随着国内城市化进程越来越深入,城市系统面对地震灾害的风险越来越严峻。当灾害发生后,城市灾害响应系统的首要任务是对地震造成的伤员进行救援,并尽快恢复居民的正常居住状态,恢复相关的基础设施系统,以尽早恢复城市正常生产生活。本文针对武汉城市区域灾害响应系统在地震灾害下的韧性表现进行研究,对灾害响应系统下属系统进行详细的建模,预测相关基础设施系统的震害,并模拟灾后的救援行为和系统恢复行为,建立了一个灾害响应系统的韧性量化分析框架,据此对城市实际区域进行韧性评估分析并提出韧性提升策略。首先对城市灾害响应系统进行分析,明确了城市灾害响应系统的下属基础设施系统功能及系统间的关联关系。根据灾害响应系统的特点提出使用多层有向赋权拓扑网络对其进行建模,并采用三阶段韧性曲线的仿真模拟法进行韧性的分析,重点评估应急救援功能与城市居住功能的灾害韧性。此外提出使用4R韧性指标进行辅助分析,以对系统进行全面的灾害韧性分析。其次确定了本文研究的武汉城市区域,根据武汉市城乡建设局提供的资料,结合对研究区域的实地调查与资料查阅,记录了研究区域的详细信息。依次对各个基础设施系统进行详细的建模和震害预测,并提出各基础设施系统功能的恢复机制,对建模完成的各个基础设施系统根据系统间关联关系进行叠加,形成多层网络模型。此外对地震造成的各受伤程度伤员数量进行估计,并提出了伤员伤情变化概率的数学模型。最后规定了建筑居住功能与各基础设施系统功能的关系,以及在建筑居住功能受损时居民转变为无家可归人员的判定条件。对应急救援服务车辆的工作行为,提出基于遗传算法的救援车辆节点行进顺序策略,并提出改进的深度优先搜索法作为节点之间的最短路径选择算法。以节点行进顺序决策算法为主,以节点间最短路径选择算法为辅,对消防队伍车辆与救护车的灾后工作路径进行了准确、快速的模拟。最后,综合所有基础设施系统与应急救援服务的研究,采用蒙特卡罗法对研究区域的灾害响应系统进行韧性量化分析。通过对各个基础设施系统的典型韧性曲线和韧性值频数分布直方图分析了系统功能抗震韧性的发展状况与不足,有针对性地对各个系统提出韧性改进措施,并在假设应用改进措施情况下对比各项措施对韧性提升的有效程度,提出韧性提升的可行性建议。