基于支持向量机(SVM)的回采工作面瓦斯涌出混沌预测方法研究

针对瓦斯涌出传统的线性预测方法存在的问题,根据瓦斯涌出时间序列固有的确定性和非线性,利用混沌动力系统的相空间延迟坐标重构理论,结合基于机器学习理论的支持向量机(SVM),建立基于SVM理论的瓦斯涌出混沌时间序列预测模型。经Ⅱ1024回采工作面瓦斯涌出时间序列仿真计算,仿真结果显示该预测模型具有比传统的回归方法更好的泛化能力,预测方法具有很高的预测精度。同时,该模型具有以往传统机器学习的瓦斯涌出预测模型建立简便、训练速度快等优点。由于充分考虑瓦斯涌出时间序列的混沌性,并利用SVM预测的优良特性,使得预测更科学。     

水文变异下东江流域枯水径流风险率分析

探求人类活动与气候变化对径流枯水风险的影响,对实现区域经济与环境的可持续发展有着重要的意义。以东江流域为例,通过对相对关联距离熵Hd辨识水文系统状态的跳跃,识别水文变异点,采用信息扩散风险分析模型评估径流的枯水风险率,分析径流枯水风险率在水文变异前后的变化趋势及演变情势。研究结果表明：东江流域在1972-1973年发生水文变异,与东江上游枫树坝建设运行时间基本一致。枯水风险率大于0.8的年份皆发生强厄尔尼诺事件,表明了厄尔尼诺现象出现时,当年东江流域月径流量普遍发生减少。在水文变异后,径流的枯水风险率降低,但变化幅度更加剧烈,同时枯水径流的风险率与降雨的相关性减弱,但与降雨的相关性还是超过0.9,这些都揭示了径流在水文变异后在主要受到气候变化影响的同时,越来越受到水利工程的调节作用的影响。研究成果可为流域综合管理部门决策提供参考。     

燃烧、爆炸过程复杂性行为的非线性动力学(Ⅰ)

从非线性动力学观点,总结了燃烧和爆炸系统的多种复杂现象。指出了其非线性现象之间的对应关系。提出了从非线性即从“系统”、“全局或大范围”、“演化”及“统一”地观点认识燃烧和爆炸现象的观点。     

鄱阳湖径流量时间序列的混沌特征分析

流域径流受诸多因素影响,变化复杂,仅凭观测站统计数据难以发现其演变规律。以混沌理论为基础,以鄱阳湖入湖外洲站、李家渡站和渡峰坑站的月径流时间序列为研究对象详细说明了求取时间序列中混沌特征数的方法。首先利用C C方法选取相空间重构参数即时间延迟〖WTBX〗τ和嵌入维数m〖WTBZ〗,在此基础上进行相空间重构,采用G P关联积分法计算关联维数和Rosenstein小数据量法计算最大Lypanuov指数。结果表明鄱阳湖入湖外洲站、李家渡站和渡峰坑站的月径流序列的饱和关联维数非整数,同时最大Lyapunov指数也为正数,这充分说明鄱阳湖入湖外洲站、李家渡站和渡峰坑站的月径流序列均具有明显的混沌特征。而且通过最大Lyapunov指数和关联维数的计算表明鄱阳湖入湖的外洲站月径流复杂程度最大,混沌特性最强,对初值的敏感性最强,李家渡站次之,渡峰坑站最小     

基于相空间神经网络耦合模型的径流降尺度分析

基于混沌理论和神经网络理论,研究水文科学的尺度问题,将混沌神经网络分析方法应用于径流的降尺度分析。首先通过对年径流量分解到月径流量的分解系数的分析,证明了分解系数具有混沌特性;其次利用相空间BP神经网络模型对分解系数进行预测,并根据预测结果进行月径流量的降尺度计算。实例研究表明,用神经网络拟合分解系数相空间的相点演化非线性关系和用相空间神经网络模型对径流作降尺度分析是可行的。     

安全混沌学的创建及其研究

基于对混沌科学与安全科学基本特征的比较,将混沌科学中的现代化知识运用到安全科学领域的理论与实践中;提出安全混沌学的定义,并分析其内涵,从现代非线性理论角度构建安全混沌学的理论分支体系,详细论述各分支体系的内涵及其研究方法。综合安全混沌学领域所涉及的文献资料,依据大量的应用实例探讨混沌理论在安全科学中的应用,阐述安全混沌学应用与研究的重要意义与广阔前景。安全混沌学的构造思想是用归纳演绎的方法对目前应用于安全领域的各种非线性理论抽象后的再汇总、联系后的再创新;研究结论表明,安全混沌学整合了混沌理论、耗散结构、突变论、协同论、灰理论、唯象理论、分形理论等非线性理论在安全科学研究中的作用与联系,进一步深化了对安全系统本质规律的认识并革新了安全观,发展了传统的安全学原理,可指导安全科学定量化研究的方向,安全混沌学的创建顺应安全科学发展的时代趋势,有利于引导安全领域的科学观念与研究方法产生质的变化。     

淮河流域洪涝变化的混沌特征

从功率谱结构,Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数,吸收子维数和可预报时间等方面分析了淮河流域洪涝变化的混沌性质,研究表明淮河流域洪涝变化是一类混沌变化序列,洪涝系统是一类混沌为动力系统,系统时初值极端敏感,长期和不可预测,其可报预时间约为５－６年。     

新疆高山地区冰川阻塞湖引起的突发性洪水灾害

我国新疆地区经常发生冰川阻塞湖引起的突发性洪水灾害.通过对叶尔羌河、昆马力克河和四棵树河三条典型河流的研究,发现可预报洪水序列与阻塞湖库容量有正相关关系.结合分析阿尔泰山、祁连山和西藏地区的地理环境特点,认为塔里木盆地周边地区是冰湖洪水的突发区.     

Non linear dynamic behaviours and chaos of environ economic system

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＮｏｗａｄａｙｓ，ａｓｔｈｅｎａｔｕｒａｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓｂｅｃｏｍｅｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｌｉｍｉｔｅｄｔｏｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄ，ｔｈｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｈｕｍａｎｂｅｈ...     

Are chaos and catastrophe theories relevant to environmental sciences?

Data acquired in the area of Environmental Sciences are by their very nature often discontinuous and abrupt. As such, the mathematical theories of catastrophe and chaos may be of use in analyzing such scientific data and in formulating mathematical models.