(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110467127.4 (22)申请日 2021.04.28 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113128892 A (43)申请公布日 2021.07.16 (73)专利权人 中国水利水电科 学研究院 地址 100040 北京市海淀区复兴 路甲1号 (72)发明人 雷添杰　屈艳萍　吕娟　李翔宇　 马苗苗　苏志诚　张学君　高辉　 杨晓静　张保山　罗嘉铭　 (74)专利代理 机构 北京中和立达知识产权代理 有限公司 1 1756 代理人 祝妍 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01)G06F 30/18(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06K 9/62(2022.01) G06Q 50/26(2012.01) (56)对比文件 CN 103914619 A,2014.07.09 CN 109034578 A,2018.12.18 CN 10952 2633 A,2019.0 3.26 US 2012278261 A1,2012.1 1.01 CN 111461331 A,2020.07.28 JP 2011248596 A,201 1.12.08 审查员 苏玉兰 (54)发明名称 基于复杂网络拓扑关系的链式灾害风险评 估方法和装置 (57)摘要 本发明公开了一种基于复杂网络拓扑关系 的链式灾害风险评估方法， 包括： 将链式灾害中 各个灾害事件抽象为网络模型的节 点， 构建链式 灾害的有向网络； 计算每个灾害事件节点对应的 评价指标， 其中， 所述评价指标包括： 出入度、 子 网数、 支链数、 介数中心度、 边介数、 连通度和平 均路径长度； 根据所述每个灾害事件节点对应的 评价指标， 对链式灾害进行断链评价。 通过该技 术方案， 可以全面地对链式灾害的发展过程进行 风险评估， 同时对西北地区抗旱减灾工程提供科 学的决策依据。 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 CN 113128892 B 2022.04.22 CN 113128892 B 1.一种基于复杂网络 拓扑关系的链式灾害风险评估方法， 其特 征在于， 包括： 将链式灾害中各个灾害事 件抽象为网络模型的节点， 构建链式灾害的有向网络； 计算每个灾害事件节点对应的评价指标， 其中， 所述评价指标包括： 出入度、 子网数、 支 链数、 介数中心度、 边介数、 连通度和平均路径长度； 根据所述每 个灾害事 件节点对应的评价指标， 对链式灾害 进行断链评价； 根据所述每 个灾害事 件节点对应的评价指标， 对链式灾害 进行断链评价， 包括： 根据所述灾害事件节点的出入度、 子网数、 支链数和介数中心度评价所述灾害事件节 点的重要性； 其中， 先对网络节点重要性进行评价， 网络节点的评价指标为聚类系 数； 聚类 系数越大则表示网络节点与网络之间的关联度越强； 反之， 聚类系 数越小则表示网络节点 与网络之间的关联度越弱； 若将聚类系数越大的网络节点剔除， 则灾害链的危险程度越低； 网络节点的聚类系数计算方式如下式所示： 网络的平均聚类系数计算公式如下： 其中ki为节点i的邻接节点数； E(i)为ki个节点之间连接节点总数； N为网络中所有节点 数； 上述步骤完成后， 对节点的重要性进行权 重分配： 式中， wi表示节点的权重， 表示在α层中节点i的度数， di表示在所有层中总度数， M表 示层数； 根据所述灾害事件节点的边介数、 连通度和平均路径长度评价所述灾害事件节点的脆 弱性； 其中， 采用以下计算公式计算所述 灾害事件节点的脆弱性： 其中， Vi∈(1,k)表示边的脆弱度， k表示所述网络中的边的总数， Bi为所述网络中边i的介 数， Li、 Hi分别表示移除边 i后的灾害的平均路径长度以及连通度； 对灾害链每条边分配功能权 重： wθ(fun)＝F/v Wθ(fun)表示边θ功能特性的权 重， F是边θ 的灾害总量， v是边θ 的传播速度； 下面给出结构权重的公式： wθ(stru)＝Pθ*Bθ权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113128892 B 2wθ(stru)表示边θ 的结构特性， Bθ表示边介 数， Pθ定义为通过网络中边θ 的最短路径的个数 与最短路径总数比例； 完整的边权 重为： wθ＝wθ(fun)+wθ(stru)。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 将链式灾害中各个灾害事件抽象为网络模 型的节点， 构建链式灾害的有向网络， 包括： 确定原生 灾害， 和所述原生 灾害对应的其 他衍生灾害； 根据所述原生 灾害和所述 其他衍生灾害之间的因果关系， 构建链式灾害的有向网络 。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 计算所述 灾害事件节点的出入度包括： 采用以下第一计算公式计算所述 灾害事件节点的出入度： Ii表示节点的出入度， rj,i表示任意两个节点之间连接边的数目； 其中， 所述灾害事件节点的出度和入度的数量之和为所述灾害事件节点的度， 所述灾 害事件节点的度表示与所述 灾害事件节点相连的节点个数。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 计算所述灾害事件节点的子网数和 支链数 包括： 确定所述灾害事件节点所处的灾害链， 根据所述灾害链中包含的灾害事件的个数， 确 定子网数； 确定所述灾害事件节点对应的灾害链的路径的个数， 根据 所述路径的个数确定所述支 链数。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 采用以下第三计算公式计算所述 灾害事件节点的介数中心度， 其中， cB(v)表示所述介数中心度， σ(s,t)σ(s,t)表示灾害事件节点s与灾害事件节点t 之间最短路径总数； σ(s,t|v)表 示灾害事件节 点s到灾害事件节 点t之间经过灾害事件节 点 v的最短路径的数目。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 采用以下第四计算公式计算所述灾害事件 节点的边介数： 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113128892 B 3