神定河流域水质空间变化特征研究

依据2016年神定河流域20个采样点的水质调查数据,应用综合污染指数分析和聚类分析方法对神定河流域水质空间变化特征进行分析,并采用判别分析对神定河流域水质空间差异性进行检验。结果表明:将神定河流域各采样点进行水质空间聚类分析,可分为A、B、C、D 4类,其中A类为水质污染程度严重的1类污染区,B类为水质污染程度较重的2类污染区,C类为水质污染程度一般的3类污染区,D类为水质污染程度较轻的4类污染区;水质综合污染指数分析与聚类分析结果基本吻合;水质空间差异性判别分析检验结果显示,仅用氨氮、石油类污染物和高锰酸盐指数3个水质指标就能较为完整地反映神定河流域水质的空间差异性特征。     

基于贝叶斯网络的汽车起重机液压系统的可靠性评估

为评估汽车起重机液压系统的可靠性,首先结合故障树分析法(FTA)、贝叶斯网络(BN)构建液压系统故障树,然后映射成BN,再利用其在多态性和不确定性方面的优势,应用桶排除法,对系统进行可靠性评估。在给出底事件的发生概率后,通过正向推理,得到顶事件发生的概率为0.191 016。针对模型进行多态性和不确定性修正后,得到的顶事件概率为0.228 073,相对提高19.4%。最后利用反向推理,找出系统的薄弱环节并给出改正措施,为更全面高效的可靠性评估提出一种新方法。     

广西背景大气中生物质燃烧对碳质气溶胶组成和吸光性的影响

碳质气溶胶是大气细颗粒物（PM_2.5）的重要组成部分,对空气质量、人体健康和气候变化均有重要影响.针对生物质燃烧（BB）这一碳质气溶胶的重要来源,于2017年11月至2018年10月在广西壮族自治区背景地区采集了PM_2.5样品,分析了样品中的碳质组成、糖类化合物和水溶性棕色碳（BrC）的吸光系数（b_abs）.使用气团老化指数（AAM）校正LG浓度以消除LG降解带来的影响,进而结合贝叶斯混合模型与分子示踪剂法量化了BB对有机碳（OC）的贡献率,并通过相关性分析法探讨了BrC的可能来源.结果表明,研究期间AAM指数平均值为0.40±0.28,表示LG存在光化学降解过程.农作物秸秆是广西地区最主要的生物质燃料类型,在未考虑LG降解下,全年玉米、水稻和甘蔗秸秆焚烧排放的OC分别占总OC的22%、23%和18%;考虑LG在大气中的降解后,相对贡献率分别降低至16%、21%和17%.LG的降解会导致BB对OC的贡献率评估被低估,经过AAM指数校正后,全年BB对OC的贡献率平均值为49.0%.水溶性BrC的b_abs全年的平均值为（8.7±10.7） Mm^-1,其中BB、化石燃料燃烧以及初级生物气溶胶排放可能是BrC的重要来源.     

基于贝叶斯网络的太湖叶绿素a影响因素分析

全球变暖加剧了湖泊富营养化问题.太湖作为中国典型的大型富营养化浅水湖泊,有害蓝藻水华问题尤为突出.以太湖作为研究对象,利用1992～2020年气象(气温、风速、降雨量、日照时长)、水质[总氮、总磷(TP)、电导率、pH、化学需氧量]和生物[叶绿素a(Chla)]监测数据,基于连续型贝叶斯网络模型构建了Chla的模拟模型,研究太湖不同气象和水质条件下的Chla水平.结果表明,春季“温风比”平均水平为6.67℃·s·m^-1,ρ(TP)低于0.130 mg·L^-1左右时,Chla偏高(>75分位数,下同)的概率小于75%;夏季“温风比”平均水平为10.52℃·s·m^-1,ρ(TP)低于0.257 mg·L^-1左右时,Chla偏高的概率小于75%;秋季ρ(TP)平均水平为0.154 mg·L^-1,“温风比”小于6.30℃·s·m^-1左右时,Chla偏高的概率小于75%.基于以上研究,进一步利用连续型贝叶斯网络模型构建的Chla模型模拟了不同气候变化背景下的营...     

基于贝叶斯优化的三维水动力-水质模型参数估值方法

随着水质目标管理要求的提升,基于复杂的三维水动力-水质模型的决策成为流域精准治理的必需.水质模型通常具有复杂的结构,包含大量的方程和参数,而参数取值的准确性会影响模型对水体系统表征的可靠性,进而影响根据模型结果进行水环境管理的效果,因此,有必要探究适用于复杂水质模型的高效参数估值方法.传统的自动参数估值方法应用于复杂的水质模型时会面临计算瓶颈,而贝叶斯优化适用于高运算成本模型的优化问题.本研究提出基于贝叶斯优化的复杂水质模型参数估值方法,主要包括:①重要影响参数识别;②重要参数敏感性排序与筛选;③采用贝叶斯优化对筛选出的参数进行估值;④方法的适用性评估.同时,将该方法应用于云南异龙湖的三维水动力-水质模型的参数估值中,发现进行参数估值后模型lg(NSE)均大于0.65,表明模型达到了满意的级别.研究表明,当贝叶斯优化算法的采集函数为EI时,仅需要141次迭代lg(NSE)即可达到0.766,该方法对复杂水质模型的参数估值具有一定的借鉴意义.     

氮氧同位素示踪南昌秋冬季降水中NO3-来源及其贡献

为确定南昌市秋冬季降水中硝酸盐来源及贡献,于2016年9月1日至2017年2月28日对南昌地区雨水进行采集,分析了其化学组成及NO₃^-同位素组成并利用贝叶斯混合模型对NO₃^-四种潜在来源贡献进行计算.结果显示NO₃^-浓度范围为7.3~99.5μmol/L,平均值为36.1μmol/L;δ¹⁵N-NO₃^-变化范围为-6.0‰~+8.3‰,平均值为-0.8‰,两者均呈现冬季高秋季低的变化趋势.NO₃^-浓度季节性变化可能是受到降雨量等因素的影响,而δ¹⁵N-NO₃^-变化可能是冬季降水中机动车尾气排放偏高和秋季降水中煤燃烧来源偏高双重因素作用的结果.同位素及贝叶斯混合模型源解析结果表明,南昌市降水中NO₃^-主要来源于生物质燃烧（32.5%）、机动车尾气排放（30.8%）和煤燃烧（23.1%）,三者贡献超过86%;而机动车尾气排放和生物质燃烧释放均超过30%,这可能与近年来机动车快速增加和秋冬季野外生物质大量燃烧有关.煤燃烧虽然也是重要来源,但相对生物质燃烧和机动车尾气排放较小,这可能与近年我国减排措施有关.     

基于模糊贝叶斯网络的城市地下综合管廊运维风险分析

为了对城市地下综合管廊运维中的风险进行准确的评估,为日常城市地下综合管廊的风险防范方案提供依据,针对现行城市地下综合管廊风险评价中解释能力不足的缺点,构建了城市地下综合管廊运维风险评价指标体系,在模糊评价思路的基础上引入了贝叶斯算法理论,综合风险发生概率和后果两方面对城市地下综合管廊的运维风险进行了评估,并以北京市某地下综合管廊为例进行了实证分析。结果表明:(1)量化指标时融合了概率和后果两个方面,一方面考虑了风险发生的可能性包含的概率信息,另一方面考虑了风险发生所引起的后果损失率,这两方面的融合使得综合评价指标更符合实际,更具指导意义;(2)模糊贝叶斯理论不仅能对城市地下综合管廊的运维风险进行准确的评估,还能够推理各个风险因素之间的因果概率关系,这种强大的风险解释能力有利于及早控制风险,及时避免损失;(3)这种基于数据分析的风险评估方法在很大程度上降低了主观因素的影响,增加了评估结果的精确程度和风险预测的客观性。     

气象因子与地理因子对长江三峡库区雾的影响

为研究长江三峡库区气象因子与地理因子对雾情(能见度)的影响程度,定量描述以厘定影响雾发生的主要气象因子和地理因子,为能见度监测预报提供科学依据。选用2011~2012年长江三峡航道湖北宜昌至重庆宜宾段29个人工观测雾情台站资料和12个能见度观测仪资料,首先采用判别分析法寻找不同月份对雾情等级影响较大的气象因子,进一步采用通径分析法对量化的雾情资料分析地形地貌及气象因子对其的直接、间接影响程度。结果表明:常规气象要素对判断站点中雾和大雾的符合率在50%以上。风速、温度和湿度是影响秋末和冬季雾情等级的最主要气象因子。气象要素中的1 000 hPa湿度对能见度值的直接作用最大,通径系数为-0.518 2,而地理要素中山体与河面的落差对雾的滋生有间接作用。     

一种考虑环境因素的自动步枪可靠性分析方法

目的 分析环境因素对于自动步枪系统可靠性的影响。方法 首先介绍贝叶斯网络理论,然后将自动步枪系统可靠性建模划分为刚性抛壳机构和弹匣供弹机构两大模块。在此基础上,从设计制造、使用因素和环境因素3个方面进行故障树建模。将故障树转化为贝叶斯模型后,基于给出的底事件失效概率和引入的环境影响因子,计算考虑环境因素带来的共因失效效应时自动步枪系统的可靠度。结果 从系统层面来看,环境因素的影响会使系统的可靠度下降8.1%。结论 在进行自动步枪的系统可靠性分析时,考虑由环境因素带来的共因失效效应更为符合实际情况,不考虑共因失效效应时,往往会高估子系统的可靠度。     

基于ERA/AHP-BN的葛洲坝枢纽水域通航风险建模研究

葛洲坝通航扩能工程是顺利推进长江经济带发展战略的重要举措,但枢纽水域施工期的通航风险不容忽视。为量化该枢纽水域施工期的通航风险,针对葛洲坝枢纽水域施工期通航风险因素的不确定性和依据专家知识推断贝叶斯网络中条件概率表时存在的个体推断信息缺乏完备性等问题,提出了一种基于证据推理/层次分析法和贝叶斯网络的葛洲坝枢纽水域施工期通航风险建模方法。首先,利用证据推理/层次分析法提取葛洲坝枢纽水域施工期的风险因素,建立了葛洲坝枢纽水域施工期的通航风险推断信息机制。其次,依据风险推断信息机制建立了基于贝叶斯的葛洲坝枢纽水域施工期通航风险评价模型。最后,利用专家知识量化枢纽水域施工期风险因素的发生概率并分析了风险因素。