}{y}=\frac{y_1+y_2+...+y_n}{n};$

$A={\Σ}_{i=1}^n(y_i-\stackrel{\‾}{y});$

其中，A表示离差平方和，表示y₁，y₂，…，y_n的平均值，y_i表示针对一个评价指标所读取出的第i个数值；

(4)采用离差平方和最大的无量纲化处理方法作为对该评价指标的无量纲化处理方法；

步骤四，分别对步骤三中经过无量纲化处理的防汛减灾能力评价指标进行权重计算，具体步骤为：

采用专家打分和层次分析构权相结合的方法来给出权重值；

下面结合滨江临海城市防汛减灾能力评价指标给出权重计算结果，具体如表一所示：

表一滨江临海城市防汛减灾能力评价指标及其权重计算结果汇总表

步骤五，制定防汛减灾能力评价指标阈值和指标分级标准；

根据城市防洪、堤防、海堤、水闸工程及室外排水等设计规范标准，防洪除涝、城镇雨水排水系统、气象事业发展等专业规划，再依据不同城市的总体规划制作出符合不同城市要求的防汛减灾能力评价指标阈值；

下面结合滨江临海城市的防汛减灾评价指标制定的防汛减灾能力评价指标阈值和指标分级标准，具体如表二、三、四所示：

表二工程性防汛减灾能力评价指标阈值

表三非工程性防汛减灾能力评价指标阈值

表四滨江临海城市防汛减灾能力评价指标分级标准

步骤六，依据步骤四中得出的防汛减灾能力评价指标权重值和步骤五中的防汛减灾能力评价阈值和指标分级标准，再采用水文水力模型技术、层次分析和灰色关联度相结合的评价方法，制作出基于MatLab系统平台的防汛减灾能力层次灰色耦合评价模型。

本发明建立的防汛减灾能力评价模型，可用于科学评估城市防汛减灾能力，找准城市防汛减灾的薄弱环节，更好地引导城市防汛减灾能力建设方向、规范城市防汛减灾能力建设行为、调控城市防汛减灾能力建设进程，能够更好的预防水灾，保护人民群众的人身财产安全，同时是针对不同地区进行不同的考虑的，更加精确，做到有效预防。

本发明步骤一中分类、分层筛选出合适的防汛减灾能力评价指标是对评价对象进行科学正确评价的基础和前提；防汛减灾是一项系统工程，包括工程防御、监测预报、抢险救灾等多个环节和多项措施；防汛减灾能力综合评价涉及到的指标较复杂，选择好评价指标不仅直接关系到评价结果的准确性和合理性，而且影响到防汛减灾工作的方向性和科学性。

本发明步骤二中防汛减灾能力评价指标中含有极大型指标和极小型指标，因此在进行综合评价之前，必须对不同类型的评价指标作一致性处理，将所有指标统一转换为极大型指标，计算更加科学、快速、准确，对比更加方便。

本发明步骤三在防汛减灾能力评价指标体系中，由于各个指标的单位不同、数量级不同，需要对所有的指标数值进行无量纲化处理，使得指标值规范统一可比，然后进行防汛减灾能力的分析评价，对比更加科学，更加具有可比性。

本发明步骤四在评价过程中，首先需要考虑各评价指标的相对重要或优劣程度，最直接和简便的方法是赋予各指标权重，为评价模型提供参数，便于计算和比较。

本发明步骤五中根据城市防洪、堤防、海堤、水闸、室外排水等工程设计规范标准，以及城市总体规划、防洪除涝、城镇雨水排水系统、气象事业发展等专业规划及其相关批复文件，制定评价指标阈值和分级标准，更加科学，符合国家的标准，更加具有可比性。

本发明步骤六中城市防汛减灾系统中包括随机性、模糊性和灰色性等大量不确定性，因此不确定分析方法在城市防洪减灾系统中占有重要地位。本发明能够使用层次分析法、数据包络分析法、主成分分析法、模糊综合评判法、TOPSIS评价法、人工神经网络综合评价法、灰色关联度法等对防汛减灾能力进行评价，具有更加广泛的适用性，优选的本发明采用水文水动力模型技术、层次分析法和灰色关联度法为一体的评价方法。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.防汛减灾能力评价模型，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，针对防汛减灾能力进行研究，分类、分层筛选出合适的防汛减灾能力评价指标；

步骤二，对防汛减灾能力评价指标进行转化，使其统一表示为极大型指标；

步骤三，对步骤二中防汛减灾能力评价指标的极大型指标数值进行无量纲化处理；

步骤四，分别对步骤三中经过无量纲化处理的防汛减灾能力评价指标进行权重计算；

步骤五，制定防汛减灾能力评价指标阈值和指标分级标准；

步骤六，依据步骤四中得出的防汛减灾能力评价指标权重值和步骤五中的防汛减灾能力评价阈值和指标分级标准，再采用水文水力模型技术、层次分析和灰色关联度相结合的评价方法，制作出防汛减灾能力层次灰色耦合评价模型。

2.根据权利要求1所述的防汛减灾能力评价模型，其特征在于，所述步骤一中分类、

分层筛选出合适的防汛减灾能力评价指标的具体步骤为：

首先，构建四个层级的防汛减灾能力评价指标体系结构；

进一步地，第一层为目标层，即防汛减灾能力；第二层为系统层，包括工程性防汛减灾能力和非工程性防汛减灾能力；第三层为准则层，工程性防汛减灾能力细分为海塘工程、防汛墙工程、区域除涝工程、城镇排水工程；非工程性防汛减灾能力细分为监测预报预警、应急抢险救援、防汛减灾管理；第四层为指标层，筛选出30项评价指标。

3.根据权利要求2所述的防汛减灾能力评价模型，其特征在于，所述指标层内筛选出的30项指标中包括工程性防汛减灾能力评价指标17项，分别为海塘防御标准、海塘达标率、海塘薄弱岸段占比、防汛墙防御标准、防汛墙达标率、防汛墙薄弱岸段占比、区域除涝标准、河湖面积达标率、水位预降达标率、水闸规模达标率、排涝泵站规模达标率、病险水闸个数占比、城镇排水标准、排水管网普及率、排水管网达标率、排水系统覆盖率、综合径流系数；非工程性防汛减灾能力评价指标13项，分别为24小时台风路径预报误差、24小时暴雨预报准确率、强对流天气预报时效、水文遥测站网建设运行、24小时潮位预报准确率、积水监测系统建设运行、防汛设施应急抢险成效、防汛应急预案完善程度、防汛抢险队伍配备、防汛物资储备、防汛法律法规建设执行、防汛指挥系统建设运行、防汛信息保障程度。

4.根据权利要求3所述的防汛减灾能力评价模型，其特征在于，所述指标层内筛选出的30项指标的具体计算方法为：

(1)海塘防御标准：采用实地调查监测与防洪、防潮模型技术模拟计算相结合的分析方法，综合研究确定海塘工程现状达到的实际防御标准；一是用海塘分段达到的不同设防标准实际长度及其分布表示；二是用海塘达到的不同设防标准岸段实际长度占比作为权重按分级标准分区域统计的加权平均值来量化；

(2)海塘达标率：

(3)海塘薄弱岸段占比：

(4)防汛墙防御标准：采用实地调查监测与防洪、防潮模型技术模拟计算相结合的分析方法，综合研究确定防汛墙工程现状达到的实际防御标准；一是用防汛墙工程分段达到的不同设防标准实际长度及其分布表示；二是用防汛墙工程达到的不同设防标准岸段实际长度占比作为权重按分级标准分区域统计的加权平均值来量化；

(5)防汛墙达标率：

(6)防汛墙薄弱岸段占比：

(7)区域除涝标准：利用感潮河网水文水动力数学模型技术，模拟计算分析确定区域除涝工程现状达到的实际防涝标准情况；

(8)河湖面积达标率：

(9)水位预降达标率：

(10)水闸规模达标率：

(11)排涝泵站规模达标率：

(12)病险水闸个数占比：

(13)城镇排水标准：采用实地调查监测和对照分析城镇排水规划建设要求相结合的方法，或者结合利用排水系统管网水力数学模型技术，模拟计算分析确定城镇排水工程现状达到的实际排水防涝标准；一是按照排水系统逐一评估城镇排水工程达到的排水标准及其分布；二是按照城镇排水分级标准分区域统计出以排水系统服务面积占比作为相应排水标准权重的加权平均值来量化；

(14)排水管网普及率：

(15)排水管网达标率：

(16)排水系统覆盖率：

(17)综合径流系数：

(18)24小时台风路径预报误差：

24小时台风路径预报误差＝|预报的台风中心24小时后位置-实际观测位置|；

(19)24小时暴雨预报准确率：

(20)强对流天气预报时效(min)：

强对流天气预报时效(min)

＝|发布强对流灾害性天气预警信号的时刻-灾害性天气首次出现时刻|

(21)水文遥测站网建设运行：采用现状调查分析、专业计量认证核定和规范标定检查及专家咨询评审相结合的方法，根据评价分级标准，判定水文遥测站网建设运行状态；

(22)24小时潮位预报准确率：根据2008年水利部发布的《水文情报预报规范》计算；

(23)积水监测系统建设运行：采用现状调查分析、专业计量认证核定和规范标定检查及专家咨询评审相结合的方法，根据评价分级标准，判定积水监测系统建设运行状态；

(24)防汛设施应急抢险成效：采用现状调查分析、灾情损失评估及专家咨询评议相结合的方法，根据评价分级标准，判定防汛设施应急抢险的成效；

(25)防汛应急预案完善程度：采用现状调查分析、防汛工作检查和总结及专家咨询评议相结合的方法，根据评价分级标准，判定防汛应急预案完善程度；

(26)防汛抢险队伍配备：采用现状调查分析和防汛工作检查相结合的方法，根据评价分级标准，判定防汛抢险队伍配备状况；

(27)防汛物资储备：采用现状调查分析、防汛工作检查及专家咨询评议相结合的方法，根据评价分级标准，判定防汛物资储备情况；

(28)防汛法律法规建设执行：采用现状调查研究和专家咨询评议相结合的方法，根据评价分级标准，判定防汛法律法规建设执行情况；

(29)防汛指挥系统建设运行：采用现状调查研究与专家咨询评议相结合的方法，根据评价分级标准，判定防汛指挥系统建设运行情况；

(30)防汛信息保障：采用现状调查研究和专家咨询评议相结合的方法，根据评价分级标准，判定防汛信息保障情况。

5.根据权利要求1所述的防汛减灾能力评价模型，其特征在于，所述步骤二中对防汛减灾能力评价指标进行转化，使其统一表示为极大型指标，具体步骤为：

由于防汛减灾能力评价指标中的各个参数都表示为极大型指标或者极小型指标，海塘达标率、防汛墙达标率、河湖面积达标率等通常采用极大型指标表示，而海塘薄弱岸段占比、防汛墙薄弱岸段占比、病险水闸个数占比等通常采用极小型指标表示；极大型指标值越大代表等级越高，极小型指标值越小代表等级越高；

当参数用极小型指标表示时，通过如下转换公式将其转换为极大型指标：

x*＝M-x，

其中，x表示极小型指标值，M表示x的允许上限值，x^*表示极大型指标值。

6.根据权利要求1所述的防汛减灾能力评价模型，其特征在于，所述步骤三中对防汛减灾能力评价指标的极大型指标数值进行无量纲化处理，具体步骤为：

在防汛减灾能力评价指标体系中，各个指标的单位不同，数量级不同，需要对所有的指标数值进行无量纲化处理，使得指标值规范、统一；

(1)假设针对某一个评价指标读取了n个数值，分别为y₁，y₂，…，y_n；

(2)分别采用均值化法、标准化法和极值法对该n个数值进行无量纲化处理；

(3)分别对步骤(2)中采用3种方法处理得出的数值进行离差平方和计算，具体公式为：

$\stackrel{-}{y}=\frac{y_1+y_2+...+y_n}{n};$

$A={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n(y_i-\stackrel{-}{y});$

其中，A表示离差平方和，表示y₁，y₂，…，y_n的平均值，y_i表示针对一个评价指标所读取出的第i个数值；

采用离差平方和最大的无量纲化处理方法作为对该评价指标的无量纲化处理方法。

7.根据权利要求1所述的防汛减灾能力评价模型，其特征在于，所述步骤五是根据城市防洪、堤防、海堤、水闸工程及室外排水等设计规范标准，防洪除涝、城镇雨水排水系统、气象事业发展等专业规划，再依据不同城市的总体规划制作出符合不同城市要求的防汛减灾能力评价指标阈值和指标分级标准。