Методика кратко — шаги, формулы, набор индикаторов и способы агрегирования для прибрежного мегарегиона (наводнения + землетрясения, социально‑экономическая уязвимость, инфраструктурная готовность).
1) Структура индекса
- Вводим три компонента в диапазоне $[0,1]$: Hazard $H$ (многорисковый уровень угрозы), Vulnerability $V$ (социально‑экономическая уязвимость + уязвимость зданий/активов), Infrastructure Readiness $I$ (готовность критической инфраструктуры и ответных служб).
- Итоговый индекс устойчивости (Resilience) предлагается рассчитывать так:
$$Res=I\cdot (1-H\cdot V)$$ Обоснование: готовность умножает «остаточную» уязвимость от сочетания угрозы и уязвимости; $Res=1$ — максимальная устойчивость.
2) Оценка многорискового уровня угроз $H$ - Для каждого риска $k$ (наводнение, землетрясение, штормовой нагон и т.д.) получаем показатель вероятности/интенсивности $h_k$ нормированный в $[0,1]$.
- Комбинирование рисков (учёт вероятностного объединения или взвешенной суммы):
либо вероятность объединения:
$$H=1-\prod _k(1-h_k)$$ либо интенсивностно‑взвешенная сумма:
$$H=\sum _k{w}_k{h}_k,\sum _k{w}_k=1$$ - Примеры для $h_k$:
- Наводнение: $h_{flood}=P(\text{затопления}>\text{порог})$ или функция максимальной глубины/частоты, нормированная.
- Землетрясение: $h_{eq}=P(\text{PGA}>\text{порог})$ или нормированная максимальная ожидаемая интенсивность.
3) Оценка уязвимости $V$ - Разбиваем на подсоставляющие: социальная уязвимость $S$, экономическая уязвимость $E$, уязвимость зданий/активов $B$.
$$V={\alpha }_{S}S+{\alpha }_{E}E+{\alpha }_{B}B,{\alpha }_S+{\alpha }_E+{\alpha }_B=1$$ - Нормализация индикаторов: min‑max или перцентиль:
$$x^{\prime }=\frac{x-x_{min}}{x_{max}-x_{min}}$$ - Примеры индикаторов:
- $S$: доля пожилых, доля домохозяйств с низким доходом, плотность населения, доступ к эвакуации.
- $E$: доля ВВП в зоне риска, концентрация ключевых отраслей, уровень страхового покрытия.
- $B$: доля зданий высокой уязвимости, ожидаемый средний коэффициент повреждений (используя кривые уязвимости — fragility curves).
- Учет экспозиции (подсчёт стоимости/численности объектов в зоне риска):
$$E_x=\frac{\text{стоимость/число активов в зоне риска}}{\text{общая стоимость/число активов}}$$ Можно включить в $E$ или $B$.
4) Оценка готовности инфраструктуры $I$ - Составные блоки: доступность энергетики $I_{power}$, питьевого водоснабжения $I_{water}$, транспорта $I_{trans}$, здравоохранения $I_{health}$, аварийно‑спасательных служб $I_{ers}$, резервных мощностей/резильентности портов и логистики $I_{ports}$.
$$I=\sum _j{\beta }_j{I}_j,\sum _j{\beta }_j=1$$ - Примеры метрик для $I_j$:
- $I_{power}=\frac{\text{восстановительная мощность/резервы}}{\text{потребность при кризисе}}$ (нормированная).
- $I_{health}=1-\frac{\text{время до приёма пострадавших}}{T_{max}}$ (ограничено в $[0,1]$).
- Включить наличие планов эвакуации, раннего оповещения, частоту учений (индекс готовности ПКС).
5) Пространственное и временное представление
- Разбить мегарегион на ячейки сетки или административные единицы; вычислять $H,V,I,Res$ для каждой ячейки.
- Учесть динамику (сценарии: повышение уровня моря, урбанизация) — пересчитать при сценариях SLR и изменении населения.
6) Нормализация, взвешивание и агрегирование
- Нормализация: min‑max или z‑score + приведение к $[0,1]$.
- Веса: экспертная шкала, AHP, или статистические методы (PCA, энтропийный метод). Рекомендуется провести чувствительный анализ по весам.
- Агрегация: использовать предложенную мультипликативную форму $Res=I(1-HV)$ или альтернативно:
$$Res=\lambda I+(1-\lambda )(1-H\cdot V),\lambda \in [0,1]$$ для регулирования влияния готовности.
7) Неопределённость и валидация
- Применить Монте‑Карло по неопределённым входным параметрам; оценить доверительные интервалы для $Res$.
- Калибровка и валидация: сопоставление с историческими событиями (уровень повреждений, время восстановления) и корректировка весов/порогов.
8) Выходы и применение
- Карты и таблицы: пространственное распределение $H,V,I,Res$, ранжирование районов по приоритету вкладов в снижение риска.
- Сценарные отчёты: влияние повышения уровня моря, изменения землетрясений, вложения в инфраструктуру.
- Рекомендации политики: где усиливать раннее оповещение, упрочнение дамб, повышение энерго‑резильентности портов, социальные программы поддержки уязвимых групп.
Короткие примеры формул вычисления отдельных компонентов
- Вероятность затопления по ячейке (интеграл по высоте/штормовым сценарием):
$$h_{flood}=P(\text{глубина}>d_0)$$ - Ожидаемый коэффициент повреждений здания через fragility curve:
$$B_i=\int DR(IM)f_{IM}(IM)dIM$$ - Социальный индекс (пример):
$$S=0.4S_{age}+0.3S_{income}+0.3S_{access}$$
Короткая последовательность внедрения (практически)
1. Сбор данных (ГИС‑карты, экспозиция, socio‑econ, инфраструктура, сценарии НС).
2. Построение карт угроз $h_k$.
3. Расчёт $V$ и $I$ по ячейкам.
4. Нормализация, выбор весов, расчёт $Res$.
5. Чувствительный анализ, валидация, публикация карт и рекомендаций.
Если нужно, могу дать конкретный набор индикаторов и пример расчёта для выбранного мегарегиона (перечень данных, веса, примеры порогов).