城市生命线系统是保障城市生活和生产正常进行的中枢系统的统称,通常包括城市交通、能源、通信、给排水等城市基础设施系统。供水系统是城市生命线系统的重要组成部分,是城市生活和国民经济的基础产业,是社会经济发展的重要保障。自然灾害的发生威胁着人类的生存条件,使得生命财产受到损失,灾害发生后,城市供水、供电、通信、交通、供气等系统部分或者全部丧失服务能力。由于各个系统之间并不是独立工作的,各个生命线系统之间的关联作用,进一步引发次生灾害,会使得整个城市陷入崩溃。这些年来,自然灾害发生造成的直接损失和间接损失越来越重大,研究生命线系统的级联失效风险最小化越来越重要。生命线管网系统在自然灾害作用下的破坏模式多是由于管网某一处的破坏从而造成其他关联节点的破坏,由于级联失效作用的存在,在整个管网系统造成了连锁反应从而导致破坏的放大效果,导致系统中的大部分甚至是整个管网产生灾难性后果。研究生命线系统级联失效风险的最小化问题具有现实的应用价值和意义。为此本文进行了以下几点探讨：本文在综述国内外生命线工程研究历史及现状的基础上,提出供水管网级联失效风险的概念,通过将信息熵指标的现实化利用供水管网内部的冗余度来评价供水管网的可靠性。流量熵模型可以融合进供水管网优化计算中以提高供水管网可靠性,降低供水网络发生级联失效的风险。为了使管网更加接近真实,采用管网延时状况分析,利用EPANET进行供水管网的延时模拟分析,求得每个时段每个管段的流量,并对每一个时段的供水网络进行风险分析,得出每个时段的供水管网级联失效的风险值。进一步说明了基于流量分配的供水网络风险优化的可行性和必要性。建立供水网络级联失效的风险优化模型。将MATLAB求解遗传算法的过程,应用到求解上述模型上来。通过编码设计,适应度函数的确定,遗传算法参数的设定和遗传算子的设计,实现模型的计算。并通过一个管网案例分析,演示算法的计算过程。考虑二次破坏风险的情况下确定管网的关键节点。基于集对分析理论,对供水网络分析系统在发生一次破坏之后的发展态势,利用集对势分析网络某个节点的破坏对其他节点的影响程度,进而得出供水网络节点的重要度排序。为进行系统维护,找寻关键节点,降低整个系统发生级联失效的风险,提供了基础性的依据。