基于差分进化-NM单纯形法的危化品泄漏源定位*

为确定危化品泄漏源的强度和位置,提出1种基于DE-NM算法的危化品泄漏源定位方法,以监测浓度与扩散模型计算浓度的误差作为优化目标,在差分进化过程中每隔一定代数执行单纯形法,使得二者误差最小的源强和位置即为最优定位结果。研究结果表明:DE-NM算法能够快速有效地反算出泄漏源的强度和位置,满足应急响应的要求;同时,能够避免DE算法的过早收敛,以及NM算法对初值敏感的问题,有效降低单一算法对定位结果精度造成的不利影响。     

模式搜索算法在毒气泄漏中的源强反算

基于泄漏源下风向的浓度监测数据并结合大气扩散模式建立反算模型,以确定泄漏源的位置和强度。以扩散模式仿真的浓度数据与监测数据的匹配度作为目标函数,将反演问题转化为优化问题,利用模式搜索算法迭代优化。以高斯模型为例验证了算法的可行性,结果表明利用探测器提供的测量浓度值,模式搜索算法能够在较短时间内搜索到最优解,在计算复杂性或时间上较梯度型算法和智能优化算法有一定优势。该算法能够及时而准确地反算出泄漏源强度和位置,为事故的应急响应与救援提供依据。     

基于改进遗传-单纯形混合算法的危险气体泄漏溯源分析

当发生危险气体泄漏时,确定其泄漏位置和泄漏源强,是制定应急方案的基础和依据之一。当无法直接确定泄漏位置、测量泄漏源强时,就需要通过有限的几个监测点,反演出可能的泄漏位置和泄漏源强,现有方法存在收敛过慢、初值敏感、参数过多等问题。描述一种结合改进遗传算法和单纯形法的IGA-NM混合算法,可用于快速反算气体泄漏的位置和源强。IGA-NM混合算法既避免了GA的收敛过慢,又避免了NM初值敏感,兼顾了全局优化。与GA、NM相比,IGA-NM混合算法的计算速度更快,计算误差更小。最后,应用IGA-NM混合算法,基于WebGIS设计了一套计算气体泄漏源强和位置的计算机程序,简化了输入参数,使用方便,可适用于气体泄漏应急监测、大气污染源溯源反查等场合     

基于改进烟花优化算法的三维空间气体源定位

为探究三维空间中气体源定位及其源强反算问题,提出1种改进烟花爆炸算法(GWOFA)。将定位过程分为全局定位过程和局部定位过程。全局定位过程即结合灰狼优化算法和莱维飞行在三维空间中的全局搜索过程;局部定位过程是在全局定位的结果上的进一步开发过程,其通过引入边界条件的爆炸半径选取方式和选择策略更加高效地改进烟花优化算法实现。研究结果表明：本文算法相比于支持向量机回归模型(LinearSVR)、GWO算法和粒子群算法具有更高精确度,相比于GWO算法和粒子群算法具有更高稳定性和更低随机性;在气体源定位问题上,本文算法整体表现优于LinearSVR、GWO算法和粒子群算法。研究结果可为解决三维空间中气体源定位问题和相关参数估计问题提供新的思路方法。     

基于BP神经网络的岩石损伤声发射事件源定位研究*

工程岩体一般包含大量的节理、裂隙等各类缺陷,利用AE技术可以对缺陷进行定位,但仍然有很大误差。为进一步减小AE定位误差,确定缺陷位置,做好安全预警工作,研究提高岩石声发射定位精度的优化方法。利用断铅实验模拟产生声发射信号,将声发射信号特征参数中的幅值、能量、振铃计数以及到达时差作为输入,断铅点真实坐标作为输出,构建BP神经网络模型,并通过实验确定最优隐含层数等参数,最后通过交叉学习训练交叉预测得出断铅点坐标,并与基于到达时差的传统定位法以及考虑材料各向异性条件下的波速优化算法进行对比。结果表明:BP神经网络算法与传统方法相比,板状岩石声发射定位的误差显著减小,定位精度提高;岩石试件定位误差的误差波动更为平稳,有效改善了声发射源位置对定位效果的影响。本方法为岩石缺陷的精确定位提供了1种较好的技术手段。     

鲸鱼优化算法下气体泄漏源波达方向估计法

为减小压力容器气体泄漏实时位置估算误差,准确监测容器工况,首先,从声学监测角度提出一种引入鲸鱼优化算法(WOA)的泄漏源估计方法,采用波达方向(DOA)估计法预测气体泄漏位置方向,获得泄漏源角坐标;然后,引入WOA自适应选择方法分解DOA的特征值,多次迭代得到最精确的泄漏位置;最后,以某化工厂中压力容器数据为实际算例,...     

基于三分量P—S波形的岩体声发射源定位算法

依据P、S波的到达时差和三分量P波初动波形可实现单探头源定位.P、S波到达时差的大小与源距离成正比;三分量P波初动的偏振分析可以追踪传播方向.给出了采用三分量法进行声发射源定位的处理步骤和算法,确定了计算声发射事件相对级的公式,并对有关问题进行了讨论.     

粒子群优化算法在源强反算问题中的应用研究

在危险化学品泄漏事故中泄漏源强是预测事故后果的主要影响参数,也是事故应急救援决策的基础。为了在化学品泄漏事故过程中快速准确地获取泄漏源强数据,将粒子群优化(PSO)算法应用于危险化学品泄漏源强的反算中。利用高斯烟羽扩散模型和下风向浓度测量数据,将计算浓度与测量浓度的误差平方和作为目标函数,采用粒子群算法来优化,以确定源强并通过模拟的测量浓度数据进行算法有效性验证。结果表明,PSO算法及其参数改进算法不依赖于初值的选择,计算速度快,能满足事故应急响应救援的需要。     

基于改进型萤火虫群优化算法泄漏源源强及位置反算研究*

针对标准萤火虫群优化算法（GSO）在危化品泄漏源源强及位置反算中存在精度不高,容易陷入局部最优等局限,提出混合萤火虫-Nelder Mead单纯形算法（GSO-NM）,并与基于步长的改进萤火虫群优化算法（MGSO）以及单纯形搜索混合协同进化萤火虫群优化算法（HCGSOSSM）进行比较分析,将3种改进型萤火虫群优化算法应用于泄漏源源强及位置反算中进行比较分析。研究结果表明:GSO-NM算法可以有效提高定位精度和稳定性,能较为精确地反算出泄漏源源强及位置,为泄漏源源强及位置反算研究提供1种新思路。     

基于MCOA布置矿井瓦斯传感器

为了预防矿井瓦斯事故,确定增设瓦斯传感器的数量和位置。通过建立监测有效 等级来确定增设瓦斯传感器的数量,然后通过分析多个猴群同步并行搜索、简易猴群算 法的初步搜索和基本和声算法的二次搜索等方法,设计出猴群优化算法的计算流程,再 根据瓦斯传感器布置的目标函数确定增设瓦斯传感器位置。以大隆矿为例进行了现场工 业试验,结果表明,增设瓦斯传感器的数量与监测有效等级之间成正比例关系,但并非 随着监测有效等级的提高而持续增加。     

基于多/单点监测模式的危险化学品事故源反算方法比较分析

利用事故现场监测所获取的部分浓度数据来反求事故源的位置和强度,能够为事故影响范围的确定提供依据。但突发事故现场难以及时布设多监测点,为了灵活处置突发事故,提出了一种基于单监测点的两阶段反算模型。首先利用当前已获取的事故信息,初步反算事故源;再利用初步反算结果,根据浓度趋向性和事故伤害分区,调整监测点的位置以获取更多有效信息。其次,对当前得到的参数估计结果,预测判断是否还需要进一步的监测。仿真结果表明,基于单监测的两阶段反算模式可以实现事故源的准确反算。比较分析了基于多点和单点监测模式的危险化学品事故源反算方法,结果表明:1)多点监测能更全面地反映现场信息,而单点监测只能揭示局部信息;2)多点反算模式只需执行一次反算过程即可得到事故源结果,而单点反算模式的执行次数至少不少于未知参数的个数;3)二者反算结果精度相当,但是效率上单测点由于多次执行反算过程,计算相对耗时;4)从事故现场处置的灵活性考虑,单点模式更符合应急需求。     

三河尖煤矿热力参数测定及热湿源危害分析

确定合理的测试方法、路线,并在对三河尖煤矿热环境参数进行分级的基础上,沿主要进、回风路线对矿井温度、压力、风速、密度、含湿量、相对湿度、热焓以及湿卡他度等热环境参数进行详细测定,进而对地面流经采掘工作面过程中风流路线的变化规律进行详细分析,指出它们之间的相互变化关系。由测算数据得出风流自地面至采掘工作面热环境参数变化规律及热湿源分布,进而确定了新暴露围岩及综采工作面围岩散热为井下最主要热源,为三河尖煤矿热湿源确定及热害治理指明了方向。     

一台1000m^3球罐声发射检测的应用

利用声发射技术整体监测球罐，对声发射定位源信号强度进行分析，确定声发射定位源信号的综合等级，并以综合等级决定是否需要利用常规无损检测复验，从而了解球罐的整体安全状况。     

改进非线性海鸥算法在矿震定位中的应用

为了提高矿震定位精度，保证算法能快速收敛且具有较强鲁棒性，提出了一种基于改进非线性海鸥算法的矿震定位算法(Robust Difference Seagull Optimization Algorithm, RD-SOA)。该算法首先计算差值矩阵，提出采用稳健差值法作为目标函数，其次基于海鸥算法，提出非线性惯性权重，最后通过海鸥间相互作用求解震源点位置。通过模拟试验分析，当波速在-1%～1%、-3%～3%和-5%～5%的范围内浮动时，RD-SOA的定位精度均优于传统的非线性最小二乘法(Nonlinear Least Square, NLS)和Geiger定位法及改进前的SOA,相同情况下，RD-SOA比SOA的收敛速度提高了67%。通过柿竹园金属矿人工爆破数据进行对比分析，RD-SOA定位结果的绝对误差由原始SOA的13.7 m降低至3.8 m。对某煤矿的一次大能量矿震事件进行定位，震源位于采空区顶板上方38 m厚细砂岩层中，受开采影响导致工作面后方顶板断裂，为本次事件提供了能量源。     

基于SSO的铀尾矿库无线传感器网络定位算法

为提高铀尾矿库无线传感器网络(WSN)定位算法的定位精度和收敛速度,利用优化的麻雀搜索算法(SSA)改进基于信号强度指示(RSSI)的定位算法。首先,引入混沌映射和精英方向学习初始化麻雀种群,丰富种群多样性,提高算法的全局寻优能力;其次,采用莱维飞行策略改进搜索者的位置更新方式,避免陷入局部最优;然后,采用优化的SSA代替最小二乘法来定位未知节点,并将定位算法应用于铀尾矿库放射性核素污染监测定位;最后,在不同的锚节点数、通信半径以及噪声标准差条件下,对比麻雀搜索优化定位算法(SSOLA)与加权质心定位算法(WCLA)、接收信号强度指示差定位算法(RSSID)、麻雀搜索定位算法(SSA)、粒子群定位算法(PSO)以及樽海鞘群定位算法(SAP)的性能。结果表明：SSOLA与其余5种算法相比定位误差平均下降41.9%、45.2%、26.8%、39.9%和36.9%,定位精度更高,收敛速度更快。     

危险化学品泄漏事故泄漏源强反算方法比较研究

比较现有的主要大气源强反算方法,包括Safer实时响应系统中使用的反算方法、基于遗传算法的反算方法、基于最佳摄动量法的反算方法和利用逆向轨迹反演模式的反算方法;对4种反算方法的应用做比较研究,分析各种方法的特点、不足以及适用性,根据各自在实际事件中的应用效果判定算法在应急响应过程的可行性。笔者将牛顿-拉弗森法作为寻根法应用到Safer系统的反算法中,并结合企业生产实际对其应用效果进行验证;结果表明,基于寻根法的Safer反算法反算速度快,结果准确度高,更适用于应急响应过程。同时在各种方法比较的基础上对应急响应应用提出了建议。     

灾后应急资源配送的LRP模型与算法研究

针对灾后应急资源配送的优化问题,考虑配送中心定位和配送路径方案的相互影响,建立应急资源配送的“定位-路径安排问题”优化模型,给出应急配送中心定位和配送可靠路径的全局优化方案。根据该模型的特点,设计多吸引子的离散粒子群优化算法,并结合仿真与分析,验证模型和算法的有效性。模型与算法的研究,对于突发事件下不确定交通路网应急资源配送决策具有一定指导意义。     

基于时差收敛算法的声发射源定位方法研究

本文针对传统基于时差的声发射定位方法精度及稳定性不足且易受检测环境影响的问题,提出了一种基于收敛算法的声发射源定位方法,经过循环迭代不断优化声发射信号的到达时刻计算方式,使得定位计算重构的定位源稳定收敛在近似同一区域,从而提高声发射源的定位准确度。     

适用于移动平台的河流突发污染溯源算法研究

提出了一种适用于小型移动水质检测平台的一维均一地表水单点源污染物溯源新算法,即通过计算污染物在时间域和空间域的质量浓度导数来反推污染物初始排放点的位置、排放时间及污染物总量.首先,通过算例仿真研究表明,此方法具有较高的溯源精度(与理论距离偏差在10％以内).其次,结合目前移动检测的实际限制(平台长度、取样时间等),对算法中涉及的采样时间、距离等因素的选择进行分析,对移动平台的溯源操作给出了优化建议,以确保有较高的溯源精度.最后,通过实验室水槽缩尺模型试验验证了算法有较高溯源精度(最大偏差在30％以内),从而在原理上证明了该算法适用于特定流域下的移动水质污染溯源.     

基于逆算法与试算法的车辆碰撞车速对比研究

为提高道路交通事故车速计算仿真再现的准确性与实用性,基于车对车碰撞事故案例,采用道路交通事故分析与再现系统(Crash View)逆算法与Pc-Crash试算法,对比分析其计算机制、模型算法、输入参数、输出误差等核心解算部分,优化车速计算算法,完成事故实际场景车速计算;Crash View系统计算相对误差约为4%,输入车辆位置、车身结构、车体姿态参数量较少且易于获取;Pc-Crash系统计算相对误差约为9%,计算时需要人工手动反复试算,调整车速、位置、姿态等预估参数。研究结果表明:采用Crash View逆算法的仿真再现系统更适用于实际交通事故车速计算; PcCrash试算法受经验公式影响较大,适用范围较小。