分类分级视角下供水管网地震韧性评估研究

为解决供水管网安全精细化管理问题，提升城市供水管网地震韧性水平，在综合分析影响供水管网安全的主要因素的基础上，引入分类分级理念，结合动态分级法(Dynamic Classification Method, DT)和集对分析-可变模糊模型(Set Pair Analysis-Variable Fuzzy Recognition Model, SPA-VFRM),建立供水管网地震韧性评估分类分级模型，动态优化供水管网地震韧性分类，量化评定管道安全韧性分级，并应用于某县城供水管网安全韧性综合评估。结果表明，提出的新模型可以有效实现供水管网地震韧性的分类与分级，提高供水管道风险识别的精确性，能够为制订科学的供水管网维护和改造策略提供理论支持。     

供水管网震后流量监测点的动态分级优化布局研究

为了提高管网地震监测点布局的准确性和合理性，基于管网微观水力计算模型和动态分级法，提出供水管网震后流量监测点的动态分级优化布局模型。首先，利用管网微观水力计算模型计算管段流量的影响系数，构建管段的影响系数矩阵，并利用信息熵确定管段权重；其次，标准化处理影响系数矩阵，通过聚类迭代提出供水管网地震流量监测点优化布局的动态分级方法，对供水管网震后流量监测点进行优化布置分级评定；最后，根据工程实例进行方法实践，结果表明:供水管网中的管线分类较为科学合理，地震监测点在供水管网上分布也比较均匀，而且该模型在一定程度上消除了人为因素的影响，保障了震时管网的监控效果和日常建设的合理性。     

投影寻踪动态聚类模型及其在天然草地分类中的应用

投影寻踪聚类模型在多因素聚类分析中被广泛应用并取得了满意的效果,然而,该模型还存在如密度窗宽参数取值由经验确定等不足,有待改进提高.本文针对投影寻踪聚类模型的不足,首次把投影寻踪的思想和动态聚类方法结合起来,构造投影指标,提出了投影寻踪动态聚类新模型.新模型在整个运算过程中不需人为给定参数,聚类结果客观、明确,而且它还具有稳定性好、操作简便等特点.天然草地分类的实际应用表明,投影寻踪动态聚类模型切实可行,取得了很好的效果,在多因素聚类分析领域具有广阔的应用前景.     

基于H-OWA算子和投影寻踪的地铁站水灾安全韧性评估

为提升地铁运营系统的可靠性,基于韧性理论,从抵抗能力、适应能力和恢复能力3个方面,提出包含20个韧性指标的地铁站水灾安全韧性指标体系;采用H-OWA算子修正层次分析法(AHP)的主观误差,再结合投影寻踪模型(PPM),确定韧性指标体系综合权重;应用疏散模拟软件Massmotion获取地铁站应急疏散时间作为指标数据,并基于模糊综合评价(FCE)建立地铁站水灾安全韧性评估模型,以郑州紫荆山地铁站为例进行模型应用。研究结果表明：该安全韧性评估模型通过获取与处理目标地铁站指标数据,可确定地铁站水灾安全韧性等级;实例紫荆山地铁站水灾安全韧性等级为较高韧性(Ⅳ),且评估结果与地铁站实际情况相符;出入口可防御水位标高指标对地铁站水灾安全韧性影响最大。     

基于投影寻踪聚类的油气管道失效可能性评价

为保障油气管道运行安全,将投影寻踪聚类的方法引入油气管道失效可能性评价中,从系统理论的角度将油气管道失效分为致灾因子危险性、承灾体的脆弱性和应对能力脆弱性3个子系统,据此建立油气管道失效可能性评估指标体系,然后基于投影寻踪聚类的失效可能性评价模型,对油气管道失效可能性进行量化分析,从而确定其失效可能性等级。实例分析表明,所建立的失效可能性评价模型能对油气管道失效可能性进行评价,可为管道的风险管理提供决策依据。     

尾矿库溃坝灾害风险分级评估的加权云模型研究

为了实现尾矿库坝灾害风险的准确分析,提出了一种尾矿库溃坝灾害风险分级评估的加权云模型。首先基于文献计量法以及相关分级标准构建了尾矿库溃坝灾害风险分级指标体系;然后基于博弈论确定了频次法和投影寻踪算法的组合权重;最后采用云模型来表述各风险等级之间的模糊性和不确定性,并结合基于博弈论的组合权重确定了尾矿库溃坝灾害风险等级的综合隶属度,再采用9组尾矿库实例进行验证加权云模型的评估结果。结果显示,加权云模型评估的9组尾矿库样本结果与实际相符,表明模型具有较高的预测精度,可以为尾矿库溃坝灾害风险等级评估提供可靠的依据。     

基于改进PPC模型的铁路弃渣场综合风险评价系统

为了客观准确地评估铁路弃渣场的综合风险,建立基于改进投影寻踪聚类（PPC）模型的风险评价模型。首先建立了6个维度共19个因素的指标体系,并制定相应评价标准;然后借鉴K均值聚类思想来确定PPC模型关键系数-密度窗宽R,以解决传统方法造成的聚类效果差等问题;同时将遗传算法（GA）作为模型优化算法得到最优投影方向和样本投影值等关键数据;最后以贵昆线铁路的10座弃渣场作为案例研究,研究结果表明:“弃渣场边坡条件”和“地形与地基条件”2个维度对弃渣场的综合风险影响最大;验证了所建模型的科学性,评价结果能够规避人为主观因素的干扰,更加与实际情况相贴合。     

投影寻踪聚类方法在煤与瓦斯突出危险性预测中的应用

为了提高煤与瓦斯突出预测的准确率,在研究矿井瓦斯地质特征基础上,建立煤与瓦斯突出预测指标体系,应用投影寻踪方法和聚类方法构建了煤与瓦斯突出危险性预测的投影寻踪聚类模型。该模型通过计算反映煤与瓦斯突出危险程度的一维投影特征值,并对其进行聚类分析,得出煤与瓦斯突出危险性等级。将模型应用于平煤八矿戊9,10-21030工作面回风巷,预测等级与实际煤与瓦斯突出情况吻合度较高。结果表明,应用投影寻踪聚类方法对平煤八矿进行煤与瓦斯突出危险性预测是可行的。     

基于遗传投影寻踪聚类模型的煤层自燃危险性预测方法

为了更加科学、准确地对煤层的自燃危险性进行预测,从煤自然属性、地质条件和开采条件3方面选取指标构建了煤层自燃危险性预测指标体系,结合遗传投影寻踪算法和聚类方法建立了煤层自燃危险性预测的遗传投影寻踪聚类模型。该模型通过运用遗传算法对投影方向进行优化,计算能够反映煤层自燃危险程度的一维投影特征值,并对投影特征值进行聚类分析,从而得出煤层自燃危险性等级。将模型运用于所选的8个样本工作面,得出的煤层自燃危险性预测等级和实际情况吻合度较高。结果表明,遗传投影寻踪聚类方法能够实现对工作面煤层自燃危险性程度的有效预测。     

直觉模糊集TOPSIS在边坡地震稳定性评价中的应用

为准确评价岩土边坡地震稳定性,建立基于直觉模糊集逼近理想解排序(TOPSIS)法的边坡地震稳定性评价模型。首先综合考虑定量与定性指标,选取岩土体特征、新构造运动特性、坡高、坡角、年降水量、场地地震烈度等6个因素为边坡地震稳定性评价指标;然后针对定性指标与指标权重的模糊性,利用直觉模糊集对其进行表示,并结合TOPSIS构建边坡地震稳定性评价模型;最后利用模型对16处边坡地震稳定性进行评价,结果与实际相符。研究结果表明:基于直觉模糊集TOPSIS法的岩土边坡地震稳定性评价模型可用来处理指标权重和定性指标的模糊性,与突变级数法、属性数学、灰色聚类法、综合指标法、模糊因素法等方法相比,用其得到的评价结果更准确。     

基于EFQM的高危企业安全绩效评估模型研究

针对我国近年来高危企业恶性事故频发与安全生产水平低下的现状,构建一套安全绩效评估方法与模型,帮助高危企业实现安全绩效的自我评估与改进.通过可持续发展、以人为本、社会道德和融入文化等四个方面,提出借鉴EFQM的高危企业安全绩效评估模型的研究意义.基于模糊聚类分析法与层次分析法归纳安全绩效6项构成要素(领导、人员、资源设施、政策战略、生产过程和事故损失等)及其评估权重指标,并划分5个分级层次;构建基于构成要素之间逻辑关系的安全绩效评估模型结构;最后运用RADAR计分矩阵对安全绩效作出评估.     

桥梁结构服役状态的动态分级聚类模型

为准确快速评定现役桥梁的结构状态等级,结合桥梁工程检测规范和结构特征参数,从几何特征、材料性能、环境条件、作用类型等4个维度构建钢筋混凝土桥梁服役状态量化指标体系;基于动态分级聚类法(DGCM)和熵权综合排序法,建立桥梁结构服役状态的动态聚类评定模型;采用该模型对11座桥梁进行状态评定,并将评定结果与其他方法进行对比分析。结果表明:在最佳聚类数目下的桥梁分类结果与另2种方法的结果完全一致;相比既有的规范标准方法,用所建模型能够更加准确科学地评定桥梁的实际服役状况。     

基于LS-SVM的供水管网安全性评价方法研究

为评价城市供水管网的安全性,保障其正常运行,笔者基于多元分类最小二乘支持向量机(LS-SVM)的方法,在对城市供水管网安全运行影响因素总结与分析的基础上,构建供水管网安全性评价的指标因素集与评价模型,通过对有限的经验数据的学习,建立供水管网安全性与其影响因素之间的非线性关系。运用该模型进行实例仿真模拟,通过与实际安全等级及BP神经网络模型预测安全等级之间的对比表明:基于LS-SVM的供水管网安全性评价方法具有较高的精度,正确分类率可以达到83.33%。     

基于模糊相似优先比的供水管网渗漏同步诊断*

为加强城市供水管网渗漏诊断能力,采用基于模糊相似优先比的漏损判别方法实现供水管网漏损定位及漏损程度的同步诊断。通过MATLAB软件调用最新版EPANET V2.2建立供水管网模型,在管段中间加入扩散器模拟单次渗漏事件,通过更改扩散器系数实现渗漏量的控制;基于压力驱动水力分析得到各节点压力变化,遍历模拟各管段漏损后,通过建立节点压力灵敏度矩阵,采用K均值聚类法进行监测点布置;在此基础上,在易渗漏管段模拟产生不同渗漏级别的渗漏事件,以监测点压力变化值构建源范例库,在熵权法的基础上,采用模糊相似优先比方法同步诊断渗漏位置及渗漏程度。以某一实际管网为例,模拟产生50例历史渗漏事件,采用模糊相似优先比同步诊断新渗漏事件的渗漏位置及渗漏程度,并对比3种权重方法。结果表明:模糊相似优先比法可有效地实现渗漏定位与渗漏程度的同步诊断。     

城市群综合承灾能力评价的RAGA-PP模型

为解决已有模型普遍存在的难以动态评价非线性寻优的现实问题,引入投影寻踪(PP)模型进行城市群综合承灾能力评价,并运用基于实数编码的加速遗传算法(RAGA)优化辅助多维数据空间拓扑结构的投影方向,对长三角城市群(YRDUA)地区进行实证研究。结果表明：RAGA-PP模型与典型的熵权法(EWM)、灰色关联分析法(GRA)评价结果具有高度一致性,且RAGA-PP评价结果更符合实际,表明RAGA-PP模型具有较强的精确性、稳健性和抗干扰性,不仅能够聚焦于优秀个体的取值区间来实现全局搜索和加速评估,也在较大程度上避免传统方法长期存在的权重设置主观性较强、高维数据不易处理的现实问题;另外,各子系统维度的目标投影值平均水平排序为：抗灾维度>防灾维度>救灾维度>恢复维度,表明抗灾维度指标对综合承灾力影响程度最大。     

复杂网络理论下燃气管网节点重要性分析方法

为提高城市燃气管网重要节点的安全运行水平,基于复杂网络理论,构建城市燃气管网拓扑结构模型及评价指标体系;在不考虑管网方向性条件下,运用基于逼近理想解排序(TOPSIS)的多属性决策法,分析节点重要度;在考虑管网方向性条件下,采用PageRank算法分析节点重要性排序;综合分析管网的关键节点位置及重要性排序。结果表明:基于复杂网络理论的拓扑结构图能较清晰地显示管网节点所处位置;节点效率、网络节点中心性及网络方向性均为影响管网节点重要性的因素;管网流向对重要性高的节点有较大影响。     

矿井防尘供水管网可靠性未确知测度评价模型

为研究矿井防尘供水管网安全可靠性,综合考虑管网运行的影响因素,选取13个评价指标,建立指标体系,划分评价等级。依据未确知测度理论,构建矿井防尘供水管网未确知测度评价模型。以范各庄矿为应用对象,量化各指标,构造指标测度函数;运用信息熵确定指标权重;依据置信度识别准则,得到管网评价等级为Ⅱ级,说明其安全可靠性好。以5个典型煤矿为样本,运用该评价模型,分别得出各矿供水管网安全可靠性等级,并与实际情况对比,评价结果和实际情况相吻合,验证了模型的有效性。     

道路交通安全宏观评价投影寻踪法

综合考虑人、车、路及社会经济发展水平对道路交通安全的影响,构建12个相对指标的道路交通安全宏观评价指标体系.针对现有的道路交通安全宏观评价主观评价法和客观评价法的不足,基于投影寻踪的基本原理和求解过程,提出一种新的道路交通安全宏观评价法.该方法运用投影寻踪技术,把多指标的道路交通安全宏观评价问题中的高维数据投影到低维空间,同时采用遗传算法优化投影指标函数,寻求最优的投影方向向量,即客观权重.通过增加主观约束条件,又适当兼顾决策者对某些评价指标的偏好,实现了评价指标的主、客观权重的综合考虑.最后选取2006年全国部分省份的道路交通事故统计数据为实例样本,通过与主成分分析法和模糊综合评价法的比较研究发现,不同评价方法的道路交通安全状况排序有所差别.     

雨洪灾害情境下城市韧性评估模型

为定量评估城市应对雨洪灾害的能力,建立基于韧性理论并结合逼近理想解排序法(TOPSIS)的评估模型。从城市韧性的抵抗力、恢复力和适应力3大属性出发,建立雨洪灾害情境下城市韧性评估指标体系,该体系包含3个一级指标和25个二级指标;在此基础上,应用基于Kullback-Leibler公式改进后的TOPSIS法,构建城市韧性KL-TOPSIS综合评估计算模型;并以武汉市2009—2015年相关数据为例,利用该模型评估分析武汉市雨洪灾害情境下的城市韧性。结果表明:用该模型能够分析出某段时间内城市韧性水平、抵抗力、适应力和恢复力随时间的变化趋势,对其加以比较分析,进而找出城市应对雨洪灾害时存在的薄弱环节,提出相应的强韧建议。     

地震灾害下城市供水网络韧性评估及优化研究

为提升城市供水网络应对地震灾害的能力,基于性能响应函数(PRF)方法,引入基础设施网络均衡理论,设计综合考虑城市供水网络物理状态和输送能力的性能时程响应函数,构建贯穿结构和功能双维度的地震灾害下城市供水网络韧性评估方法;从灾害概率、灾害后果、恢复速度、恢复程度等4个关键因素出发,提出城市供水网络网状扩张、管道延性改造、增加恢复资源和提升恢复储备等韧性优化策略;以我国华东某市供水网络为例,定量评估不同优化策略下的韧性提升效果,提出不同决策场景下恢复资源r和恢复储备b的优化配置方法。结果表明:管网延性改造是提升供水网络韧性的有效措施,网状扩张能提升供水网络性能,但对韧性提升无明显作用,网状扩张后要注意增加网络恢复资源和恢复储备。