面向地震保险的巨灾模型研究与应用

论文摘要

巨灾保险能够有效地对灾害造成的巨大损失进行转移和分散。破坏性地震是典型的低频率、高损失、难预测的“黑天鹅事件”,其保险赔付具有很大的波动性,这使得（再）保险公司面临很大的地震损失风险。合理的保险精算和定价是保障商业保险公司稳健运营巨灾保险的关键。依靠“大数法则”对大量历史损失数据来进行损失评估的常规精算方法,对地震风险估价时往往存在很大的偏差,结果可靠性大幅降低。从国内外地震巨灾保险的实践来看,基于物理机制和保险技术的巨灾模型被普遍认为是对巨灾风险进行定价的有效工具,并被（再）保险公司所广泛采用。我国地震活动具有发生频度高、强度大、分布范围广等特点,不能直接照搬国外已有地震巨灾风险模型,研发适合我国国情的地震巨灾模型是十分必要的。因此,本文构建了一个面向地震保险的巨灾模型（地震巨灾模型EQCat）,分析和研究了开发本土化巨灾模型的几个关键问题。本文的主要工作和成果有:（1）总结了我国地震保险的发展历程,梳理了国内外地震巨灾模型的研究进展,系统阐述了地震巨灾模型中灾害模块、风险暴露模块、易损性模块和金融模块四大组成部分所涉及的具体内容,并指出了巨灾模型中各部分目前面临的难点问题,如考虑时间相依和强余震的随机事件集、全国范围的风险暴露行业标的数据库、室内财产和商业中断易损性等。（2）借鉴公开的地震风险评估软件（如HAZUS-MH、GEM和TELES）和商业巨灾模型（如RMS的RiskLink,AIR的Touchstone）,结合我国地震风险的特点和保险行业的需求,构建了具有良好可拓展性的地震巨灾模型EQCat,并基于MATLAB进行系统设计和程序实现。（3）建立了面向工程应用的强震动数据平台,包括强震动记录数据库及特性分析系统和工程特定需求地震动时程选取系统,提出了基于L1范数正则化的加速度基线校正新方法。该数据平台为地震巨灾模型构建涉及的地震影响场和工程易损性评估等方面的工作提供了数据支持。（4）提出了综合考虑建筑结构类型、功能用途、楼层数量、建造年代、设防水准和区域位置等要素的建筑分类体系,该体系充分考虑了承保数据的详细粒度,具有分层级、可拓展、全覆盖的特点,是地震巨灾模型分析房屋建筑损失的基础。（5）收集整理了我国1990-2014年118个破坏性地震的房屋建筑震害资料,分析了典型结构在不同区域和不同年代的破坏特点,给出了基于烈度的震害矩阵转化为基于地震动峰值加速度（PGA）的易损性曲线方法,并考虑和分析了烈度转PGA的不确定性。以新的建筑分类体系为导向,形成了我国地震巨灾模型的易损性数据库。（6）分析了地震随机事件集、地震动衰减关系和房屋建筑易损性对地震巨灾保险模型计算保险损失的影响,发现房屋建筑易损性的影响最大,地震动衰减关系的影响次之,不同模拟时间尺度（10万年和多个不同1万年）的地震随机事件集的影响最小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 地震巨灾保险的作用
•   1.2 我国地震巨灾保险发展
•   1.3 地震巨灾模型的研究概述
•     1.3.1 地震巨灾模型的基本原理
•     1.3.2 地震巨灾模型的发展历程
•     1.3.3 典型的地震风险评估软件
•   1.4 本文研究内容
•     1.4.1 论文的研究思路
•     1.4.2 论文的组织框架
• 第二章 地震巨灾模型EQCat的构建
•   2.1 引言
•   2.2 地震科学模块
•     2.2.1 地震历史事件集和随机事件集
•     2.2.2 地震动衰减关系
•     2.2.3 场地条件的地震动调整
•   2.3 易损性模块
•     2.2.4 易脆性曲线（Fragility Curve）
•     2.2.5 易损性曲线（Vulnerability Curve）
•   2.4 金融模块
•   2.5 EQCat的设计与实现
•   2.6 小结与讨论
• 第三章 面向工程应用的强震动数据平台
•   3.1 引言
•   3.2 平台概述
•   3.3 基于L1范数正则化的基线校正方法
•     3.3.1 原理方法
•     3.3.2 数据选取
•     3.3.3 结果分析
•   3.4 强震动记录数据库及特性分析系统
•   3.5 工程特定需求地震动时程选取系统
•     3.5.1 关键点匹配
•     3.5.2 自定义反应谱匹配
•     3.5.3 规范标准谱匹配
•     3.5.4 综合条件选取
•   3.6 小结与讨论
• 第四章 面向巨灾保险的建筑分类体系
•   4.1 引言
•   4.2 建筑结构分类
•   4.3 功能用途分类
•   4.4 楼层数量分类
•   4.5 建造年代分类
•   4.6 设防烈度分类
•   4.7 区域位置分类
•   4.8 小结与讨论
• 第五章 基于震害资料的建筑易损性
•   5.1 引言
•   5.2 我国房屋建筑震害数据库的构建
•     5.2.1 调研收集资料
•     5.2.2 构建数据采集指标体系
•     5.2.3 我国破坏性地震数据库
•     5.2.4 数据库的内容简要分析
•   5.3 震害矩阵转化为易损性曲线的分析方法
•     5.3.1 震害矩阵曲线化
•     5.3.2 考虑建筑物对地震动的不同响应函数
•     5.3.3 数据库中典型易损性曲线示例
•   5.4 小结与讨论
• 第六章 地震巨灾模型EQCat各模块的参数敏感性
•   6.1 引言
•   6.2 地震随机事件集对保险损失的影响
•   6.3 地震动衰减关系对保险损失的影响
•   6.4 建筑易损性对保险损失的影响
•   6.5 北京市框剪结构和底框结构的费率
•   6.6 小结与讨论
• 第七章 总结与展望
•   7.1 结论
•   7.2 讨论与展望
• 参考文献
• 作者简历
• 攻读学位期间的研究成果
•   参加的研究项目（部分）
•   获奖情况
•   发表的学术论文
•   发明专利和软件著作权
• 致谢
• 附录
•   1. 国内外典型地震风险和损失评估系统列表
•   2. 我国房屋建筑震害数据库收集的地震目录

文章来源

类型: 博士论文

作者: 熊政辉

导师: 李小军

关键词: 地震保险,巨灾模型,风险,强震动,易损性

来源: 中国地震局地球物理研究所

年度: 2019

分类: 基础科学,经济与管理科学

专业: 地质学,地球物理学,保险

单位: 中国地震局地球物理研究所

基金: 中国地震局地球物理研究所基本科研业务费“地震保险相关的地震危险性,风险和政策研究”专项集群项目组

分类号: P315.9;F842.64

总页数: 143

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