基于马尔可夫链的四川省产业结构时空演变

本文利用2000-21007年闻四川省158个县域的产业结构系数,基于传统和空闻马尔可夫链方法,分别构建县域产业结构的非空间和空间马尔可夫转移概率矩阵.对"西部大开发"战略实施以来四川省县域产业结构的时空动态演变特征进行初步分析.首先按照全省产业结构系数的平均水平,将所有县域划分为低、中低、中高和高4种类型,并构建其马尔可夫转移概率矩阵,考察全省县域尺度上的产业结构水平是否存在趋同现象;其次,以每个县域在初始年份的空间滞后类型为条件,构造其空闫马尔可夫转移概率矩阵,分析在不同地理背景影响下四川省县域产业结构的时空演变特征;最后,通过县域产业结构系数的遗历分布,预测四川省县域产韭结构水平的长期发展趋势.结果表明:①2000-2007年间四川省县域尺度上的产业结构存在一定程度的趋同现象,并未发生两极分化:②四川省县域产业结构系数的类型转移受地理背景的影响明显,同一类型区域在不同背景下的转移概率发生显著变化;③在不同区域背景下,四川省县域产业结构水平的长期发展趋势各有不同,以在中低水平背景下的区域发展潜力最大.     

重大危险源风险评价研究

运用马尔可夫过程研究了化工企业重大危险源事故发生的概率,在基于马尔可夫事故概率假设模型的基础上分析了化工企业事故概率数学模型.对重大危险源事故易发性、事故严重度、固有危险性及危险等级进行了评价,并进行了实例计算.     

内蒙古东乌珠穆沁旗草甸草原生态环境时空演变分析

选取内蒙古东乌珠穆沁旗满都胡宝拉格草甸草原为研究区,在遥感和GIS技术的支撑下,以景观生态学理论为指导,通过分析该地区近15年来四个时期景观类型的空间格局、演化态势和变化规律,从景观视角挖掘出格局信息与生态环境变化之间的内在关联性,运用马尔科夫链模型对未来草原景观格局变化的趋势进行了模拟和预测,并分析了该地区生态环境变化的驱动机制,为科学利用和保护草地资源、保证区域可持续发展提供了科学依据。     

A methodology of characterizing status and trend of land changes in oases: a case study of Sangong River watershed, Xinjiang, China

Land change is often studied with Markov models to develop a probability transition matrix. The existing methods dependent on such matrixes cannot effectively characterize some important aspects associated with land change such as status, direction, trend and regional variations. This study presents mathematical models to quantify these elements, defining unbalanced, quasi-balanced and balanced status, one- and two-way transitions and the rising or falling trends. Using these models and remote-sensing imageries, the landscape was studied for a case area, the oasis of Sangong River in Xinjiang, Northwest China where typical arid conditions prevail. Land expansion and contraction among various land types and for the entire oasis were analyzed for the periods of 1978-1987, 1978-1998 and 1987-1998. The changes were closely related to a strong economic growth after the land-reform campaign and adoption of the market economy in China in the 1980s to early 1990s, a process not strictly Markovian that requires stationarity and randomness. Information on land-change status and trend is important for a better understanding of the underlying driving processes but also for land-use planning and decision-making.     

Sustainability Assessment of Future Scenarios: Methodology and Application to Mountain Areas of Europe

BioScene (scenarios for reconciling biodiversity conservation with declining agriculture use in mountain areas in Europe) was a three-year project (2002–2005) funded by the European Union’s Fifth Framework Programme, and aimed to investigate the implications of agricultural restructuring and decline for biodiversity conservation in the mountain areas of Europe. The research took a case study approach to the analysis of the biodiversity processes and outcomes of different scenarios of agri-environmental change in six countries (France, Greece, Norway, Slovakia, Switzerland, and the United Kingdom) covering the major biogeographical regions of Europe. The project was coordinated by Imperial College London, and each study area had a multidisciplinary team including ecologists and social and economic experts, which sought a comprehensive understanding of the drivers for change and their implications for sustainability. A key component was the sustainability assessment (SA) of the alternative scenarios. This article discusses the development and application of the SA methodology developed for BioScene. While the methodology was objectives-led, it was also strongly grounded in baseline ecological and socio-economic data. This article also describes the engagement of stakeholder panels in each study area and the use of causal chain analysis for understanding the likely implications for land use and biodiversity of strategic drivers of change under alternative scenarios for agriculture and rural policy and for biodiversity management. Finally, this article draws conclusions for the application of SA more widely, its use with scenarios, and the benefits of stakeholder engagement in the SA process.     

基于马尔可夫的地面控制井下安全阀可靠性评估

为保障地面控制井下安全阀系统的安全运行，防止系统发生故障，建立了井下安全阀可修复系统的马尔可夫模型；针对系统设备构成复杂及共因故障等问题，基于β因子模型描述共因失效，同时将模型划分为3个独立模块，通过克罗内克积方法合并，评估系统可靠性；参照OREDA可靠性数据，定量求解井下安全阀系统可用度、可靠度以及稳态指标，研究模型中状态转移概率对系统稳态可用度的影响。研究结果表明:井下安全阀系统的可用度随时间增长而迅速到达稳态值；系统检修周期应小于2.5 a；根据可靠性分析结果，运营方应考虑系统经济与可靠性间的博弈关系，合理优化系统冗余结构与维修周期管理，防止井下安全阀系统失效。     

基于马尔可夫方法的水下防喷器可靠性研究

水下防喷器是保障海上钻井安全的关键设备,对其可靠性进行定量评价对井控作业有重要的指导意义.为了弥补现有水下防喷器可靠性评价方法的不足,将水下防喷器的工作状态分为四种,包括无故障可用、关井、井控关键失效及关井时失效.利用Markov方法建立了水下防喷器的Markov模型.通过水下防喷器系统的状态转换图找出了各工作状态的转换关系.通过分析墨西哥湾83口深水井水下防喷器的失效数据,定义了影响水下防喷器可靠性的井控关键失效,并对深水钻井水下防喷器防喷功能的可靠性进行了定量计算.将计算结果与不考虑关井期间的井控关键失效相比较发现,防喷器的防喷失效概率增加了65％.因此传统的定量评价方法可能会得出相对乐观的结论,应在实际生产中给予重视.     

山地丘陵地区简易垃圾填埋场周边壤中流污染特性

为探析山地丘陵地区简易垃圾填埋场周边壤中流污染特性,在四川省盐亭县云溪镇垃圾填埋场开展了约1年的水质跟踪监测.结果显示,即使停止服役近20年,简易填埋场依然会通过壤中流向周边环境释放污染.具体而言,简易填埋场下游壤中流污染程度显著高于上游对照组水平（p<0.05）,污染物以有机物和氮为主.化学需氧量（COD）随着季节变化,在144.23~360.57 mg·L^-1.紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱分析均指示水质呈高度腐殖化.采用GC-MS进一步识别壤中流有机物类别,发现其中存在57种难降解的痕量有机物,而具有致癌性、生殖毒性及美国环保局 EPA 优先控制的污染物达15种.填埋场下游壤中流总氮为20.61~290.25 mg·L^-1,且以有机氮为主（54.24%）,硝态氮次之（33.28%）,亚硝氮和氨氮仅占12.48%.可见,简易填埋场壤中流是一种低C/N废水,且具有难降解特性.对简易填埋场下游1 km以内地下水、地表水开展采样检测,发现它们的紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱特性与壤中流类似,指示污染具有同源性.此外,地下水COD为10.05~12.47 mg·L^-1,不满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）要求,地表水总氮为3.83~18.34 mg·L^-1,存在富营养化风险.研究结果明确了对山地丘陵地区简易填埋场壤中流修复的必要性,也为修复技术的制定提供了基础数据.     

海上风电场升压站电气设备可靠性建模

海上升压站是风电场电能传输的关键环节。针对海上升压站电气设备的可靠性研究,提出了一种新颖的基于马尔可夫过程的建模方法。首先对升压站电气设备的运行状态进行划分,确定其二状态马尔可夫模型,其次分析基本元件的连接形式,建立其状态转移概率矩阵和转移概率密度矩阵。在此基础上根据马尔可夫方程建立海上风电场升压站内主要设备变压器、母线,电缆等的可靠性模型,并分析了升压站系统的可靠性指标,最后根据某海上风电场的具体数据,结合所建立的升压站电气设备的可靠性模型,对此风电场的升压站系统的可靠性指标进行计算分析。     

内蒙古东乌珠穆沁旗草甸草原生态环境时空演变分析

选取内蒙古东乌珠穆沁旗满都胡宝拉格草甸草原为研究区,在遥感和GIS技术的支撑下,以景观生态学理论为指导,通过分析该地区近15年来四个时期景观类型的空间格局、演化态势和变化规律,从景观视角挖掘出格局信息与生态环境变化之间的内在关联性,运用马尔科夫链模型对未来草原景观格局变化的趋势进行了模拟和预测,并分析了该地区生态环境变化的驱动机制,为科学利用和保护草地资源、保证区域可持续发展提供了科学依据。