随机桁架结构可靠性分析的完全概率方法

提出了一种求解随机参数桁架结构在随机荷载作用下反应的概率密度函数和结构精确可靠度的方法.通过对随机参数桁架结构在随机荷载作用下的有限元分析方法的研究,考虑了结构的物理参数,构件的几何尺寸和作用荷载幅值等的随机性.应用随机向量函数的概率分布函数表达式,通过确定积分区间、变量替换、交换积分顺序等一系列数学上的处理,获得所求结构反应的概率密度函数.由干涉理论得到了结构位移和应力的可靠度.通过算例的结果与Monte-Carlo模拟法结果比较,表明该方法具有较高的精度及良好的实用性.     

煤与瓦斯突出预测的QGA-LSSVM模型

为快速、有效地对煤与瓦斯突出类型作出预测,运用灰色关联和因子分析模型对所选主要的判别指标进行分析提取,利用量子遗传算法(QGA)对最小二乘支持向量机(LSSVM)的参数作寻优处理,最终建立QGA-LSSVM煤与瓦斯突出预测模型。选取从砚石台矿区历史实测的数据,以96∶20的比例对该模型进行训练与测试,并将预测结果与其他预测模型的预测效果进行了比较。研究结果表明:对判别指标进行灰色关联分析可以有效去除对煤与瓦斯突出影响作用小的指标;用因子分析进行公共因子提取,可以有效减少数据信息冗余;利用QGA优化的LSSVM模型能使结果避免陷入局部最优解,用该模型可以有效预测煤与瓦斯突出类型,误判率为0。     

北京市产业结构调整及技术进步与节能的动态关系

为了建立环境友好的能源结构与健全节能的保障机制,运用指数分解法对北京市1996—2010年的节能量进行了计算与静态分解,在此基础上以单位GDP能耗作为北京市能源消费水平和节能降耗状况的主要指标,通过建立产业结构调整-技术进步-单位GDP能耗的VAR(vector autoregression,向量自回归)模型,以及脉冲响应和方差分解,论述三者间的动态关系;利用北京市2011─2013年实际单位GDP能耗对VAR模型进行校验,模型计算误差在5%以下. 结果表明:北京市在“九五”期间产业结构调整节能贡献大,占总节能量的55.60%,其主要依托第二、三产业间的结构调整;而在“十五”和“十一五”期间,技术进步节能量分别占同期总节能量的81.35%、85.41%. 单位GDP能耗、产业结构节能、技术进步节能对单位GDP能耗的方差贡献率分别为13%、39%和48%. 产业结构调整和技术进步对单位GDP能耗均产生周期性的影响,每个周期为5.0 a,影响逐渐减弱,2个周期后趋于零. 其中,产业结构调整后的前2.5 a对单位GDP能耗的影响较显著,其中尤以第2年最为明显;技术进步后的3.0～5.0 a对单位GDP能耗的影响显著,尤以第3年最为明显,具有2.0 a的滞后期. 因此,应结合产业结构调整和技术进步对单位GDP能耗影响的特征,对其节能效果做出科学评价,并应用于实际政策制订.      

2种基于模式识别的环状燃气管网泄漏检测方法

为了将模式识别技术应用于环状燃气管网泄漏检测并找到合适的特征提取方法,以天津城建大学实验室环状燃气管网泄漏为例,将实验的28种工况作为测试样本,与之对应的模拟工况作为训练样本,采用提取压力图像特征向量法和节点压力矩阵法分别进行环状燃气管网的泄漏检测,采用支持向量机分类器将2种方法获得的特征向量进行训练与分类检验,进而将其分类准确率进行对比分析。研究结果表明:该2种方法均可用于环状燃气管网泄漏检测,提取压力图像特征向量法因有效地降低了特征向量的维度和数据波动的干扰,其结果更优。结合SCADA和GIS系统,可将该法应用于实际水、气、油管网泄漏检测和定位,有助于降低成本,提高检测效果。     

地下洞室群现场作业风险分析与向量模型

为了厘清地下洞室群施工现场作业风险因素间的关联效应,利用AMOS软件构建施工风险影响因素结构方程模型,对已建模型进行验证性因子分析,利用计算得出的M.I值对已构建的模型进行修正。根据所得模型计算出的路径系数和方差,对地下洞室群施工风险因素关联效应进行分析。结果表明:规章制度建设及执行、围岩稳定性、进场设备优良率、工人技术等级、工人逆反心理以及消极作业分别为各风险层次中影响最大的风险因素,且各风险层次间的关联效应表现出耦合关系;现场作业风险因素可分为现场主体因素、现场客体因素和现场控制因素3大类,它们之间成向量关系,以此为基础建立向量模型,可清晰直观地展示3大因素之间的主次关系。     

石家庄近地层风场辐合与重污染关系研究

石家庄多发生以风场辐合为特征的局地污染事件,客观判识辐合区和辐合过程强弱对重污染预报指示意义重大.为研究石家庄风场辐合特征及其对局地污染的贡献,更好地为区域重污染天气预报预警提供客观指标参考,在引入固定高度层内矢量通风系数物理量的基础上,结合箱体模型提出一种定量计算近地层风场辐合强度系数的方法,并利用ERA-Interim再分析资料计算了京津冀地区矢量通风系数以及辐合强度系数,对2016年9月—2019年3月期间10次典型风场辐合污染过程进行分析,探讨了风场辐合形成的原因和对污染贡献的关系.结果表明:①受地形影响,石家庄易出现近地层风向、风速辐合,均可归结为区域内输入通风量大于输出通风量,西部太行山地形的阻挡加重了其辐合程度.②风场辐合使空气中的水汽和污染物汇聚,为二次反应提供高湿条件,这种正反馈作用促发PM_2.5爆发性增长,期间ρ（PM_2.5）平均每小时可上升25 μg/m3.③石家庄近地层辐合强度系数在26以上时对污染贡献作用明显,辐合区污染强度比周边偏高1~2个等级,ρ（PM_2.5）比区域背景值偏高85%~200%.研究显示,风场辐合对重污染贡献明显,是形成局部污染物浓度偏高、PM_2.5爆发性增长的重要气象指标.      

我国流域生态补偿研究进展

分析了流域生态补偿的概念和实施流域生态补偿应遵循的六大原则,从界定流域生态补偿主客体、甄选流域生态补偿的功能载体和确定补偿标准三方面详细阐述了如何实施流域生态补偿机制,并分析了该领域在我国现阶段的研究特点,明确提出今后的主要研究方向:流域生态补偿的量化研究、探寻流域生态补偿的法律依据和构建流域生态补偿管理体系。     

Soil Moisture Data Assimilation Using Support Vector Machines and Ensemble Kalman Filter1

Abstract: A hybrid data assimilation (DA) methodology that combines two state‐of‐the‐art techniques, support vector machines (SVMs) and ensemble Kalman filter (EnKF), is applied for soil moisture DA in this work. The SVM methodology provides a statistically sound and robust approach to solving the inverse problem, and thus to building statistical models. EnKF is an extension of the Kalman Filter (KF), a well‐known tool in prediction updating. In the present research, ground measurements were used to build a SVM‐type soil moisture predictor. Subsequent observations and their statistics were assimilated to update predictions from the SVM model by coupling it with EnKF. In this way, both model predictions and ground data, as well as their statistics, are fused thus minimizing the prediction error and making the predictions and observations statistically consistent. The results are shown for two approaches; one in which update is done at every time step and the other which assumes that data is only available at alternate time steps (in window of 10 time steps) and hence update is performed at those occasions. The SVM‐EnKF coupling is shown to improve soil moisture forecasts in an example using data from the Soil Climate Analysis Network site at Ames, Iowa.     

基于可缩放矢量图形(SVG)的应急救援网络地理信息系统(WebGIS)构建

地理信息系统(GIS)平台采购成本高、信息发布缺乏有效通用方法,使利用其进行二次开发的模式难以符合一些应急救援信息系统建设实际需要。万维网联盟制定的可缩放矢量图形(SVG)为解决这些问题提供了契机。在评价SVG作为下一代网络矢量图形开放标准的优势基础上,对如何以SVG为基础构建应急救援网络地理信息系统(WebGIS)进行了深入分析;介绍了用SVG设计应急救援专题电子地图的特色与实现方法,然后针对该专题对基于SVG的WebGIS架构进行了剖析与优化设计,并引入了重大危险源元数据库与应急救援方法库两个概念,最后给出一个重大危险源应急救援信息系统的框架。以该技术建立的应急救援WebGIS无平台依赖性,网络发布与交互便捷,开发具有伸缩性,适合不同层次应用需求。     

时间序列相似匹配算法在数字海洋风暴潮辅助决策系统中的应用

在现有风暴潮灾害研究基础上,结合风暴潮数据库特点,提出基于斜率分段过滤的相似匹配算法,定义了风暴潮辅助决策、风暴潮序列以及应用于风暴潮序列的相似匹配度量模型。由于海洋数据具有海量等特性,本文先用基于斜率特征向量分段算法进行过滤,再用风暴潮相似度量模型提取相似序列,依据提取的序列在风暴潮数据库中的记录信息,进行风暴潮辅助决策,为风暴潮灾害乃至整个海洋数据的研究提供了较好的技术支持。