本书是在国家重点研发计划项目“城市及城市群地震重灾区现场人员搜救技术研究”（2018YFC1504400）成果基础上撰写而成的。全书共5章，介绍了关于城市及城市群地震重灾区现场人员搜救技术的最新研究成果，包括城市地震巨灾情景构建、联合搜救快速响应动态决策指挥与调度技术、地震埋压人员快速大面积精准搜索定位成套技术、倒塌建筑物生命通道优选与现场搜救效能动态评估技术、大规模救援现场场景仿真与搜救培训演练模拟技术系统等内容。
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中国地震局工程力学研究所研究员/博士生导师、科技发展部主任。已发表学术论文50 余篇。国家发明专利2项。参与完成的科研成果获省部级科技成果一等奖和三等奖各1次。2006年度获入选中国地震局"新世纪优秀人才百人计划"，2008年度全国地震应急救援工作先进个人。
目录
前言
第1章 城市地震巨灾情景构建 1
1.1 应用随机效应方法构建区域地震动预测模型 1
1.1.1 概述 1
1.1.2 数据介绍 2
1.1.3 地震动预测模型的标定 3
1.1.4 整体预测模型的对比与分析 13
1.2 城市建筑大震宏观情景模拟 15
1.2.1 城市建筑大震宏观情景模拟系统简介 15
1.2.2 城市与城市群案例分析 27
1.3 交通网络地震破坏情景构建 29
1.3.1 概述 29
1.3.2 道路网络单元地震破坏评估方法 30
1.3.3 道路网络单元重要度分析 42
1.3.4 建筑物倒塌对路网通行能力影响分析 43
1.3.5 道路网络整体功能失效状态分析 46
1.4 场地-城市相互作用效应模拟 48
1.4.1 研究背景与现状 48
1.4.2 场地-城市相互作用效应耦合数值模拟方法 49
1.4.3 场地-城市相互作用效应模拟方法的试验验证 52
1.4.4 北京与上海中心商务区案例分析 58
1.5 城市地震巨灾情景可视化 65
1.5.1 研究背景 65
1.5.2 基于无人机倾斜摄影技术的重点区域可视化框架 66
1.5.3 基于有限元模拟和物理引擎的重点建筑倒塌可视化框架 67
1.5.4 地震巨灾情景构建框架 71
1.6 本章小结 80
参考文献 81
第2章 联合搜救快速响应动态决策指挥与调度技术 86
2.1 资源动态优化配置决策模型研究与实现 86
2.1.1 救援资源需求评估模型研究与实现 87
2.1.2 救援资源优化配置模型研究与实现 102
2.1.3 救援资源指挥调度模型研究与实现 117
2.2 联合搜救数据与模型管理平台 135
2.2.1 联合搜救数据概述 135
2.2.2 城市巨灾应急救援数据与模型管理需求特性 136
2.2.3 数据与模型管理平台总体设计 138
2.2.4 联合搜救数据字典设计 139
2.3 联合搜救指挥与调度运行平台 149
2.3.1 需求分析与设计 150
2.3.2 平台总体结构设计 152
2.3.3 平台运行流程设计 154
2.3.4 数据与模型体系 158
2.3.5 平台产品体系 162
2.4 本章小结 167
参考文献 168
第3章 地震埋压人员快速大面积精准搜索定位成套技术 171
3.1 地震埋压人员集中区快速评估技术 171
3.1.1 概述 172
3.1.2 震后造成人员埋压的影响因素 173
3.1.3 地震灾害人员埋压的评估方法 175
3.1.4 评估模型 178
3.1.5 实证研究—2014年鲁甸地震 179
3.1.6 昭通市地震埋压人员风险评估 182
3.2 基于热红外遥感技术的夜间倒塌房屋提取方法 185
3.2.1 概述 185
3.2.2 研究区和数据获取 186
3.2.3 数据处理 189
3.2.4 倒塌房屋提取 192
3.3 基于无线通信的废墟及表层埋压人员集群快速探测技术 195
3.3.1 基于手机上行信号的被动定位技术 195
3.3.2 废墟埋压人员精准定位系统设计 200
3.3.3 废墟埋压人员集群快速探测技术 208
3.3.4 灾后复杂环境中的信道传播特性分析 232
3.3.5 信号传播测试与结果验证 244
3.4 基于超宽带雷达的埋压人员生命精准探测技术 247
3.4.1 超宽带雷达的概念及特点 247
3.4.2 埋压人员生命体征提取方法 252
3.4.3 基于机器学习的埋压人员探测模型 262
3.4.4 模型结果验证 264
3.5 本章小结 275
参考文献 276
第4章 倒塌建筑物生命通道优选与现场搜救效能动态评估技术 280
4.1 倒塌建筑物震害与实际救援案例 280
4.1.1 主要建筑物废墟形式 281
4.1.2 典型建筑物结构震害分析 284
4.1.3 实际救援案例 286
4.2 建筑物倒塌过程模拟与分析 295
4.2.1 倒塌建筑物结构数值模拟方法 295
4.2.2 建筑物地震倒塌数值模拟方法准确性验证 309
4.2.3 建筑物实际结构地震倒塌数值模拟 319
4.3 搜救全过程生命通道安全性评估方法 330
4.3.1 生命通道安全性评估方法 330
4.3.2 强余震统计分析 334
4.3.3 最大余震震级与主震震级的关系 335
4.3.4 建筑废墟生命通道安全性评估示例 340
4.4 生命通道构建和优选技术 346
4.4.1 生命通道优选技术应用 346
4.4.2 生命通道构建 363
4.4.3 建筑物废墟生命通道优选 377
4.5 基于搜救医一体化的地震现场救援效能动态评估 384
4.5.1 搜救医一体化地震现场救援效能动态评估指标体系 384
4.5.2 地震现场救援效能动态评估实现 389
4.5.3 搜救医一体化地震现场救援效能动态评估软件研发 396
4.6 本章小结 400
参考文献 401
第5章 大规模救援现场场景仿真与搜救培训演练模拟技术系统 405
5.1 城市地震现场救援三维场景仿真方法研究 405
5.1.1 地震动情景模拟 406
5.1.2 建筑物震害情景分析 408
5.1.3 地震灾害情景可视化仿真 410
5.2 地震救援过程情景推演研究 411
5.2.1 地震灾害发展规律 411
5.2.2 地震灾害救援情景元分析 412
5.3 震后现场大规模伤亡医学救援模拟仿真技术研究 424
5.3.1 强震后伤者现场医学救援流程研究 424
5.3.2 医疗救援装备数据信息库的构建 426
5.3.3 多角色、多分工的学员体验培训方法研究 429
5.3.4 模拟救援流程 432
5.4 系统设计及实现 440
5.4.1 系统总体架构 440
5.4.2 地震救援演练仿真模拟子系统 443
5.4.3 搜救动态指挥与调度仿真模拟子系统 446
5.4.4 搜救废墟环境仿真与生命通道优选模拟子系统 449
5.4.5 地震救援演练过程和效能评估子系统 454
5.4.6 地震救援综合培训子系统 457
5.5 系统数据库 461
5.5.1 数据需求 462
5.5.2 数据分类 462
5.5.3 数据库存储设计 463
5.5.4 数据库表结构设计 463
5.6 本章小结 471
参考文献 472
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