基于U-D分解卡尔曼滤波地下水污染源溯源辨识

采用基于U-D分解的卡尔曼滤波与非线性规划优化模型相结合,溯源辨识出地下水污染源的个数、位置与释放强度.基于一个假想例子,建立地下水污染质数值模拟模型,运用灵敏度分析筛选出对模型影响较大的参数作为模型中的随机变量.然后,应用基于U-D分解的卡尔曼滤波辨识出污染源的个数与位置.在此基础上建立辨识污染源释放强度的优化模型,应用克里格插值法建立地下水污染质运移数值模拟模型的替代模型,代替模拟模型,作为约束条件嵌入优化模型中,运用遗传算法求解优化模型辨识出地下水污染源源强.结果表明：采用基于U-D分解的卡尔曼滤波方法能够保证滤波的稳定性,有效识别出污染源的个数和位置;非线性规划优化模型,可以辨识出污染源释放强度.在优化模型的求解过程中,应用克里格方法建立模拟模型的替代模型嵌入优化模型,能在保证一定精度的情况下,大幅度减少计算负荷和计算时间.     

地下水污染模拟模型的不确定性分析

为同时分析源汇项和水文地质参数不确定性对地下水污染数值模拟模型输出结果的影响,以抚顺市某煤矸石堆放场为研究实例展开研究.首先以硫酸根离子作为模拟因子,建立该场地地下水污染数值模拟模型.然后,分别采用局部灵敏度分析和全局灵敏度分析两种方法对模拟模型参数进行灵敏度分析并对比二者的结果,最终筛选出对模型输出结果影响较大的两个参数作为模型的随机参数.为减少反复调用模拟模型产生的计算负荷,分别对3口观测井应用克里格、核极限学习机、支持向量机和BP神经网络4种方法建立模拟模型的替代模型,根据这4种替代模型在不同井的拟合效果,为每口井优选出一个表现最好的替代模型,并利用优选出的替代模型完成蒙特卡洛随机模拟.最后,对随机模拟的结果进行统计分析与风险评估.结果表明,在置信度为80%时,1,2,3号三口井浓度的置信区间分别为:211.48~845.04mg/L,0~406.98mg/L,231.42~958.37mg/L.此外,依据《地下水质量标准》和各井的污染物浓度分布函数曲线得出:1号井和3号井的水质达标Ⅴ类水的概率分别为90.1%和93.1%,2号井达标Ⅲ类水的概率为80.7%,藉此为地下水资源管理和污染防治提供合理依据.     

海洋环境下舰载系留气球缆绳与球体的动态仿真分析

目的研究舰载系留气球在海洋环境下对系留缆绳以及球体姿态的影响。方法采用ADAMS二次开发宏命令来建立离散化系留缆绳模型,并将离散化系留缆绳几何模型在相邻微段圆柱间添加Bushing轴套力,设置相关刚性系数和阻尼系数获得完整特效的缆绳模型。同时根据船用起重机的相关设计规范,考虑船体横摇5°和纵摇2°等运动影响,分析船体运动情况可知,纵摇时系留缆绳下端系固点位置较之横摇波动幅度更大,对缆绳的影响更大,因此主要研究船体纵摇2°情况下对于系留缆绳的影响,并分析对比船体静止以及船体纵摇2°情况下对于舰载系留气球系留缆绳以及球体姿态的影响。结果获得了在船体静止状态以及纵摇激励影响下舰载系留气球系留缆绳张力变化曲线以及球体姿态变化曲线。船体纵摇2°情况时,系留缆绳在仿真开始阶段承受冲击载荷较大,峰值达到150 kN,随后缆绳载荷基本在25 k N上下浮动。张力变化曲线整体呈现周期变化,周期与船体纵摇周期一致,为10 s。球体横滚角和航向角变化与船体静止状下仿真结果基本一致,球体俯仰角变化幅度较大。结论船体纵摇时会对系留缆绳带来较大的冲击载荷,同时对球体的俯仰姿态产生影响。该仿真结果对舰载系留气球的可行性分析和适装性研究以及系留缆绳的选用具有较大的指导意义。     

道路交通事故信息文本预处理技术研究与实践

文本预处理是文本挖掘的关键一步,建立与信息相匹配的标准语义集合能缩短信息处理的时间,提高信息的提取率和识别精度。根据国家交通事故信息采集规范要求,从国家公共安全行业标准中抽取相关交通事故基本信息的标准词汇及代码,构建了一套含有12个属性项目、185个标准词汇的交通事故信息文本预处理用标准化语义集合,并将其应用于国家安全生产监督管理总局的事故查询系统,对系统中2004—2014年期间所收集的8 156件重大道路交通事故信息中的文本数据进行分析。结果表明:利用这套语义集合能更多地提取交通事故信息,可为准确捕捉交通事故特征和研究交通事故发生机理提供重要依据,也为开发交通事故自动信息识别系统创造了重要的条件。     

基于替代模型的地下水溶质运移不确定性分析

为分析参数的不确定性对地下水溶质运移数值模型的影响,采用蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟对一算例进行分析,并从风险评估的角度对不确定性分析的结果进行了阐释.为减小计算负荷,利用Sobol'法对模型参数进行了灵敏度分析,筛选出较为敏感的参数作为随机变量,建立了模拟模型的克里格(Kriging)替代模型,进而实现Monte Carlo模拟.结果表明:置信度为80%时,井1,2,3浓度值的置信区间分别为23.46~42.06,47.99~66.73,69.54~82.94mg/L;结合风险评估,计算出地下水受污染的风险为0.54,可为地下水污染物防控与修复提供科学依据.     

一起紧急切断阀失效的原因分析

1事故经过 2011年12月11日,一辆52m^3、共装有19．5t液化天然气（LNG）运输半挂车在执行配送任务途中,沿G15沈海高速行驶到福建泉州附近时,阀门舱内右侧液相紧急切断阀发生断裂,造成大量LNG液体泄漏,经过多名泉州消防人员和泉州燃气公司工作人员的及时处置,所幸未发生爆炸。     

应用支持向量机评价土壤环境质量

基于野外采样和室内分析相结合的方法,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对羊草沟煤矿研究区表层土壤样品中的Cd、Cr、Zn、Pb和Cu含量进行测定,应用非线性支持向量机模型中的分类支持向量机,选用sigmoid核函数,利用MATLAB编写程序,进行土壤环境质量评价,并利用模糊综合评判法对评价结果进行验证.在此基础上,运用对应分析方法对样品和变量进行了关联分析,进一步了解重金属污染特征.评价结果表明,研究区土壤环境质量多为Ⅰ类,与模糊综合评判法的相同率达到91.67%,将支持向量机用于土壤环境质量评价是可行的.相比于传统的评价方法,支持向量机采用结构风险最小化原则,将复杂的非线性问题转化为线性问题,成功的解决了多分类、高维运算等问题.     

麻城枳椇种群结构及动态分析

为了阐明枳椇天然种群的年龄结构和发展趋势,保护现有资源,对麻城五脑山枳椇天然种群进行样地调查,分析了种群龄级动态,编制了种群静态生命表,进行了时间序列预测.结果表明:枳椇种群龄级结构动态指数V_(pi)=51.58%0,呈增长型;环境筛的抑制出现在第Ⅳ龄级,其后种群动态趋向稳定;存活曲线介于Deevey-Ⅱ型和Deevey-Ⅲ型之间,更接近Deevey-Ⅱ型;时间序列分析表明,由于林下更新层幼苗数量较大,种群具有较强增长和恢复能力.研究表明,枳椇种群的生长发育符合其自身生物学特性,种子库充足,种群处于稳定增长型.种群保护应避免景区建设对种群更新造成干扰.     

GIS和RS技术应用于流域水生生物时空分析的研究进展

近年来地理信息系统（GIS）和遥感系统（RS）（简称"2S技术"）在水文和环境领域得到了较为广泛的应用,但是如何在大流域尺度开展水生生物时空分析和退化诊断仍然是当前水生态学科的难点问题.本文面向新时期国家水生态质量管理重要需求和水生生物时空诊断学术前沿,全面梳理总结了近20年来2S技术在水生生物领域的研究进展,分别从GIS和RS的技术方法和应用等方面阐明了2S技术的适用性和优缺点.结果表明:近年来国内外针对2S技术在水生生物时空分析中的应用研究成果数量呈显著上升趋势,水生植物和叶绿素是该领域的研究热点;GIS技术在流域水生生物时空分析中的常用方法包括缓冲区分析法、叠加分析法和空间插值法,可以进行缓冲带划定、水生生物时空信息获取和趋势分析;RS技术可实现长序列水生生物数据的快速获取,主要包括经验模型、半经验模型和机理分析模型,可从空间尺度实现对水生生物的反向溯源和正向模拟预测.2S技术的联合应用将是未来大尺度水生态问题诊断的重要技术手段和发展趋势,能更好地定性和定量识别流域水生生物的时空变化规律;加快研发水生生物自动监测与快速识别等智能监测设备,实现5G技术、大数据分析、云计算、AI与2S技术的深度融合将是今后大尺度水生态时空问题诊断的重要发展趋势.      

太湖丘陵地区农田氮素迁移的时空分布特征

在太湖丘陵地区选择4种有代表性的土地利用类型进行野外原位试验,研究自然降雨条件下氮素随地表径流迁移的时空分布特征.试验结果表明,随地表径流迁移的农田氮素以氨氮为主,其“次降雨径流平均浓度”中位值占总氮的44.5%,亚硝态氮浓度最小,仅占1.8%.地表径流中的氮素浓度存在显著的季节性差异,其分布主要受降水量、气温等气象条件以及农事活动的影响.总氮、氨氮、硝态氮和亚硝态氮的“多场降雨径流平均浓度”的时间变异性依次减小.菜地径流中总氮、氨氮和硝态氮以及竹林亚硝态氮的SMC值最高,不同土地利用下氮素浓度的空间分布主要与施肥条件以及植被覆盖度有关.各氮素形态SMC值的空间变异性小于其时间变异性.旱地和菜地的氮素迁移通量大于板栗林和竹林,径流量是导致迁移通量存在显著差异的主导因素.