基于灰建模的瓦斯含量多变量预测模型研究

研究了GM(1,N)、GM(0,N)瓦斯含量预测模型的数学原理,收集郑煤集团告成矿地质勘探期间及生产期间的瓦斯含量实测资料,获得16个可靠点,选取基岩厚度、新生界厚度、煤层厚度、煤层水分、煤层灰分、50m顶板含砂率6个因素作灰色建模预测的指标,分别建立了GM(1,6)和GM(0,6)瓦斯含量多变量预测模型。根据计算和评价结果,GM(1,6)和GM(0,6)瓦斯含量预测模型精度均能够满足工程精度的要求,说明利用灰色模型来预测瓦斯含量是可行的。由于前者精度略高于后者,故建议告成矿采用GM(1,6)模型来进行未知地区煤层瓦斯含量的预测。需要注意,由于模型没有考虑构造的影响,在实际预测时,还应根据构造对待预测区的影响关系和影响程度对模型的预测结果进行修正。     

京津冀臭氧污染特征、气象影响及基于神经网络的预报效果评估

基于生态环境监测和气象观测数据,分析了2016~2020年京津冀13个城市臭氧（O₃）浓度特征,讨论了O₃污染高发月份日最高温度（T_max）、日均地面气压（p）、日均地面相对湿度（RH）和日均地面风速（v）等气象要素对O₃-8h浓度和O₃-8h超标情况的影响规律,并采用AQI级别预报准确率、O₃浓度范围预报准确率和O₃级别预报准确率等方法,评估了基于神经网络的O₃统计预报效果.结果表明,2016~2020年期间京津冀13城市ρ（O₃-8h-90per）分别为157.4、177.2、177.3、190.6和175.6μg·m^-3,区域臭氧浓度5a上升了11.6%,2016~2019年期间总体呈波动上升趋势,2020年环比下降;2020年与2016年相比,除北京、张家口和承德略有下降外,其他10个城市ρ（O₃-8h-90per）上升了6~45.5μg·m^-3.O₃-8h月均值呈现"两头低,中间高"现象,ρ（O₃-8h）在4~9月的月均值超过了100 μg·m^-3,在6月最高,为158.10 μg·m^-3.城市O₃-8h超标率范围为8.6%~19.2%,97.8%的O₃-8h超标情况发生在4~9月.区域尺度上O₃-8h浓度与日最高温度相关性最强,当T_max在25~28℃区间时,所有城市开始出现O₃-8h超标.O₃-8h浓度与日均地面气压呈负相关关系;当RH在60%以下时,大部分城市O₃-8h浓度随相对湿度上升缓慢增长;当RH在61%~70%以上时,大部分城市O₃-8h浓度随日均相对湿度上升而下降.O₃-8h超标时的地面主导风向主要为偏南风,大部城市O₃-8h浓度高值易集中出现在2~3m·s^-1及以下低风速区间.OPAQ统计模式提前1~9 d预报相关系数范围为0.72~0.86,AQI级别预报平均准确率为67%~86%,O₃-8h浓度范围预报平均准确率为63%~84%.在O₃-8h超标情况多发的4~9月,模式对O₃轻度污染和O₃-8h超标情况提前3 d预报准确率分别为69%和66%,可为O₃-8h超标管控提供参考依据.     

新亚欧大陆桥新疆段环境灾害的灰色拓扑预测

基于灰色系统理论中拓扑预测的理论方法 ,对新亚欧大陆桥新疆段环境灾害造成的受损长度进行了分析预测 .在对受损长度时序分布特征分析的基础上 ,给定一组阈值 ξi,并按不同的时间序列分别建立 GM(1.1)模型而得到模型群 .然后应用新亚欧大陆桥新疆段 38年(1959～1997年)的受损长度统计资料 ,对所建模型群进行了检验 ,并用此模型群对未来可能出现一定阈值范围内受损长度的年份进行了预测 .经检验 ,该模型群的原点误差范围为 0.090～6.520 ,精度范围为 72.658～ 97.134.结果表明 ,所建模型群精确度高 ,科学性较强 ,具有比较好的实用性 .     

霾天能见度参数化方案改进及预报效果评估

为了选择适合京津冀地区能见度预报的参数化方案,为霾的预报提供更准确的能见度预报产品.根据实际应用需求,改进了基于气溶胶体积浓度建立的Chen等能见度参数化方案（S1）,并利用2017年2月快速更新多尺度分析和预报系统-化学子系统（RMAPS-CHEM v1.0）的预报结果,对比评估了该方案与基于PM_2.5浓度建立的参数化方案（S2）和Mie散射计算方案（S3）在京津冀地区的预报效果.结果表明：①模式系统对京津冀地区的PM_2.5浓度预报总体较好,预报值与观测值非常接近,二者的相关系数在大部分地区可达0.8以上,小时相对湿度的预报值与观测值相关在0.78以上,平均误差低于3.91%.②三套方案计算的能见度都能较好地预报出2017年2月京津冀地区能见度的时间演变趋势,且在大部分时间三者计算的能见度都非常接近.总体上S1计算的能见度最低,S3计算的能见度最高,S2居中.在京津冀大部分地区,S1的均方根误差和归一化平均绝对误差最低,S3的最高,S2居中且在北京地区表现最佳.③能见度大于10 km时三套方案计算结果都偏低,其中S3的平均误差和均方根误差最低,能见度低于10 km时,特别是对出现频率较高的1~5 km低能见度的预报,S1方案的平均误差、均方根误差和归一化平均绝对误差都是最低的,更适合京津冀地区霾天气能见度的预报应用.     

系统加权聚类法及其在滑坡稳定性预测中的应用

本文以工程地质类比分析法为基础，针对一般系统聚类法在滑坡稳定性预测中应用的不足，提出并建立了一种系统加权聚类法。最后以三峡库岸研究程度较高的３６个边坡为例，进行了一般系统聚类法与系统加权聚类法的对比研究。对比研究结果表明：系统加权聚类法应用于滑坡稳定性预测，其预测精度有较大提高。     

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     

努力创建地震预报的应用基础学科——兼论板内现今地壳运动动力学

分析地震预报已取得的成就和面临的困境,根据国内外各相关学科的新进展,作者认为创建地震预报的应用基础学科是当务之急。一种可能的选择是,在现今地球动力学、动力大地测量学(地壳形变学)、实时大地构造学及系统科学、非线性动力学等前沿学科的交叉部位上,逐步建立板内现今地壳运动动力学(或板内现今构造微动态动力学、或板内地壳形变系统动力学)。它既是地震、火山、滑坡、泥石流等灾害预测的应用基础,又是立脚于中国的全球变化研究。对它的意义、研究对象、内容与方法作了探讨,最后提出了一批建议着手开展的应用基础研究课题。     

应用指数平滑法建立城市工业三废排放量预测模型

指数平滑法是常用的一种时间序列预测方法，但用于环境预测的先例则较少。本文以南通市１９８１－１９９０年工业三废排放量时间序列为例，简要介绍了该法的原理以及平滑计算、建模、预测和精度分析的过程，并对其在环境预测中的应用效果进行了探讨，结果表明，该法与目前环境预测中常用的回归法相比，具有数据来源较易，不需要特殊分布，计算简单，精度较高等明显的优点，充分显示出该法在环境预测中应用的可行性。     

反舰导弹命中精度预测与评估

目的解决反舰导弹命中精度受试验航区及靶场试验环境等客观条件制约,难以通过飞行试验得到客观全面评估的问题。方法在对影响反舰导弹命中精度的主要因素进行分析的基础上,利用实际环境条件下的飞行试验数据,构建基于偏最小二乘回归的命中精度模型,实现对反舰导弹各种使用环境条件命中精度的定量评估。结果在构建基于偏最小二乘回归的命中精度模型后,可以实现对90°发射扇面角、20 m/s侧风以及300 km最大射程等实际试验无法考核的边界使用环境条件下反舰导弹的命中精度进行定量评估。结论通过实例分析表明了方法的有效性和可行性,可以实现有小样本条件下对反舰导弹命中精度的评估。     

反舰导弹射击精度评估研究

分析了反舰导弹射击精度评估领域命中概率与圆概率偏差、命中区域圆概率偏差的分歧,提出了制导概率椭圆偏差和制导概率圆偏差的新概念。将反舰导弹飞行末段雷达导引头波束覆盖区域与打击目标水面舰艇轮廓大小进行了比对,根据比对结果划分为雷达导引头波束完全覆盖、部分覆盖和内嵌于目标三个等级,对应提出了命中概率评估方法、制导概率椭圆偏差评估方法和制导概率圆偏差评估方法。通过反舰导弹对快艇、驱护舰和航母三类目标射击精度评估算例验证了反舰导弹射击精度评估总体方案的全面性和三类方法的适用性。