基于全國建筑抗震能力指數(shù)修正的地震人員死亡預(yù)測(cè)模型研究

朱達(dá)邈，王東明

(中國地震災(zāi)害防御中心 震災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估部，北京 100029)

地震作為突發(fā)性的自然災(zāi)害，嚴(yán)重威脅著人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，尤其是破壞性地震發(fā)生后，最為慘重的代價(jià)就是人員傷亡。2008年5月12日的8.0級(jí)汶川地震，造成了69 227人死亡，17 923人失蹤；2010年青海玉樹7.1級(jí)地震，造成2 968人死亡或失蹤；2012年9月7日，云南省昭通市彝良縣發(fā)生5.7級(jí)地震，81人死亡；2013年4月20日，四川省雅安市蘆山縣發(fā)生7.0級(jí)地震，造成196人死亡；2013年7月22日，甘肅岷縣漳縣發(fā)生6.6級(jí)地震，造成95人死亡；2014年8月3日，云南魯?shù)?.5級(jí)地震，共造成了617人死亡；2017年8月8日，四川阿壩州九寨溝縣發(fā)生7.0級(jí)地震，共造成了30人死亡。從防震減災(zāi)的角度出發(fā)，其根本目的就在于減少因地震災(zāi)害所造成的人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失，而減少人員傷亡又是其中的重中之重。

地震人員傷亡預(yù)測(cè)與評(píng)估方面的研究一直以來都是國內(nèi)外重要的研究課題。目前國內(nèi)外公開發(fā)表的地震人員傷亡預(yù)測(cè)與評(píng)估方法眾多，這些方法從不同角度出發(fā)，采用不同參數(shù)對(duì)地震人員傷亡數(shù)量進(jìn)行估算，進(jìn)而建立起以某些參數(shù)為基礎(chǔ)的估算方法，具有一定的參考價(jià)值。國外在此方面的研究較早，1954年，日本人河角通過統(tǒng)計(jì)分析福井地震之前的災(zāi)害記錄，提出了以全毀房屋數(shù)作為核心參數(shù)的死亡人數(shù)預(yù)測(cè)模型[1]；1970年，Lomnitz給出了智利大地震中時(shí)間與傷亡人數(shù)間的相互關(guān)系[2]；1977年，Anagnostopouls，S.A.等給出了人口密度、地震烈度、財(cái)產(chǎn)損失、發(fā)震時(shí)間與死亡人數(shù)間的關(guān)系模型[3]；1978年，在日本東京都防災(zāi)會(huì)議上，考慮了由建筑物全損、半損、全燒造成的人員死亡，并給出了根據(jù)關(guān)東大地震、北丹后地震、北伊豆地震、南海地震、福井地震等地震數(shù)據(jù)回歸后得出的推導(dǎo)預(yù)測(cè)公式[1]；1981年，P.A.Page，J.A.Blume等提出了以地震烈度和人口密度為核心參數(shù)，并考慮晝夜差別的人員死亡預(yù)測(cè)模型[4]；1983年，太田等人通過統(tǒng)計(jì)和分析1872年浜田地震至1978年宮城縣近海地震期間的35次地震，給出了以全損房屋數(shù)、火災(zāi)規(guī)模、地震時(shí)間帶和代表房屋抗震性能的年代作為參考因素的死亡人數(shù)回歸模型[1]；1989年，鹽野和小坂選擇關(guān)東大地震中未發(fā)生房屋燒毀和流失的市區(qū)町村，給出了全損房屋棟數(shù)與死亡人數(shù)之間的正態(tài)分布關(guān)系[1]；1991年鹽野等又給出了建筑物倒塌率和死亡率之間的關(guān)系模型[1]；同年，Oike[5]研究了地震人員傷亡的數(shù)量與地震震級(jí)之間的關(guān)系，并在1998年給出了這種關(guān)系在不同國家的變化[6]；1995年，山崎給出了死亡率與烈度間的回歸公式[1]；2002年，Samardjieva和Badal[7]研究了20世紀(jì)的地震人員傷亡數(shù)量與地震震級(jí)和震中人口密度的關(guān)系。

我國對(duì)地震人員傷亡預(yù)測(cè)方法的研究主要是從20世紀(jì)80年代開始的，1991年肖光先[8]分別給出了以地震烈度和以地震烈度、人口密度作為主要參數(shù)的兩種人員傷亡預(yù)測(cè)模型；1993年程家喻等[9]根據(jù)唐山大地震建立了房屋倒塌率和人員傷亡率的關(guān)系模型；同年，傅征祥、李革平[10]分別給出了1966年河北邢臺(tái)地震、1975年遼寧海城地震、1976年河北唐山地震中房屋倒塌率與人員死亡率的關(guān)系模型；1995年，陶謀立給出了基于建筑物破壞率、地震烈度并區(qū)分白天和夜間的人員傷亡經(jīng)驗(yàn)公式；同年，尹之潛[3]分別給出了基于房屋毀壞率的平均死亡人數(shù)估算模型和區(qū)分24 h人員所在空間位置，基于房屋不同損毀情況與死亡率的人員傷亡估算模型；2000年，馬玉宏、謝禮立[11]采用最小二乘統(tǒng)計(jì)回歸的方法，綜合考慮房屋倒塌率、人員密度、發(fā)震時(shí)間及烈度因素，提出了人員傷亡估算公式；2009年，吳吳昱[12]給出了地震死亡人數(shù)的分布與震后快速估計(jì)方法；2010年，高惠瑛、李清霞[13]按照建筑物破壞程度不同回歸出地震人員傷亡快速預(yù)測(cè)模型；2012年，劉金龍等[14]提出了基于震中烈度的地震人員傷亡評(píng)估模型；同年，徐超等[15]針對(duì)汶川地震都江堰市人員傷亡進(jìn)行了研究，給出了死亡率和地震烈度及人口密度的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系；2013年，劉亢等[16]給出了基于大樣本量的地震死亡率與建筑物倒塌率關(guān)系；除此以外，還包括概率分析法、動(dòng)態(tài)評(píng)估法、基于GIS的綜合分析與評(píng)估方法、基于三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)方法、基于震后遙感影像的預(yù)測(cè)模型等[17-22]。

在破壞性地震發(fā)生后，較為快速準(zhǔn)確地估算出人員死亡數(shù)字，對(duì)于確定地震應(yīng)急響應(yīng)級(jí)別，科學(xué)、合理、有效地開展應(yīng)急救援工作有著重要意義。總結(jié)前人的人員死亡預(yù)測(cè)方法，可以清晰地發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)外的預(yù)測(cè)方法雖然眾多，且形式各異，但是都具有其相對(duì)的局限性，估算出的結(jié)果在某些地震中效果較好，但是不具備普適性。因此，本文通過收集、整理1993—2012年間156次地震災(zāi)害數(shù)據(jù)，劃分地理區(qū)域，選取影響地震人員死亡的核心因素，對(duì)現(xiàn)有人員傷亡評(píng)估模型進(jìn)行優(yōu)選與組合，并進(jìn)行參數(shù)修正，給出具有區(qū)域特征的人員死亡預(yù)測(cè)模型組，并通過2013年至2019實(shí)際震例驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性和可靠性。

1 地震人員死亡影響因素的分析與選取

如圖1所示，影響地震人員死亡的因素眾多，這些因素通過直接或者間接地方式?jīng)Q定著人員死亡的數(shù)量，如震級(jí)、震中烈度、發(fā)震時(shí)間、震源深度、房屋抗震能力、災(zāi)區(qū)人口密度、地震時(shí)室內(nèi)人員密度、建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件和內(nèi)部設(shè)施、人員作業(yè)方式、囤陷環(huán)境、防范程度、次生災(zāi)害、余震、救援效率等[23]。在這其中地震動(dòng)強(qiáng)度(震級(jí)與震中烈度)和房屋抗震能力是決定人員死亡數(shù)量最主要的因素。震級(jí)的大小直接決定了地震所釋放的能量，而烈度也直接反映了地震對(duì)于地面的影響和破壞程度；而房屋建筑作為人類工作、生活的必備場(chǎng)所，與人類的生存息息相關(guān)，其抗震能力的強(qiáng)弱也決定著地震人員死亡數(shù)量的多少。考慮到地震發(fā)生后，預(yù)測(cè)死亡人數(shù)的多少直接決定了地震的應(yīng)急響應(yīng)級(jí)別，因此在震后的30～60 min內(nèi)完成較為準(zhǔn)確的估算工作，對(duì)于地震應(yīng)急處置方案、救援規(guī)模、物資調(diào)度等都有著指導(dǎo)性作用。而一些人員死亡預(yù)測(cè)模型及方法所依賴的參數(shù)無法在地震發(fā)生后的第一時(shí)間內(nèi)獲得，在地震災(zāi)區(qū)尚處于黑箱期時(shí)無法進(jìn)行應(yīng)用，也無法為地震應(yīng)急決策提供依據(jù)。因此，地震人員死亡預(yù)測(cè)參數(shù)的易獲取性就顯得尤為重要。

圖1 地震人員死亡影響因素Fig.1 Influence factors of death in earthquake

地震人員死亡預(yù)測(cè)參數(shù)的易獲取性主要包含兩個(gè)方面，一方面為地震發(fā)生后可以直接獲取的參數(shù)信息，如震級(jí)、震源深度、發(fā)震時(shí)間等；另一方面為通過日常積累的數(shù)據(jù)信息和經(jīng)驗(yàn)方法，可以科學(xué)、合理地計(jì)算出的參數(shù)，如震中烈度、建筑物倒塌率、破壞面積等。而建筑倒塌方式、內(nèi)部設(shè)施、災(zāi)區(qū)人員作業(yè)方式、囤陷環(huán)境、有無余震等情況在震后的第一時(shí)間內(nèi)不能快速獲取，因此該類預(yù)測(cè)方法在文中暫不考慮。

文中收集整理了1993～2012年間156次地震數(shù)據(jù)樣本，通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析、比對(duì)，并從參數(shù)易獲取性的角度出發(fā)，篩選出了震級(jí)、震中烈度、人口密度、震源深度、房屋毀壞比、房屋破壞面積、受災(zāi)人數(shù)、發(fā)震時(shí)間八種影響人員死亡數(shù)量的參數(shù)，給出了地震死亡人數(shù)分別與之的對(duì)應(yīng)關(guān)系， 如圖2～圖9所示。從圖4、 圖5、圖9中可以看出，人口密度、震源深度和發(fā)震時(shí)間與死亡人數(shù)之間離散性較強(qiáng)，沒有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系；而震級(jí)、震中烈度、房屋毀壞比、房屋破壞面積、受災(zāi)人數(shù)與死亡人數(shù)之間都有著一定的線性關(guān)系，隨著其數(shù)值的增加，死亡人數(shù)也會(huì)隨之遞增?？紤]到一般情況下，震級(jí)越大，烈度越高；而烈度越高就表示該地區(qū)遭受地震的影響越強(qiáng)烈，人員死亡數(shù)也會(huì)越多[21]。因此，地震烈度對(duì)人員死亡的影響可以涵蓋震級(jí)，所以本文考慮選取震中烈度、房屋毀壞比、房屋破壞面積、受災(zāi)人數(shù)作為人員死亡估算的核心參數(shù)進(jìn)行模型的優(yōu)選。

2 地震人員死亡預(yù)測(cè)模型的優(yōu)選與組合

2.1 人員死亡模型優(yōu)選

文中在充分調(diào)研前人的地震人員死亡預(yù)測(cè)模型成果基礎(chǔ)上，在模型優(yōu)選的過程中首先考慮模型所應(yīng)用的預(yù)測(cè)參數(shù)的易獲取性，選擇出了13種分別以震中烈度、房屋毀壞比、房屋破壞面積、受災(zāi)人數(shù)作為核心參數(shù)的預(yù)測(cè)模型；其次，考慮預(yù)測(cè)模型的計(jì)算結(jié)果精度，應(yīng)用156次地震樣本數(shù)據(jù)，采用一一比對(duì)的方式，分別對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比方法如下：

|方法N預(yù)估死亡人數(shù)-實(shí)際死亡人數(shù)|<|方法M預(yù)估死亡人數(shù)-實(shí)際死亡人數(shù)|，方法N更優(yōu)

|方法N預(yù)估死亡人數(shù)-實(shí)際死亡人數(shù)|>|方法M預(yù)估死亡人數(shù)-實(shí)際死亡人數(shù)|，方法M更優(yōu)

|方法N預(yù)估死亡人數(shù)-實(shí)際死亡人數(shù)|=|方法M預(yù)估死亡人數(shù)-實(shí)際死亡人數(shù)|，方法M與N相等統(tǒng)計(jì)在震例中預(yù)測(cè)死亡人數(shù)準(zhǔn)確率更高的方法認(rèn)定為更優(yōu)方法，經(jīng)過計(jì)算、比對(duì)和篩選，優(yōu)選出了尹之潛、劉金龍和高惠瑛的3種模型，考慮到高惠瑛的模型僅適用于5-7級(jí)間的地震，而國內(nèi)大陸地區(qū)近年來7級(jí)以上地震震例又較少，因此7級(jí)以上地震考慮使用尹之潛在震害預(yù)測(cè)中所應(yīng)用的模型，具體模型公式如下所示。

(1)尹之潛模型(下文簡稱模型1)，以房屋毀壞比作為核心參數(shù)，建立其與死亡比之間的關(guān)系[3]：

(1)

(2)

其中d為人員死亡率(死亡人數(shù)與本地區(qū)總?cè)藬?shù)之比)，Cp為房屋毀壞率，D為死亡人數(shù)，N為受災(zāi)人數(shù)。

(2)劉金龍模型(下文簡稱模型2)，以震中烈度作為核心參數(shù)，震級(jí)、人口密度作為修正參數(shù)，建立其與死亡人數(shù)之間的關(guān)系[14]：

D=αmαdenDm=e12.2αmαdene-(ln(lnt)-2.445)2/0.32.

(3)

其中l(wèi)nt為震中烈度，αm為震級(jí)修正系數(shù)，αden為人口密度修正系數(shù)，D為死亡人數(shù)。

(3)高惠瑛模型(下文簡稱模型3)，分別以6，7度區(qū)受災(zāi)人數(shù)、房屋破壞面積為核心參數(shù)，建立其與死亡人數(shù)之間的關(guān)系[13]：

6≤M<7：Md1=niη(0.000 436Al+0.000 029 9A2),
5≤M<6：Md2=ni(0.000 000 2B1+0.000 058 47B2).

(4)

其中M為震級(jí)，Md1為6≤M<7時(shí)的死亡人數(shù)，Md2為5≤M<6時(shí)的死亡人數(shù)，A1為毀壞房屋的面積，A2為破壞房屋的面積，B1為烈度為Ⅵ的區(qū)域內(nèi)的受災(zāi)人數(shù)，B2為烈度為Ⅶ的區(qū)域內(nèi)的受災(zāi)人數(shù)，η為快速預(yù)測(cè)區(qū)房屋內(nèi)的人口密度(人/m2)，ni為地震發(fā)生時(shí)間的修正系數(shù)，白天ni=1，夜晚ni=1.2。

(4)尹之潛模型(下文簡稱模型4)，以建筑中毀壞、嚴(yán)重、中等破壞面積為核心參數(shù)，建立其與死亡人數(shù)之間的關(guān)系[3]：

dn=A1d1ρ+A2d2ρ+A3d3ρ.

(5)

其中A1，A2，A3分別為建筑中毀壞、嚴(yán)重破壞和中等破壞的面積，d1，d2，d3分別為毀壞、嚴(yán)重破壞和中等破壞建筑物內(nèi)的死亡率，ρ為房屋內(nèi)人員密度。

綜上所示，定義公式縮寫編號(hào)如下：

Death2=αmαdenDm=e12.2αmαdene-(ln(lnt)-2.445)2/0.32.

Death3=niη(0.000436Al+0.0000299A2).

Death4=ni(0.0000002B1+0.00005847B2).

Death5=A1d1ρ+A2d2ρ+A3d3ρ.

2.2 人員死亡模型地域劃分與分類組合

我國大陸地區(qū)地震主要集中在云南、四川、西藏、新疆、青海、甘肅等地，為提升人員死亡預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性與適應(yīng)性，充分考慮地理區(qū)域差異特性，本文采用劃分地理區(qū)域的方式進(jìn)行模型的選取與組合，共劃分了3個(gè)地理區(qū)域，分別是西南地區(qū)、西北地區(qū)和其他地區(qū)。其中西南地區(qū)包括重慶、四川、貴州、云南、西藏，西北地區(qū)包括陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆，其他省市劃歸其他地區(qū)范疇。在劃分地理區(qū)域的同時(shí)，將震級(jí)劃分為了3檔，分別是5.0～5.9，6.0～6.9和7.0級(jí)以上地震。

通過上述方式采用有約束線性最小二乘法，基于Matlab中的Isqlin函數(shù)，為地震人員死亡預(yù)測(cè)模型分別賦予權(quán)重，進(jìn)行二次優(yōu)選與組合，經(jīng)過多元線性回歸得到如下結(jié)果。

(6)

西南地區(qū)：

6≤M<7：D1=0.458 2×Death2+0.541 8×Death3.

(7)

5≤M<6：D2=0.476 9×Death1+0.125 6×Death2+0.397 5×Death4.

(8)

西北地區(qū)：

6≤M<7：D3=0.054 8×Death1+0.945 2×Death2.

(9)

5≤M<6：D4=0.067 4×Death1+0.457 2×Death2+0.475 4×Death4.

(10)

其他地區(qū)：

5≤M<7：D5=0.051 8×Death1+0.888 5×Death2+0.059 7×Death3.

(11)

7級(jí)以上地震：

D6=0.670 8×Death1+0.063 8×Death2+0.265 4×Death5.

(12)

以上公式分別為西南地區(qū)、西北地區(qū)、其他地區(qū)在5.0≤M≤6.9和M≥7.0時(shí)的人員死亡估算公式，其中D代表了人員死亡數(shù)。由上述公式可以看出，優(yōu)選出的模型在不同地區(qū)和不同震級(jí)檔位下其權(quán)重不同，式(7)和式(9)中有的模型由于擬合后權(quán)重極小而忽略不計(jì)。經(jīng)過上述的優(yōu)選和擬合過程既達(dá)到了區(qū)域優(yōu)選又增加了人員死亡預(yù)測(cè)的考慮因素，進(jìn)一步提高了其精度。

3 基于全國建筑物抗震能力指數(shù)的地震人員死亡預(yù)測(cè)模型修正

建筑抗震能力指數(shù)代表著建筑物遇到地震時(shí)抵御地震災(zāi)害時(shí)的能力，它的取值范圍在0～1之間，數(shù)值越大表明抗震能力越好，反之則抗震能力越差，而抗震能力的強(qiáng)弱能夠直接反映出地震對(duì)于一個(gè)區(qū)域的影響程度。建筑物的抗震能力指數(shù)主要與抗震設(shè)防情況、建筑年代、建筑結(jié)構(gòu)類型和場(chǎng)地條件有關(guān)[24]，而地震中絕大多數(shù)的人員死亡都是由建筑物的破壞所造成，因此建筑物抗震能力指數(shù)的大小與人員死亡數(shù)量有著密切的關(guān)系。前文中所述的優(yōu)選模型分別考慮了建筑物倒塌率、震中烈度、破壞面積，并通過人口密度、震級(jí)和時(shí)間進(jìn)行了修正，本文在此考慮基于以上因素通過建筑物抗震能力指數(shù)與死亡人數(shù)建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)前文所述的預(yù)測(cè)模型進(jìn)行修正。

在5.0～5.9級(jí)地震中，由于震級(jí)較小，對(duì)建筑物的破壞影響相對(duì)較低，建筑物的抗震能力無法得到很好體現(xiàn)，如圖11、圖13、圖14所示，5.0～5.9級(jí)之間的擬合結(jié)果較好，在此未進(jìn)行進(jìn)一步修正。對(duì)于6.0～6.9級(jí)地震，通過如下公式，建立死亡人數(shù)與房屋綜合抗震能力指數(shù)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

RD=D×(1+x).

(13)

x=40.52×e-5.694×IL-1.136 (西南地區(qū)6.0～6.9級(jí)地震).

(14)

x=146.8×e-10.93×IL-0.811 (西北地區(qū)6.0～6.9級(jí)地震).

(15)

其中D為預(yù)測(cè)死亡人數(shù)，RD為實(shí)際死亡人數(shù)，x為修正系數(shù)，IL綜合抗震能力指數(shù)。圖10和圖12為抗震能力指數(shù)和修正系數(shù)間的擬合曲線，從圖中可以清晰地看出，隨著抗震能力指數(shù)的提高，修正系數(shù)在不斷下降，這也代表著死亡人數(shù)隨之降低。

圖10 西北地區(qū)抗震能力修正系數(shù)曲線圖Fig10 Seismic capacity correction coefficient curve in Northwest China

圖11和圖13分別為西北地區(qū)和西南地區(qū)實(shí)際死亡人數(shù)、已有最優(yōu)模型預(yù)測(cè)死亡人數(shù)、本文擬合模型預(yù)測(cè)死亡人數(shù)和抗震能力指數(shù)修正后的死亡人數(shù)對(duì)比圖，從圖中可以清晰地看出其精度由劣到優(yōu)依次為：已有最優(yōu)模型<本文擬合模型<抗震能力指數(shù)修正，通過上述方法提升了預(yù)測(cè)模型的精度?？紤]其他地區(qū)收集到的有效震例數(shù)據(jù)較少，且大于6.0級(jí)地震數(shù)據(jù)僅有兩條，因此，不區(qū)分震級(jí)進(jìn)行擬合，從圖14可見，擬合結(jié)果精度良好，因此未進(jìn)行進(jìn)一步的修正。

圖11 西北地區(qū)實(shí)際死亡人數(shù)預(yù)測(cè)計(jì)模型計(jì)算結(jié)果對(duì)比圖Fig.11 Comparison of actual death toll prediction model calculation results in Northwest China

圖12 西南地區(qū)抗震能力修正系數(shù)曲線圖Fig.12 Curve of seismic capacity correction coefficient in Southwest China

圖13 西南地區(qū)實(shí)際死亡人數(shù)與預(yù)測(cè)模型計(jì)算結(jié)果對(duì)比圖Fig.13 Comparison between the actual death toll in Southwest China and the calculation results of prediction mode

圖14 其他地區(qū)實(shí)際死亡人數(shù)與預(yù)測(cè)模型計(jì)算結(jié)果對(duì)比圖Fig.14 Comparison of the actual death toll in other regions and the calculation results of the prediction model

7級(jí)以上地震和5、6級(jí)地震不一樣，根本原因在于建筑物的易損性，即建筑物的抗震能力。而大地震對(duì)于檢驗(yàn)建筑物的抗震能力是一個(gè)試金石，在這里房屋抗震能力指數(shù)的作用更加突出[25-26]?？紤]到近些年來我國大陸地區(qū)7級(jí)以上特大地震震例有限，無法采用擬合函數(shù)的方法進(jìn)行規(guī)律性總結(jié)，因此，本文通過對(duì)比近年來的7級(jí)以上特大地震震例，將全國各縣市的抗震能力指數(shù)IL劃分為五個(gè)范圍，相對(duì)于每個(gè)范圍，提出抗震能力指數(shù)修正系數(shù)詳見表1。

表1 抗震能力指數(shù)修正系數(shù)Table1 Correction coefficient of seismic capacity index

4 地震實(shí)例檢驗(yàn)

為了驗(yàn)證本文所采用的人員死亡預(yù)測(cè)模型的精度，選取了2013年至2019年[27-36]20個(gè)有代表性的地震樣本，應(yīng)用前文優(yōu)選出的4種模型與本文提出的基于全國建筑抗震能力指數(shù)修正的預(yù)測(cè)模型分別進(jìn)行了對(duì)比和試算。鑒于本文模型優(yōu)選、組合與修正過程中所采用的數(shù)據(jù)樣本均為2012年以前的歷史震例，在這里避免了數(shù)據(jù)的重復(fù)性。從表2中可以看出，應(yīng)用本文所建立的模型預(yù)估出的結(jié)果與實(shí)際情況基本吻合，證明了本文提出的模型的準(zhǔn)確性與可靠性。以2014年8月3日云南魯?shù)榈卣鸾Y(jié)果為例，本文提出的未經(jīng)修正的模型計(jì)算出的死亡人數(shù)為131人，經(jīng)抗震能力指數(shù)修正后得出592人，與實(shí)際結(jié)果較為接近。

表2 預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際死亡人數(shù)對(duì)比表Table2 Comparison of predicted results and actual deaths

2015年至今所發(fā)生的地震，筆者均在震后5 min內(nèi)應(yīng)用本文提出的人員死亡預(yù)測(cè)模型進(jìn)行人員死亡數(shù)量預(yù)估，從表2中所選取的代表性地震中可以看出，預(yù)估結(jié)果和真實(shí)結(jié)果比較接近，進(jìn)一步證明了該方法的可靠性。

5 結(jié)論

本文在充分調(diào)研前人的人員死亡預(yù)測(cè)模型基礎(chǔ)上，充分考慮震后第一時(shí)間人員死亡預(yù)測(cè)參數(shù)的易獲取性，選取了建筑物倒塌率、破壞面積、震中烈度、受災(zāi)人數(shù)作為核心參數(shù)，綜合對(duì)比模型算法的準(zhǔn)確性優(yōu)選出了其中4種模型。在此基礎(chǔ)上，通過劃分地理區(qū)域和震級(jí)的方式，采用有約束線性最小二乘法實(shí)現(xiàn)了模型組合，基于全國建筑物抗震能力指數(shù)對(duì)模型結(jié)果進(jìn)行修正，進(jìn)而建立了一套基于全國建筑抗震能力指數(shù)修正的地震人員死亡預(yù)測(cè)模型。通過應(yīng)用近年來的實(shí)際震例進(jìn)行驗(yàn)算，證明了該模型的準(zhǔn)確性和可靠性。

由于時(shí)間所限，本模型在修正過程中并未考慮地質(zhì)災(zāi)害的影響。如圖12所示，云南彝良5.7級(jí)地震死亡81人，模型預(yù)估22人；云南鹽津5.1級(jí)地震死亡22人，模型預(yù)估12人，以上兩次地震都是由于地震引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害造成了大量人員死亡，這方面的系數(shù)修正和模型改進(jìn)將在日后的工作中陸續(xù)完善。