汶川大地震余震等待时间序列——基于混沌理论的研究

根据混沌理论,对汶川大地震余震等待时间通过相空间重构,应用互信息法、Cao方法确定出重构参数,并分别计算了该序列的关联维、最大Lyapunov指数以及Kolmogorov熵等特征量。结果表明汶川大地震余震等待时间序列中存在明显的混沌特性,是非线性混沌动力系统演化的结果;并对余震等待时间序列的混沌性态及其产生的根源进行了简单的探索。研究结果可进一步研究汶川大地震余震等待时间序列的复杂性、演化规律及预测参考。     

低温雨雪过程的粒子群-支持向量回归预报方法

低温雨雪冰冻灾害是多种气象要素在同时段、同区域相互配合迭加影响而形成的,具有显著的非线性、时变性特征,预报难度很大。为此首先采用逐步回归与核主成分分析相结合的因子特征提取构建模型的输入矩阵。进一步采用粒子群算法对支持向量回归预报模型的相关参数进行优化,以华南广西区域持续性低温雨雪冰冻天气过程的冷湿指数作为预报对象,建立粒子群-非线性支持向量回归预报模型(PSO-SVR)。由独立样本对比预报试验结果表明,在建模样本相同、预报因子相同的条件下,粒子群-支持向量回归预报模型对严重过程和一般过程低温雨雪天气过程冷湿指数的独立样本预报平均绝对误差分别为7.39和7.65;而相应的回归预报方程对这两种过程的独立样本预报平均绝对误差分别为11.18和7.94,显示了PSO-SVR预报模型的预报误差明显小于一般的线性回归方法。     

近30年来湖北洪涝灾害时序特征及预测分析——基于分形与混沌理论的研究

借助分形与混沌理论,对1978-2004年湖北省洪涝灾害成灾面积时间序列进行了分析,重构了其嵌入相空间序列,计算了其关联维数和饱和嵌入维数,确定了模拟相应动力系统所需的基本变量数目;同时,通过计算Kolmogorov熵,得出了对该洪涝灾害时间序列进行预测预报的时间尺度.最后,基于R/S分形分析,对湖北省未来洪涝灾害成灾面积的发展趋势作了预测,对该省洪涝灾害成灾面积可能呈现增大趋势的原因进行了分析,并提出了相应的对策.研究表明,该方法是一种有效的研究洪涝灾害时间序列分形特征的方法,能够客观、合理地反映洪涝灾害系统的分形特征,能为建立洪涝灾害成灾面积时间序列预报模型提供基础信息.     

支持向量机在城市震后火灾损失预测中的应用

针对地震火灾的复杂性和多变性的特点,在综合分析了各种震后火灾损失预测方法的基础上,提出了基于支持向量机的城市震后火灾损失预测模型。以地震火灾的历史资料为依据,建立学习样本和测试样本,并与BP神经网络预测方法相比较,验证了其可行性,也为其它自然灾害的损失预测提供了简单、有效的方法。     

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。     

基于布谷鸟搜索优化的光伏电站辐照强度预测

针对光伏电站日前小时短期辐照强度的预测准确性问题,且考虑到支持向量机的学习参数对预测模型的性能有较大影响,为进一步提高数据的预测精度,利用布谷鸟搜索算法对支持向量机的惩罚因子c和核参数g进行优化,提出了一种基于布谷鸟搜索算法和支持向量回归的组合预测方法。仿真结果表明:该方法大大提高了光伏辐照强度预测的准确性和精度,可行且高效,适用于光伏在线预测。     

基于排列熵重构的EEMD-RVM短期光伏功率预测

针对光伏功率序列周期性非平稳特性,难以准确预测的问题,提出一种基于排列熵重构原则的集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition, EEMD)和相关向量机(relevance vector machine,RVM)的短期光伏功率预测新方法。仿真结果表明:该方法不仅能够有效提高短期光伏功率预测的准确性,而且缩短了预测时间,提高了光伏功率预测效率,适用于光伏功率短期在线预测。     

山区灾害滑坡风险非线性预测研究

传统山区灾害滑坡风险预测方法,对山区滑坡风险进行预测与分析同时,存在预测响应滞后以及预测准确率较低问题。提出山区灾害滑坡风险非线性预测研究方法。基于山区灾害滑坡影响因素,构建非线性斜坡系统,对斜坡单元进行量化分析,完成滑坡非线性动力学模型设计。利用该动力学模型与时间序列的研究,对滑坡形态与时间影响进行综合分析,判定危险滑坡源,对其进行空间相分析,完成山区灾害滑坡风险非线性预测。实验数据表明所提非线性预测方法相比于传统预测方法,响应时间提升96.18%,准确率提升48.95%。     

1949—1994年中国洪水灾害成灾面积的时序分形特征

作者应用１９４９～１９９４年中国洪水灾情资料,重构了其嵌入相空间序列,探讨了其时序的分形特征,计算得到了分维数。研究表明：洪水灾害成灾面积的时序分布具有分形特征。研究结果为建立洪水灾害成灾面积的时序预测预报模型提供依据。     

煤岩电磁辐射信号时间序列混沌特性分析

采用华丰矿1409工作面电磁辐射观测数据,应用相空间重构法计算了5次矿震前后系统混沌吸引子的关联维数D2。研究结果表明:电磁辐射时间序列具有混沌特征,混沌系统的自由度在2~26之间。矿震发生前,混沌吸引子的关联维数D2先升后降,矿震过程中系统有降维现象。研究结果对认识矿震过程中煤岩体产生的电磁辐射信号的非线性特征和进行矿震预报具有一定的参考价值。     

基于Visual Basic.NET的油气事故应急资源需求预测支持决策系统

针对油气事故后应急资源需求预测困难的问题,在对油气事故特性及应急资源需求类型分析的基础上,构建了基于案例推理(CBR)的油气事故应急资源需求预测模型,并使用Visual Basic.NET及SQL Server数据库开发了油气事故应急资源需求预测支持决策系统。将该系统应用于实际油气事故案例进行验证,结果表明系统中应急资源需求预测模型科学可靠,系统对油气事故应急资源需求预测结果与其实际用量基本吻合。该系统可为油气事故后快速有效开展应急救援活动提供相应的理论依据。     

基于支持向量机的水资源安全评价

支持向量机以统计学习理论为基础,采用结构风险最小化准则,将学习问题转化为一个凸二次规划问题,能够得到全局最优解,适合解决小样本、非线性分类及回归问题。根据水资源安全的内涵,筛选出具有代表性的指标,组成水资源安全评价指标体系。建立了基于支持向量机的水资源安全评价模型,将安全标准划分为良好、安全、临界、不安全、危险5个等级。根据水资源安全评价标准及所属评价等级值,随机生成样本集,180个样本作为训练样本,构造了5个两类支持向量分类器,20个样本作为检验样本,检验样本分类全部正确。将模型应用于山西省11个城市的水资源安全评价,结果表明,该方法是有效、可行的。     

火灾预测的模糊马尔柯夫模型

火灾发生并不是一个严格马尔柯夫随机过程，而是一个“近似具有马尔柯夫性”的模糊马尔柯夫过程。本文在对我国55年火灾统计资料“相对化”处理的基础上，根据模糊马尔柯夫理论和方法，建立我国火灾相对变动模糊马尔可夫预测模型。根据隶属度最大原则，确定所属状态，进行火灾预测。2005年我国火灾预测值与实际值的相对误差为0．0148，表明模型具有相当高的预测精度。对我国2006年进行预测，得到火灾相对变动状态等级为微降，我国2006年的火灾发生率与2005年相比降低了0～0．1，火灾频数约为212347～235941起，预测结果可为有关部门的决策提供一定的依据。     

滑坡灾害监测与预测时序分析

本文提出了一种边坡滑坡时序建模预测分析方法,以AR模型为例,探讨了时序建模及其预报的基本思想,最后用AR模型对清江电站进口边坡406阻滑键监测数据建模及预报,取得了一定的成果.     

基于纤维模型的受火后混凝土框架的有限元分析

为了分析受火后混凝土框架结构的残余力学性能,基于纤维模型的思路,将梁、柱构件截面划分成多个纤维,可以考虑构件截面的不均匀温度场分布以及受火损伤后材料力学性能的变化。以ABAQUS通用有限元软件为开发平台,利用Python编程语言对其进行二次开发,将SAP2000建立的模型文件导入到ABAQUS中,对基于纤维模型的混凝土框架进行受火后的温度场分析和非线性力学分析。通过一个多层多跨三维混凝土框架火灾反应的实例,对该框架在受火后的力学反应进行了分析,可为评估混凝土框架结构受火后的残余力学性能提供参考。     

用独立分量分析方法实现地震转换波与多次反射波分离

独立分量分析(ICA)是新兴的一种统计学方法。其目的是寻求对非高斯分布数据进行有效表示,使得各个基分量在统计学意义上独立,或者尽最大可能独立。这种表示意在获取数据的基本结构,可有效实现特征提取和信号分离。本文概述ICA的基本理论和快速算法,并在分析地震记录特点的基础上,阐明采用ICA方法可以实现对沉积地区远震记录中转换波和多次反射波的分离。研究结果表明,ICA方法可有效地分离地震转换波和多次反射波,并由此获得较为合理的地下间断面初步解释结果,从而有利于扩展接收函数技术的应用。     

基于GIS的城市地震建筑物次生火灾蔓延模型

考虑城市地震次生火灾发生和蔓延的实际情况,以城市内地震破坏下的建筑物为火灾蔓延的主要载体,从工程应用的角度按不同结构类型给出了次生火灾蔓延参数,并建立了不同类型结构蔓延的临界距离等;考虑地震破坏下和不同风速对燃烧参数的影响,建立了以建筑物为对象的城市地震次生火灾蔓延模型。并以地理信息系统为平台,开发了城市地震次生火灾蔓延模拟系统。该模型的建立可为防御和减轻城市地震次生火灾提供辅助决策,同时对城市日常防火也有一定的参考价值。     

东北玉米热量指数预测方法研究(Ⅲ)——GM(1,1)预测方法

GM(1,1)是开展时间序列环境要素变化趋势预测的有效方法之一。通过对东北地区玉米热量指数的分析,建立了热量指数时间变化趋势的GM(1,1)预测模型,各模型的平均预测精度虽低于逐步回归统计模型,但也都达91%以上,可以应用该模型的预测结果指导农业生产。     

不同应力-温度路径下平面钢框架火灾反应的非线性分析

采用考虑温度—应力路径影响的高温下钢材的应力—应变关系,对火灾中钢框架结构的反应进行了非线性分析,旨在尝试提出一种更加符合实际情况的钢结构抗火反应分析新方法。根据已有的试验结果,对高温材性试验数据进行了回归分析,得到了Q235钢在升温恒载、升温加载、升温降载3种基本应力—温度路径下单向拉压时的本构关系式,进而得到不同应力—温度路径下热非弹性应力—应变增量关系式。利用虚功原理,推导出不同应力—温度路径下平面钢框架有限元分析的单元热非弹性刚度方程的显式。同时,对增量迭代法进行了修正,提出升温恒载路径、升温加载路径及升温降载路径3种路径之间切换的判断准则,为结构抗火全过程分析提供了理论基础。