信息熵理论在安全系统中的应用探讨

简要地介绍了有关信息熵理论的概念，讨论了安全系统的构成与性质，从墙的角度描述了系统中事故发生的不确定性及其外部条件和内部机制，探讨了信息熵理论在安全系统中的应用。     

长江流域月降水的多尺度随机特征及其分区

提出了一种基于集合经验模态分解的多尺度信息熵方法来分析长江流域138个气象站1961～2016年的月降水在不同时间尺度下的随机性,然后,采用模糊C均值聚类(FCM)算法对流域月降水进行空间区划,最后,探讨各区平均月降水序列与厄尔尼诺1+2区的平均海表温度(NINO1+2)之间的时滞相关性.结果表明:(1)长江流域月降水存在明显的季节、年际和年代际变化特征;(2)流域月降水在不同时间尺度下的随机性均呈现出东部高-西部低的空间分布模式,并且流域月降水的IMF分量的随机性随时间尺度的增大而降低,且不同地区间其随机性的差异越来越大;(3)流域月降水在各IMF分量上的随机性沿纬向自西向东逐渐增大,而沿经向呈现出拟均匀性;(4)流域月降水在空间上可划分为6个一致性子区域:西部高原区、西南部横断山区、北部低山盆地区、南部低山丘陵区、东南部鄱阳湖平原区和东部长江三角洲区;(5)流域各区平均月降水对NINO1+2的最佳响应时滞自东南沿海向内陆地区依次由2个月延长至4个月.     

基于粗糙 信息熵的水质综合评价方法

水质综合评价是水环境治理的指导性工作,水质综合评价的信息量大,情况复杂多变,如何有效的提取有用信息以及客观地对各水质指标进行权重设定,一直是水质评价方法的核心难题。粗糙集理论是一种有效的处理不确定性信息的方法,能够在复杂的水质数据中挖掘有效信息。针对粗糙集理论实践中所存在的信息丢失、以及在系统有序化方面的不足,应用信息熵真实反映属性重要程度的特点对其进行修正,得到了一个比较完善的粗糙 信息熵水质综合评价方法。该方法继承了粗糙集和信息熵直接从数据出发进行信息挖掘的特点,较好地克服了传统水质评价方法主观性强的缺陷,同时还能够对同级水质进行细化分级,这对于污染治理、投入评估具有重要的借鉴意义。将粗糙 信息熵法和综合指数法、模糊数学法、层次分析法所得结果进行比较,结果证实该方法不仅评价过程简单明确,评价结果客观丰富,而且评价结果的精度和可靠性都有较大提高。其研究结论对水质监测数据的评价有一定的借鉴作用,亦对河流水污染防治对策的制定具有一定的指导意义     

基于集对可拓耦合算法的尾矿库安全综合评价

针对尾矿库安全综合评价中“定性定量评价尾矿库安全等级”和“客观描述尾矿库安全状态变化趋势”的要求,采用集对分析方法和可拓理论,利用可拓距计算原理,建立尾矿库集对可拓耦合安全评价模型和尾矿库集对势的计算方法。利用RSCIE权重计算方法确定尾矿库评价指标的权重,将基于集对可拓耦合算法的尾矿库安全评价模型用于尾矿库各安全等级集对可拓联系度的分析中,并基于最大隶属度原则确定案例中的尾矿库为正常库,其集对可拓联系度为0.040 6,安全状态的集对势为9.26。结果表明:该尾矿库的安全等级为正常库,且其安全状态发展趋势为弱同势,说明尾矿库的安全状况发展趋势为正常库的态势不强,且向不安全状态转变的可能非常大,应该加强该尾矿库的日常安全管理。这与实际情况相符合,有效验证了该评价模型的可行性和实用性。     

垫片密封结构中螺栓强度的模糊可靠性设计

考虑垫片性能、螺栓静强度和介质压力的不确定性,基于信息熵理论和先漏后爆的观点,建立以垫片密封可靠度和密封连接结构静强度可靠度为设计准则的模糊可靠性设计方法,在所要求的可靠度下设计出合理的密封连接结构,垫片密封安全可靠。     

区域排污权初始分配模型应用研究——以湖北省为例

针对目前湖北省水污染物排污权初始分配呈真空的现状,综合考虑环境现状、经济发展、社会公平和科技水平等众多影响因素,并细化成累计授权专利数、地区生产总值、人口总数和水资源量等指标,通过信息熵法确定各指标权重,以湖北省各市州为分配对象构建了区域排污权初始分配模型.并以2009年湖北省各市州公布的公报数据为基准进行了分配模型的应用.分配结果显示了分配模型具备较为全面的特点,且通过指标权重区分了各因素差异程度,为政府决策提供了参考.     

基于MIEP模型的城市生态安全评价——以宁波市为例

基于城市生态安全内涵,运用PSR(压力-状态-响应)模型建立了宁波市生态安全评价指标体系,并以最大信息熵原理(MIEP)为基础,自组织特征映射神经网络(SOFM)为算法,借助MATLAB数学软件为计算平台,从复杂系统结构演化的角度提出了城市生态安全评价模型.最后,用MIEP模型对宁波市2002—2011年的城市生态安全进行评价.结果表明,2002—2011年宁波市生态安全水平逐年提高,2002—2009年处于临界安全状态,2010、2011年处于较安全状态.由于MIEP模型能较好地体现城市生态安全的时空演变动力学特性,连接权值的获取避免了人为设定的主观性,故在城市生态安全评价中有较明显的优势,且在预测上有一定的潜力.     

河口及邻近海域鱼类优先保护次序的评价模型

正确评价河口及邻近海域鱼类优先保护次序,对河口生态管理以及维持生物多样性具有重要意义,而鱼类优先保护次序评价指标体系和评价方法研究是珍稀鱼类保护的基础。在实地调查和资料收集的基础上,借助专家咨询和相关研究成果提出了由物种濒危系统、遗传价值系统和物种价值系统3个子系统及其指标集组成的鱼类优先保护评价指标体系,确定了评价等级和标准。为克服权重确定的主观随意性,基于信息熵原理确定各指标的客观权重,在此基础上,引入理想点法进行鱼类优先保护多目标决策评价,进而建立了鱼类优先保护次序的评价模型,最后以建立的模型对漳卫新河口及邻近海域鱼类优先保护次序进行评价。结果表明,计算方法简便,评价结果合理,在河口生态管理中具有一定的应用价值     

基于变权重和信息熵的区域水资源安全投影寻踪评价模型

区域水资源安全评价是气候变化下区域水安全管理的一项重要调控措施。为合理确定各评价指标的权重,提出了把权重结构分解为评价指标的单样本权重和样本集权重的新观点,建立了用基于加速遗传算法的模糊层次分析法和最小相对信息熵原理确定单样本权重、用基于加速遗传算法的投影寻踪模型和最大信息熵原理确定样本集权重的新模型--基于变权重和信息熵的投影寻踪评价模型（CWE PP）。将CWE PP模型应用于全国水资源安全背景下的巢湖流域水资源安全评价,结果表明：巢湖流域水资源安全状况整体上介于重度缺水与中度缺水之间,偏向重度缺水,略低于安徽省水资源安全状况。用CWE PP进行区域水资源安全评价,物理概念明确,计算结果合理,方法通用,在资源与环境综合评价中具有一定的推广应用价值。