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山东大学学报 (工学版) ›› 2023, Vol. 53 ›› Issue (5): 1-9, 19.doi: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.357

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基于云模型的老旧小区韧性评价体系

樊禹江1,2(),黄欢欢1,丁佳雄2,廖凯2,余滨杉3   

  1. 1. 长安大学建筑学院, 陕西 西安 710061
    2. 长安大学建筑工程学院, 陕西 西安 710061
    3. 西北工业大学力学与土木建筑学院, 陕西 西安 710072
  • 收稿日期:2022-10-24 出版日期:2023-10-20 发布日期:2023-10-19
  • 作者简介:樊禹江(1987—)，男，陕西西安人，副教授，硕士生导师，博士，主要研究方向为新型配式建筑及评价、新型智能材料在结构振动控制中的应用研究等。E-mail: fanyujiangchd@163.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金青年项目(51808046);陕西省重点研发计划资助项目(2023-YBSF-315);陕西省重点研发计划资助项目(2021SF-521);陕西省自然科学基金资助项目(2023-JC-YB-470)

Resilience evaluation system of the old community based on cloud model

Yujiang FAN1,2(),Huanhuan HUANG1,Jiaxiong DING2,Kai LIAO2,Binshan YU3   

  1. 1. School of Architecture, Chang′an University, Xi′an 710061, Shaanxi, China
    2. College of Architectural Engineering, Chang′an University, Xi′an 710061, Shaanxi, China
    3. College of Mechanics and Civil Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xi′an 710072, Shaanxi, China
  • Received:2022-10-24 Online:2023-10-20 Published:2023-10-19

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422

摘要：

为精准、高效改善城市老旧小区居住环境品质, 提高其防灾、减灾能力, 提出一种基于云模型的老旧小区韧性评价体系。基于韧性理论, 对所选老旧小区按照不同年代进行分组, 通过实地调研, 获得陕西省西安市30组具有代表性的老旧小区特征数据, 参考相关文献及相关专家建议, 确定建筑韧性、设施韧性、环境韧性、人员韧性共计4个一级指标、9个二级指标、30个三级指标, 构成老旧小区的评价指标体系。采用层次分析法(analytic hierarchy process, AHP)确定各指标的主观权重, 采用熵权法(entropy weight method, EWN)和准则去除效果法(method based on the removal effects of criteria, MEREC)确定客观权重, 采用组合赋权法确定最终权重, 运用MATLAB构建了基于云模型的老旧小区韧性评价体系。基于此评价体系, 选取西安市一老旧小区——万庆巷小区进行韧性评价, 所得结果能够较准确地反映该小区韧性薄弱环节, 表明所建评价体系具有一定的适用性与有效性。

关键词: 云模型, 老旧小区, 韧性评价, 组合权重, 评价指标体系

Abstract:

In order to accurately and efficiently improve the living environment quality of old urban communities and improve their disaster prevention and mitigation capabilities, a resilience evaluation system of the old community based on cloud model was proposed. Based on the resilience theory, the selected old communities were grouped according to different ages. Through field research, 30 groups of representative old communities characteristic data in Xi′an, Shaanxi Province were obtained. With reference to relevant literature and relevant expert suggestions, the building resilience, facility resilience, environmental resilience, and personnel resilience were determined. A total of 4 first-level indicators, 9 second-level indicators, and 30 third-level indicators constituted the evaluation index system of old communities. Analytic hierarchy process (AHP) was used to determine the subjective weight of each index, entropy weight method (EWN) and method based on the removal effects of criteria (MEREC) were used to determine its objective weight, combined weighting method was used to determine its final weight, and MATLAB was used to construct the resilience evaluation system of the old community based on cloud model. Based on this evaluation system, an old community—Wanqingxiang community in Xi′an was selected for resilience evaluation. The results could accurately reflect the weak links of resilience in the community, and also showed that the evaluation system had certain applicability and effectiveness.

Key words: cloud model, old community, resilience evaluation, combination weight, index evaluation system

中图分类号: 

  • TP391

表1

老旧小区韧性评价指标集"

目标层 准测层 子准测层 指标层
老旧小区韧性评价 建筑韧性建筑主体韧性建筑抗震性能
结构破损度
屋面性能
楼梯间性能
建筑附属设备韧性 电气线路现状
给排水管溢现状
燃气设备现状
设施韧性应急设施韧性消防设施
应急指示系统
应急供电设施
应急供水设施
安防设施韧性门禁系统
监控覆盖率
综合活动设施
服务设施韧性便民服务站
室外活动设施
环境韧性室内环境韧性室内声环境
室内光环境
室内热环境
室外环境韧性消防通道
道路材质
道路照度
绿地率
人员韧性居住人员韧性特殊群体人员占比
有自救常识人员占比
灾害保险投保率
管理人员韧性防灾教育与演练
应急预案编制
应急物资管理
设备日常巡检

表2

定量指标量化分级分值范围"

等级 M1 M2 M3 M4 M5
分值范围 [0, 30] (30, 60] (60, 80] (80, 90] (90, 100]

表3

定性指标量化标准与依据"

评价指标量化范围
等级M1 等级M2 等级M3 等级M4 等级M5
监控覆盖率 [0, 0.40] (0.40, 0.60] (0.60, 0.80] (0.80, 0.90] (0.90, 1.00]
室内声环境 ＞45 (40, 45] (35, 40] (30, 35] (0, 30]
室内光环境 [0, 1/8] (1/8, 1/7] (1/7, 1/6] (1/6, 1/5] (1/5, 1]
道路照度 [0, 1.0] (1.0, 3.0] (3.0, 5.0] (5.0, 7.5] ＞7.5
绿地率 [0, 0.25] (0.25, 0.28] (0.28, 0.30] (0.30, 0.35] (0.35, 1.00]
特殊群体人员占比 (0.85, 1.00] (0.80, 0.85] (0.75, 0.80] (0.70, 0.75] ≤0.70
有自救常识人员占比 [0, 0.20] (0.20, 0.30] (0.30, 0.40] (0.40, 0.50] (0.50, 1.00]
灾害保险投保率 [0, 0.06] (0.06, 0.08] (0.08, 0.10] (0.10, 0.12] (0.12, 1.00]

表4

评价指标最终组合权重"

准则层 子准则层 指标层 ωAj ωKj ωi
建筑韧性建筑主体韧性建筑抗震性能 0.047 6 0.040 7 0.058 7
结构破损度 0.043 2 0.040 6 0.053 1
屋面性能 0.029 7 0.030 0 0.026 9
楼梯间性能 0.032 2 0.024 8 0.024 2
建筑附属设备韧性 电气线路现状 0.044 1 0.027 4 0.036 5
给排水管道现状 0.038 1 0.027 2 0.031 4
燃气设备现状 0.039 3 0.041 1 0.048 9
设施韧性应急设施韧性消防设施 0.031 0 0.046 0 0.043 2
应急指示系统 0.025 0 0.047 9 0.036 3
应急供电设施 0.020 9 0.036 9 0.023 4
应急供水设施 0.020 4 0.035 8 0.022 1
安防设施韧性 门禁系统 0.032 1 0.035 6 0.034 5
监控覆盖率 0.029 8 0.040 6 0.036 6
综合报警系统 0.031 4 0.037 8 0.036 0
服务设施韧性 便民服务站 0.036 6 0.038 5 0.042 6
室外活动设施 0.038 8 0.033 6 0.039 4
环境韧性室内环境韧性室内声环境 0.034 0 0.014 8 0.015 3
室内光环境 0.034 9 0.023 2 0.024 5
室内热环境 0.042 2 0.018 3 0.023 4
室外环境韧性 消防通道 0.039 3 0.041 7 0.049 6
道路材质 0.033 3 0.032 5 0.032 8
道路照度 0.025 8 0.039 4 0.030 7
绿地率 0.032 9 0.026 0 0.026 0
人员韧性居住人员韧性特殊群体人员占比 0.033 4 0.015 2 0.015 4
有自救常识人员占比 0.030 3 0.028 0 0.025 8
灾害保险投保率 0.025 9 0.036 8 0.028 8
管理人员韧性 防灾教育与演练 0.034 3 0.024 0 0.024 9
应急预案编制 0.033 5 0.037 6 0.038 1
应急物资管理 0.030 8 0.040 2 0.037 5
设备日常巡检 0.029 1 0.037 8 0.033 4

图1

云发生器示意图"

表5

评价等级标准及其标准云参数"

评价等级 评分区间 评价标准云模型参数
韧性水平低 [0, 30] (15, 12.74, 0.5)
韧性水平较低 (30, 60] (45, 12.74, 0.5)
韧性水平一般 (60, 80] (70, 8.49, 0.5)
韧性水平良好 (80, 90] (85, 4.25, 0.5)
韧性水平优秀 (90, 100] (95, 4.25, 0.5)

图2

评价标准云"

表6

评价指标云数字特征"

准则层(一级指标) 子准则层(二级指标) 指标层(三级指标) ωi CU
建筑韧性 建筑主体韧性 建筑抗震性能 0.058 7 (84.2, 3.058 1, 0.251 0)
结构破损度 0.053 1 (81.8, 3.358 9, 0.939 2)
屋面性能 0.026 9 (65.8, 4.161 0, 1.879 0)
楼梯间性能 0.024 2 (66.7, 4.135 9, 0.806 5)
建筑附属设备韧性 电气线路现状 0.036 5 (60.4, 2.757 3, 0.944 2)
给排水管道现状 0.031 4 (46.9, 1.654 4, 0.172 4)
燃气设备现状 0.048 9 (41.8, 2.005 3, 0.536 6)
设施韧性应急设施韧性消防设施 0.043 2 (59.3, 1.704 5, 0.477 0)
应急指示系统 0.036 3 (25.4, 2.356 2, 0.219 5)
应急供电设施 0.023 4 (55.6, 2.155 7, 0.776 3)
应急供水设施 0.022 1 (44.5, 2.632 0, 0.933 6)
安防设施韧性 门禁系统 0.034 5 (24.1, 2.130 6, 0.466 2)
监控覆盖率 0.036 6 (51.8, 2.055 4, 0.418 6)
综合报警系统 0.036 0 (23.1, 2.381 3, 0.825 6)
服务设施韧性 便民服务站 0.042 6 (14.2, 2.005 3, 0.256 3)
室外活动设施 0.039 4 (6.6, 1.253 3, 0.170 9)
环境韧性室内环境韧性室内声环境 0.015 3 (84.4, 2.155 7, 0.535 1)
室内光环境 0.024 5 (68.8, 2.556 8, 1.191 0)
室内热环境 0.023 4 (51.2, 1.804 8, 0.503 9)
室外环境韧性 消防通道 0.049 6 (24.7, 1.880 0, 0.641 9)
道路材质 0.032 8 (45.8, 1.804 8, 0.835 7)
道路照度 0.030 7 (48.8, 2.506 6, 0.582 3)
绿地率 0.026 0 (63.5, 1.880 0, 0.768 0)
人员韧性居住人员韧性特殊群体人员占比 0.015 4 (71.3, 1.880 0, 0.179 9)
有自救常识人员占比 0.025 8 (63.9, 1.403 7, 0.304 4)
灾害保险投保率 0.028 8 (45.6, 1.504 0, 0.068 7)
管理人员韧性 防灾教育与演练 0.024 9 (45.3, 2.130 6, 0.289 9)
应急预案编制 0.038 1 (33.6, 2.606 9, 0.986 7)
应急物资管理 0.037 5 (7.2, 1.052 8, 0.424 9)
设备日常巡检 0.033 4 (33.1, 1.629 3, 0.334 7)

表7

准则层与子准则层评价指标云数字特征"

准则层子准则层
指标 CU 指标 CU
建筑韧性 (67.068 4, 3.473 5, 0.877 1)建筑主体韧性 (77.780 5, 3.358 7, 0.705 8)
建筑附属设备韧性 (52.133 4, 3.696 8, 1.210 2)
设施韧性 (39.513 4, 6.552 0, 1.040 5)应急设施韧性 (53.083 9, 6.037 8, 1.174 3)
安防设施韧性 (38.503 0, 6.510 3, 1.075 3)
服务设施韧性 (20.169 0, 7.815 1, 0.671 1)
环境韧性 (55.545 0, 5.894 2, 0.711 5)室内环境韧性 (72.229 9, 5.113 4, 0.882 1)
室外环境韧性 (47.975 3, 6.054 9, 0.676 4)
人员韧性 (43.856 1, 7.108 9, 0.731 1)居住人员韧性 (61.721 3, 6.124 1, 0.584 6)
管理人员韧性 (34.520 9, 5.795 4, 0.605 7)

图3

韧性评价综合云图"

1 李辉山, 司尚怡, 白莲. 基于ANP和FCE的老旧小区改造综合效益评价[J]. 工程管理学报, 2021, 35 (3): 76- 81.
LI Huishan , SI Shangyi , BAI Lian . Evaluation on the comprehensive benefit for the reconstruct of old residential area based on AHP and FCE[J]. Journal of Engineering Management, 2021, 35 (3): 76- 81.
2 中华人民共和国国务院办公厅. 政府工作报告[R/OL]. (2019-03-05)[2022-10-24]. http://www.gov.cn/guowuyuan/20919zfgzbg.htm.
3 中华人民共和国国务院办公厅. 国务院办公厅关于全面推进城镇老旧小区改造工作的指导意见[R/OL]. (2020-07-10)[2022-10-24]. http://www.gov.cn/zhengce/content/2020-07/20/content_5528320.htm.
4 张晓东, 胡俊成, 杨青, 等. 基于AHM模糊综合评价法的老旧小区更新评价系统[J]. 城市发展研究, 2017, 24 (12): 20- 22.
ZHANG Xiaodong , HU Juncheng , YANG Qing , et al. Research on the evaluation system of renewal for old residential district based on AHM and comprehensive assessment method[J]. Research on Urban Development, 2017, 24 (12): 20- 22.
5 杨毕红. 突发公共卫生事件下城市社区韧性测度及其影响因素研究: 基于西安市地实证[D]. 西安: 西北大学, 2021.
YANG Bihong. Study on the measurement of urban community resilience and its influence factor under public health emergency—an empirical evidence of Xi'an city[D]. Xi'an: Northwest University, 2021.
6 姜宇逍. 雨洪防涝视角下韧性社区评价体系及优化策略研究[D]. 天津: 天津大学, 2018.
JIANG Yuxiao. Studies on resilience community evaluation systm and improvement strategies on an approach of flood disasters[D]. Tianjin: Tianjin University, 2018.
7 郭小东, 费智涛, 王志涛. 城市灾害应对的刚性、弹性与韧性[J]. 城乡规划, 2021, (3): 35- 42.
GUO Xiaodong , FEI Zhitao , WANG Zhitao . Robustness, flexibility and resilience for urban disaster management[J]. Urban and Rural Planning, 2021, (3): 35- 42.
8 LIU S , WANG Y , LI Z X , et al. Community resilience monitoring and evaluation under the prevention and control of public health emergencies[J]. E3S Web of Confer-ences, 2021, 251 (5): 3013- 3020.
9 XIANG M M , ZHAO W , CHEN J . A comparison of different reconstruction modes and adaptive evaluation systems for community recovery following the Wenchuan earth-quake[J]. Sustainability, 2018, 10 (11): 4115- 4137.
doi: 10.3390/su10114115
10 DMITRY L , MOOLI L , ODEYA C , et al. Conjoint community resiliency assessment measure-28/10 items: a self-report tool for assessing community resilience[J]. American Journal of Community Psycholog, 2013, 52 (3/4): 313- 323.
11 MASKREY S , CUI P , LI D . Measuring the disaster resilience of an urban community using ANP-FCE method from the perspective of capitals[J]. Social Science Quarterly, 2019, 100 (6): 2059- 2077.
doi: 10.1111/ssqu.12699
12 DANIEL L , MAZUMDER R , ENDERAMI A , et al. Community capitals framework for linking buildings and organizations for enhancing community resilience through the built environment[J]. Journal of Infrastructure Systems, 2022, 28 (1): 04021053.
doi: 10.1061/(ASCE)IS.1943-555X.0000668
13 住房和城乡建设部. 民用建筑修缮工程施工标准: JGJ/T 112—2019[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2019.
14 中关村乐家智慧居住区产业技术联盟. 智慧住区建设评价标准: T/CECS 526—2018[S]. 北京: 中国计划出版社, 2018.
15 李刚, 李建平, 孙晓蕾, 等. 主客观权重的组合方式及其合理性研究[J]. 管理评论, 2017, 29 (12): 17- 26.
LI Gang , LI Jianping , SUN Xiaolei , et al. Research on a combined method of subjective-objective weights and the its rationality[J]. Manage Comments, 2017, 29 (12): 17- 26.
16 李娇利. 基于AHP-熵权法和云模型的绿色建筑可持性评价研究[D]. 南昌: 江西财经大学, 2018.
LI Jiaoli. Study on sustainability evaluation of green building based on AHP-Entropy weight method and cloud model[D]. Nanchang: Jiangxi University of Finance Economics, 2018.
17 魏东泉. 基于熵权TOPSIS城镇老旧小区改造绩效评价研究[J]. 建筑经济, 2022, 43 (增刊1): 606- 609.
WEI Dongquan . Research on performance evaluation of old town community reconstruction based on entropy weight TOPSIS[J]. Construction Economy, 2022, 43 (Suppl. 1): 606- 609.
18 KESHAVARZ-GHORABAEE M , AMIRI M , ZAVADSKAS E K , et al. Determination of objective weights using a new method based on the removal effects of criteria (MEREC)[J]. Symmetry, 2021, 13 (4): 525.
19 陈贵林. 一种定性定量信息转换的不确定性模型-云模型[J]. 计算机应用研究, 2010, 27 (6): 2006- 2010.
CHEN Guilin . Uncertain in model of qualitative/quantitative in formation transformation-cloud model[J]. Computer Application Research, 2010, 27 (6): 2006- 2010.
20 丁华. 基于云模型的装配式混凝土结构施工质量管理评价研究[D]. 湖南: 湖南大学, 2020.
DING Hua. Research on construction quality management evaluation of prefabrication concrete structure based on cloud model[D]. Hunan: Hunan University, 2020.
21 康珅. 基于云模型的装配式建筑施工安全评价研究[D]. 西安: 西安科技大学, 2018.
KANG Shen. Research on construction safety evaluation of prefabrication based on cloud model[D]. Xi'an: Xi'an University of Science and Technology, 2018.
[1] 曹升乐,于翠松. 水资源相对“资产负债表”研究[J]. 山东大学学报(工学版), 2016, 46(6): 1-7.
[2] 李修海1,于少伟2*. 基于正态分布区间数的云滴获取算法[J]. 山东大学学报(工学版), 2012, 42(5): 130-134.
[3] 于少伟,曹 凯,赵 模 . 基于一维云模型的交通信息预测算法[J]. 山东大学学报(工学版), 2007, 37(2): 121-126 .
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Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 王素玉,艾兴,赵军,李作丽,刘增文 . 高速立铣3Cr2Mo模具钢切削力建模及预测[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(1): 1 -5 .
[2] 张永花,王安玲,刘福平 . 低频非均匀电磁波在导电界面的反射相角[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(2): 22 -25 .
[3] 李 侃 . 嵌入式相贯线焊接控制系统开发与实现[J]. 山东大学学报(工学版), 2008, 38(4): 37 -41 .
[4] 施来顺,万忠义 . 新型甜菜碱型沥青乳化剂的合成与性能测试[J]. 山东大学学报(工学版), 2008, 38(4): 112 -115 .
[5] 孔祥臻,刘延俊,王勇,赵秀华 . 气动比例阀的死区补偿与仿真[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(1): 99 -102 .
[6] 来翔 . 用胞映射方法讨论一类MKdV方程[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(1): 87 -92 .
[7] 李梁，罗奇鸣，陈恩红. 对象级搜索中基于图的对象排序模型（英文）[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(1): 15 -21 .
[8] 陈瑞,李红伟,田靖. 磁极数对径向磁轴承承载力的影响[J]. 山东大学学报(工学版), 2018, 48(2): 81 -85 .
[9] 王波,王宁生 . 机电装配体拆卸序列的自动生成及组合优化[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(2): 52 -57 .
[10] 李可,刘常春,李同磊 . 一种改进的最大互信息医学图像配准算法[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(2): 107 -110 .
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