当前,我国正处于城市化、工业化的快速发展时期,城市承载能力以及产业经济的集聚和升级都依托于基础设施建设和发展,其中保障和维系居民生活及产业发展的核心基础设施称为城市生命线系统。城市生命线系统各个子系统之间以及生命线系统与产业发展、居民生活之间,呈现出高度依赖性、复杂性和关联性等特点,这也使城市生命线系统脆弱性日益增加。定性分析灾害导致直接或间接损失的形成机理、作用路径、评估方法与生命线系统脆弱性之间关系,定量研究城市生命线脆弱性影响因素,已成为城市生命线系统脆弱性评估研究的一项重要议题。脆弱性是客观存在的,认识脆弱性需要一定的途径或方法,其中灾害损失是衡量或评估脆弱性的有效途径,即基于损失或量化灾害损失程度有效判断或衡量脆弱性。为此,本文通过梳理灾害管理和灾害生命周期理论分析后进行问题融合,提出灾害损失视角下城市生命线系统脆弱性评估,即根据灾害发生前预防、灾害发生后恢复等不同阶段的研究目的和需求,评估城市生命线系统脆弱性。同时,恢复阶段中引入系统弹性效率,提高评估模型的针对性,更具有现实的指导意义。本文的主要研究工作如下:(1)运用指标体系构建方法,针对生命线系统在准备预防灾害中体现的系统运行属性进行脆弱性评估。如何从城市生命线系统大量的运行数据中探求一套客观有效的综合评价体系并分析脆弱性的削减机制,仍是一个值得研究的问题。在此基础上,构建指标体系评估城市生命线系统脆弱性,由定性和定量角度,首先分析生命线系统脆弱性的内在本质和根本属性,基于可能造成生命线系统损失的角度出发,从工程类、非工程类和综合设施水平三个方面获取指标,依据信息含量最大和冗余信息剔除原则定量筛选指标,构建城市生命线系统脆弱性评价指标体系;其次,结合系统脆弱性评价指标体系,运用主成分分析法确定评价指标权重,评估城市生命线系统脆弱性,建立基于时间序列的城市生命线系统脆弱性指数曲线;最后,根据脆弱性评估结果,探索生命线系统脆弱性的影响路径和削减机制,通过对生命线系统关联性、系统弹性、灾害损失和系统脆弱性的相关文献系统梳理,提出系统脆弱性削减机制的研究假设,并采集整理生命线关联企业调查问卷样本,借助LISERL结构方程模型,对系统脆弱性的削减机制进行实证分析。(2)运用数据包络分析方法,针对生命线系统在区域灾害损失中体现的关联损失属性进行脆弱性评估。通过分析直接间接灾害损失的形成机制、作用路径与城市生命线系统关联属性之间的关系,建立二者之间矢量转化的区域灾害系统,依据现实的自然灾害损失数据评估生命线系统脆弱性。首先,基于DEA-Malmquist的城市生命线系统空间区划研究,依据TFP指数将我国30个省份划分高中低三个自然灾害脆弱性层级,有利于均衡比较城市生命线系统差异,避免函数设定错误或主观判断;其次,基于空间区划的城市生命线系统脆弱性影响因素研究,依据分位数回归模型和固定效应模型,分别对三个自然灾害脆弱性层级城市生命线系统脆弱性指数影响因素进行计量分析;第三,基于灾害损失数据和生命线指标,将二者作为一个矢量转化“投入-产出”的区域灾害系统,并将脆弱性指数作为一个城市生命线系统建设水平和灾害损失量转化为的生产指数,运用DEA-BCC模型进行算例分析,实现脆弱性指数有效分解,结果和政策含义更为丰富。(3)运用投入产出方法,针对生命线系统在响应恢复灾害损失中体现的系统前后关联属性进行脆弱性评估。为进行有效的灾情响应恢复决策,基于区位熵构建城市生命线系统投入产出系数,确定城市生命线系统前后关联影响,评估灾害状态下生命线子系统脆弱性和可能造成损失。首先,基于经典非正常投入产出模型(ⅡM)基础上,建立生命线5个子系统封闭模型,运用多乘数矩阵(MPM)方法,从供应驱动、需求驱动和产业结构变化驱动3个角度分析生命线各子系统的前向关联和后向关联,确定生命线的关键子系统(部门);其次,当灾害或突发事件发生时,分析一个或多个生命线子系统遭受扰动作用,而导致整个城市生命线系统非正常程度的变化过程,同时引入弹性效率,建立考虑弹性效率的动态非正常投入产出模型评估生命线系统脆弱性。综上,本文以城市生命线系统脆弱性评估为目标,从灾害损失视角,建立城市生命线系统脆弱性评估模型,拓展了脆弱性评估的理论和方法。研究有助于减灾准备阶段分析生命线系统脆弱性对有效促进城市均衡可持续发展作用,以及灾害响应恢复阶段及时判断城市关键子系统和提出有效恢复策略,具有理论研究价值和现实指导意义。