工业事故演变混沌特性研究

混沌与随机是本质上不同的两种特性.区分产生工业事故演变系统的混沌性和随机性是进行工业事故模拟和预测的基础.本文通过对工业事故演变特性进行分析,初步结果表明,工业事故演变具有混沌动力系统的一些特征,提出通过相空间重构及Lyapunov指数来判定工业事故演变的混沌特性.     

基于改进蒙特卡罗方法的再生水回用健康风险评价

传统的健康风险评价主要是进行单值点计算的确定性评价,为了解决再生水回用对人体健康风险影响的不确定性,利用Logistic混沌系统方法来产生可靠、简单、高效的随机数,进而改进传统蒙特卡罗方法中利用线性同余产生随机数的方法,以提高随机数输入的可靠性程度,最终提出了一种基于改进蒙特卡罗算法的再生水回用健康风险评价方法.最后,以西安市某污水处理厂再生水中的风险指标(As、Cd、Cr、Mn、Pb和Zn)为研究对象进行蒙特卡罗模拟计算.结果表明,各指标满足终生可接受风险水平的概率分别为97.25%、93.48%、97.86%、98.69%、97.13%和96.38%,影响各指标进入人体的单位体重日均暴露剂量和终生风险水平的主要因素为污染物浓度和胃肠吸收因子.研究结果可为再生水回用的不确定性健康风险评价提供一定的依据.     

基于改进极端学习机的混沌时间序列瓦斯涌出量预测

为更准确地预测瓦斯涌出量,预防瓦斯灾害,有必要建立和应用基于改进极端学习机(IELM)的混沌时间序列预测模型。首先,对瓦斯涌出量监测数据构成的多变量时间序列进行相空间重构,采用互信息法与虚假邻点法得到每一变量的延迟时间和最佳嵌入维数;然后,通过最小二乘方法和误差反馈原理计算出最优的网络输入层到隐含层的学习参数,对极端学习机(ELM)进行改进;最后,借助IELM建立瓦斯混沌时间序列的预测模型。通过仿真试验,运用该预测模型预测的最大相对误差为3.290 2%,最小相对误差为0.898 2%,平均相对误差为1.952 8%。     

高等动物捕食对赤潮藻类模型非线性动力学行为的影响

针对多种群赤潮藻类的生态系统,运用非线性动力学理论,研究了高等动物捕食行为对该系统所产生的复杂动力学行为的影响。结果发现：藻类生态系统对高等动物的捕食有很强的敏感性,后者加剧了前者的复杂动力学行为的变化,在考虑生态系统模型的建立时,高等动物的捕食及其转化率是两个非常重要的因素。     

基于单纯形-混沌优化算法的边坡稳定性分析

利用混沌现象固有的内在结构进行寻优搜索,为土质边坡的稳定性分析提供了一个新思路。将混沌优化算法的全局搜索能力和单纯形法的局部搜索能力结合起来形成单纯形-混沌优化算法,结合简化Bishop法对边坡进行稳定性分析。单纯形-混沌优化算法搜索到的是全局最优解。通过与遗传算法、改进的模拟退火算法的计算结果对比,表明在保证安全系数一定精度的情况下,单纯形-混沌优化算法搜索到的是最危险滑动面。可见,单纯形-混沌优化算法具有较强的全局搜索能力,结果更可靠。     

基于混沌理论的海南旅游业危机预警机制构建

基于混沌理论构建旅游业危机预警机制是防治旅游业危机的有效手段。阐述了旅游业危机理论、混沌理论和旅游业危机预警机制理论,剖析了海南2007--2010年旅游业危机事件,建立了海南旅游业危机评价指标体系、危机预警机制、危机防治综合管理机制和教育与宣传等系统。研究表明,防治旅游业危机事件,关键是重视旅游行业初期敏感性,对初始值进行有效控制,而建立危机预警机制、危机防治综合管理机制和加强教育与宣传是其核心内容。     

混沌与分形理论在主体功能区划中的应用初探

主体功能区划的研究对象"社会-经济-自然复合系统"是一个非线性、自适应、动态的复杂系统,难以用简单的线性因果关系进行分析、预测和控制,这也是目前主体功能区划实践中遇到的一系列问题的根本原因之一。本文提出将混沌理论与分形理论引入主体功能区划理论和方法中,并重点就主体功能区划的动态性、不同空间层级的协调、空间尺度及指标体系分维等问题进行了分析,探索了主体功能区划理论和方法的新思路。     

混沌理论在河流溶解氧预测中的应用初探

基于混沌理论、相空间重构思想和嵌入理论分析涟水流域溶解氧的时间序列，计算吸引子维数和最大的Lyapunov指数，研究河流水质系统的复杂性特征。结果表明，河流溶解氧时间序列具有混沌特性，其外在表现为貌似随机的无规则特点；但系统本身内在的、固有的规律(表现在最大的Lyapunov指数)，表明短期预测河流水质变化是可行的，并应用混沌相空间模线性回归模型进行了预测，其预测结果对涟水流域的水质管理和控制具有一定的参考价值。     

斜坡滑动失稳演化的非线性机制与过程研究进展

文章对非线性动力学系统(NDS)理论在斜坡稳定性(岩石平面滑动斜坡和圆弧滑动土坡)和滑坡预报方面的研究进展作了评述,内容包括:滑面介质本构方程、失稳判据、水的作用机制、蠕变三阶段的理论解释、滑坡物理预报模型、预报指标与混沌模型的建立等,最后指出了进一步研究的方向与课题。     

探索环境影响变迁的新途径——混沌分析

论述了混沌现象与基本特征，提出把混沌分析方法引入了环境科学中，探索环境现象变化的新途径，重点简述混沌现象在环境影响的变迁的实例，环境混沌系统控制的基本思路和混沌分析相空间预测方法。