多种灾情预测模型的研究──2001年后上海市热带气旋灾情预测

采用３种方法，即灰色模型ＧＭ、自回归－滑动平均模型ＡＲＭＡ和人工神经网络ＡＮＮ预测了上海市２００１年后（含２００１年）强热带气旋出现的趋势与规律。结果表明，２００１，２００６和２０１０年将出现中级以上灾情，而前两个年份灾情较重．通过数值计算结果比较了３种方法的应用特点，为进一步建立综合预测模型打下基础。     

非线性时序法在城市大气污染预测中的应用

建立城市大气污染预测模型是治理城市大气污染的重要工作。在简述时间序列方法基本原理的基础上，分析了系数为变量的自回归滑动平均（ARMA）模型、截断ARMA模型，和残差为自回归综合滑动平均（ARIMA）的半参数方法等城市大气污染预测模型。以法国某城市为例，分别采用AR模型和系数为变量的AR模型对大气污染进行了预测。通过比较预测结果可知，基于非线性时间序列方法的城市大气污染预测模型可以提高预测精度，降低预测误差。     

沙堆模型动力学特性与灾害系统演化预测研究

基于自组织临界性的理论框架,针对处于周期区与混沌区之间状态的灾害系统,研究其可预测性及预测方法.通过均匀和非均匀沙堆对比实验,发现两类沙堆模型表现出两种动力学行为--自组织临界性和准周期性.采用时序分析、功率谱分析和R/S分析等多种方法分析了两类系统的演化行为,反映了灾害系统的可预测特征;进一步提出了灾害预测的几个研究方向及方法.最后以极值统计法为例,介绍了其在两类灾害预测中的应用.     

城市供水管网健康监测与诊断:IV.监测点压力在线预测

供水管网运行状态的准确把握,对供水管网的健康监测与诊断至关重要,而监测点压力是管网运行状态最重要的标志之一。提出用于供水管网监测点压力在线预测的EMD(经验模态分解)与自回归模型相结合的方法,并对EMD组合模态所蕴含的物理意义进行了阐述。通过一实际供水管网中某监测点压力的在线预测与实际监测值的比较,验证了方法的有效性,此方法可提高城市供水管网健康的在线监测与诊断的效率。     

泥石流平均流速的MLS模型预测

泥石流的流速预测是泥石流灾害防治的核心问题之一。由于泥石流流速的影响因素众多,需要寻求能够综合反映泥石流流速影响因素的预测模型。移动最小二乘法(MLS)预测模型具有自学习和自组织及捕捉到影响因素数值微小变化的能力,可以解决泥石流流速预测存在的一些问题。采用云南蒋家沟泥石流流速实测数据作为训练样本和预测样本,以泥深、比降、密度、颗粒的平均粒径作为输入因子。讨论了用MLS方法进行泥石流平均流速预测的可行性与有效性,并将预测结果与经验公式、BP神经网络以及支持向量机进行了对比。结果表明,MLS方法的最大预测误差为4.6%,平均误差为2.7%,预测精度优于经验公式、BP神经网络及支持向量机方法。MLS方法可以为泥石流防治提供更准确的科学依据。     

海洋冰情预测的径向基函数网络模型

为了提高非线性时序预测模型的精度,利用自相关技术分析了海洋冰情时序的延迟特性,据此确定了RBF网络的输入、输出向量,给出了MATLAB环境下海洋冰情预测的高精度径向基函数(RBF)神经网络的结构、设计、仿真函数和图形结果的输出方法,建立了海洋冰情预测的高精度RBF网络模型.使用27年的海洋冰情实测资料进行了网络的训练和检验,并将之用于预测,各训练样本的误差为0.0,预测值的精度高于门限自回归模型预测的精度.实例分析表明,所构建的RBF网络模型能充分利用预报因子的信息和神经网络方法的非线性映射能力,模型稳定性好,精度高,可广泛应用于各种自然灾害的非线性时序动态预测.     

桥梁群体震害预测方法的研究

本文研究了桥梁群体震害预测方法的理论,并采用模糊数学、灰色系统理论和概率分析方法,建立了中、小型桥梁群体震害预测的数学模型。在对江南一带城市地震震害预测工作中桥梁抽样单体震害预测经验法的计算基础上,给出了公路桥梁在不同地震烈度影响下的单因素评价矩阵,为区域性的地震震害预测工作提供了一个有力的实用工具。     

厄尔尼诺事件与黑龙江省低温洪涝灾害的影响及其预报

在研究厄尔尼诺（拉尼娜）事件对黑龙江省低温洪涝灾害的影响中,提出了一种表征厄尔尼诺现象的IEN指数,并根据IEN指数谱分析结果给出了厄尔尼诺（拉尼娜）事件的统计预测方法。对1997年强厄尔尼诺和1998年拉尼娜事件的实际预报效果表明,该方法是可行的,在区域和省级短期气候预测中可以发挥重要的作用。     

高喷插芯组合桩极限承载力的灰色预测

高喷插芯组合桩(JPP)是一种新的桩型,具有承载力高、造价低等优点。许多工程单桩的静载荷试验只能加到两倍设计荷载,无法达到试桩的极限或破坏荷载,因此利用有限的实测数据比较准确地预测高喷插芯组合桩的极限承载力具有一定的现实意义。根据灰色理论,介绍了预测单桩竖向极限承载力的自调整非等步长GM(1,1)模型,讨论了三种不同的灰色模型在有限的实测数据条件下预测单桩极限承载力以及荷载—沉降关系的方法。通过对达到破坏和未达到破坏的工程实例的分析计算,证明三种模型的预测精度是令人满意的,其中等维新息模型预测精度最高。     

基于速率倒数法的滑坡时间概率预测∗

在滑坡时间预测中,基于变形监测数据的速率倒数法受到了广泛重视。在该方法的使用过程中,存在模型参数难以同时标定、难以考虑预测时间的不确定性的难题。针对上述不足,提出了一种两阶段速率倒数模型的标定方法。基于该方法可以对模型参数进行同时标定,同时可对滑坡时间进行概率预测。结合10个滑坡案例比较了不同模型假设对滑坡时间预测的影响。结果表明,考虑滑坡时间的不确定性后,预测滑坡时间与实际观测滑坡时间更为符合。考虑速率倒数模型的非线性后,拟合最优模型与实测数据的拟合度更好;但从预测效果而言,线性模型预测结果与滑坡实际发生时间符合的程度更高。     

预测低温冷害的门限回归模型

提出用门限回归模型（TR）来描述低温灾害指标变量在灾害状况与非灾害状况的突变性。研制了TR建模的一套简便通用的方案，用笔者改进的遗传算法可同时优化门限值和回归系数，从而解决了TR建模过程所涉及的大量复杂寻优工作这一问题，为TR模型的广泛应用提供了有效工具。实例的计算结果说明了其可行性和有效性。该方案具有通用性，在各种自然灾害时序预测中具有广泛的实用价值。     

暴雨泥石流预报程式

论述了暴雨泥石流预报的４个基本原理,即现象可预报性原理、成困分类组合原理、判别因素简化原理和预报决策依据原理。对泥石流时间预报模型作了分类,提出了通过泥石流活动周期与降水量周期叠加,建立泥石流活动性的长期趋势预测模型;通过泥石流活动年数频次与降水量丰欠等级频次组合,建立泥石流活动年份频次的态势预测模型;根据月或旬雨量确定泥石流发生的阈值关系,建立年内月或旬泥石流发生频次的中期预报模型;由短期天气预     

低温环境下桥梁用结构钢疲劳寿命估算方法

在现有研究成果的基础上,基于断裂力学理论提出了适用于桥梁结构钢的低温疲劳寿命估算方法。利用室温环境下的疲劳性能参数和低温环境的基本力学性能参数对低温环境下的疲劳极限、疲劳裂纹扩展门槛值等进行预测,建立疲劳裂纹扩展速率模型,应用等效初始裂纹法估算低温环境下桥梁钢的疲劳寿命,并通过塑性区裂纹尺寸修正进行低周疲劳寿命预测。通过算例表明,该方法能够较为准确的预测Q345qD钢试件的拉伸疲劳寿命,从而避免了成本高昂的低温疲劳试验,为钢结构桥梁的低温疲劳分析提供简便而实用的依据。     

预测大气CO2浓度的非线性时序模型

提出了用双线性模型预测大气ＣＯ２浓度序列的一套简便方案，实例计算结果表明，该方案具有实用性和通用性，在各种非线性时序预测中具有重要的理论意义和广泛的应用价值。     

隧道火灾安全的“FAD”综合评价模型及其工程应用

正确的隧道火灾的安全评估是有效地进行隧道火灾的预测、控制和防火设计的基础。隧道火灾发生的原因十分的复杂。由此,基于对影响隧道火灾的各个因素及因素之间的关系全面分析的基础上,建立了隧道火灾危险性的评价指标体系,为隧道使用过程中的安全管理以及隧道火灾危险评价提供了切实可行的参考依据。将模糊数学、层次比较分析法、德尔菲专家法相结合,建立了隧道火灾安全的“FAD”综合评价模型。结合上海市外环隧道实例,将该模型在隧道火灾的安全评估中加以应用,验证了该模型的准确性,为隧道的“性能化”防火设计提供可靠的依据,可使隧道火灾的防治对策、安全管理更加科学、合理和有效。     

基于试验的岩坡滑动面力学参数反演

由于岩体强度试验得到的力学参数与实际情况偏差较大,利用试验所得岩体结构面强度参数计算得到的岩坡稳定性系数往往与实际情况有一定误差。利用概率论中的极大似然估计法,结合室内试验和边坡安全系数计算方法,对岩坡滑动面的参数进行反演。结果表明,该反演结果精确性较高,说明所用方法更为可靠,所得结果可以为边坡的稳定性评价和支护设计提供合理的参数。     

某110kV变电站备自投逻辑的改进

针对 110 kV 盐池变电站备自投装置安装过程中不满足三电源进线需求的问题,通过对软件逻辑进行改进,将国电南自公司的 PSP641U 备自投装置改造成该站 110 kV 专用备自投装置。应用结果表明:改进后的逻辑满足 110 kV 不同运行方式下的运行需要,在母线失压时能正确投入备用电源,有效地提高了盐池变电站的供电可靠性。     

加速度均方根地震动统计研究

根据美国加州等地的强震记录,采用回归分析方法研究了加速度记录水平、竖向分量的峰值加速度(PGA)和一定时间窗内加速度均方根(SRSTM S)的衰减规律。所采用的加速度记录共795组(两水平向与一竖向)2 385条。对作为地震危险性分析的主要参数PGA的衰减规律与SRSTM S的衰减规律作了详细的研究,结果表明,SRSTM S的离散性明显的小于PGA,因此建议将SRSTM S的衰减关系应用于地震动强度的危险性分析。     

基于修正RMR法的深部岩体工程围岩质量评价研究

深部岩体工程具有典型的高地应力、高地温和高孔隙水压等特点,传统的RMR法对评价其围岩质量存在不足之处。通过考虑高压地下水和高地温对岩体力学性质的影响分别引入地下水和地温弱化系数,结合连续性细化方法对传统的RMR法中的岩石单轴抗压强度、岩石质量指标和节理间距等三个评价指标的评分标准进行了修正,获得了三个评价指标值与其对应分值之间的非线性连续回归方程。然后,根据岩体中地应力的大小及岩石强度特征定义了岩体损伤破坏危险度系数,建立了该系数与岩体质量评分修正值之间的对应关系。由此获得了比较符合深部岩体工程围岩质量评价实际的修正RMR法,并用实例表明了其评价结果的合理有效性。