基于层次模块消元法的贝叶斯网络算法研究

贝叶斯网络对于解决复杂设备不确定性引起的故障具有优势。考虑到多数情况下贝叶斯网节点的联接形式均为汇合联接,分析了常见的汇合联接形式,提出一种新的算法,即层次模块消元法。该算法首先根据装置故障形式及特点,构建贝叶斯网;然后将构建的贝叶斯网进行分层,各层组成一个新的模块;接着分别计算新模块在各种状态下的概率;最后将各层次模块结合在一起,求得叶节点各种状态下的概率。实例应用表明,层次模块消元法与桶消元法计算结果一致,适合装置各种状态概率计算。     

基于Tripod-Beta模型的船舶火灾事故风险分析

为深入分析船舶火灾事故风险因素及其后果产生的影响,通过分析1991-2017年全球船舶火灾事故调查报告,从人员、管理、船舶设备、货物、环境5个方面对船舶火灾影响因素进行识别研究;采用三脚架事故致因模型(Tripod-Beta model),构建考虑安全栅的船舶火灾事故情景演化模型,识别船舶火灾关键影响因素;并在样本量较少的情况下,采用信息扩散理论计算船舶火灾发生率;最后,利用布尔函数和风险矩阵,对船舶火灾事故风险进行评价研究。结果表明:船员不安全行为和船舶设备表面过热、设备短路是船舶火灾事故的关键风险因素;事故后果链中安全栅遭到破坏时,船舶火灾风险处于不希望发生范围内。该方法能有效评估船舶火灾风险的等级,满足海事管理部门的监管工作需求。     

基坑放坡开挖对下方既有地铁隧道影响计算及风险预测

为研究基坑放坡开挖对下方既有地铁隧道的影响以及预测隧道结构的风险,通过改进的计算方法得到放坡开挖基坑引起下方既有地铁隧道的竖向和横向附加荷载、位移、相对变形曲率共6个隧道结构安全的物理表现因子;将位移计算结果与前人理论计算结果、实测数据对比验证,并分析各土层物理力学参数对6个因子的敏感性;最后,基于正态分布概率模型对较敏感的土层物理力学参数随机取值,利用蒙特卡罗方法计算6个因子各级风险发生的概率和竖向、横向2类因子综合影响下隧道结构各级风险发生的总概率。研究结果表明:与原来仅限于矩形开挖基坑的计算方法相比,改进后的计算方法适用范围更广、实用性更强;在算例二分析中,隧道竖向位移和相对变形曲率超过控制值的概率分别为12%和68.7%,其余因子均为0,隧道竖向相对变形曲率是隧道结构处于不安全状态的最主要因子;若不采取预防措施,隧道结构将有高达73.27%的概率处于不安全状态,其中有68.7%的概率处于很不安全状态。     

RBF神经网络可靠度分析方法在边坡稳定性研究中的应用

针对边坡稳定性可靠度分析,当状态函数无法显式表达且传统计算方法求解复杂问题困难时,提出一种基于ABAQUS和粒子群优化径向基函数神经网络的可靠度分析方法。基于ABAQUS的强度折减方法计算所选随机变量对应的安全系数,利用径向基函数神经网络的数据拟合功能,建立模型并映射出安全系数和随机变量之间的关系,构造响应面功能函数;利用蒙特卡罗生成的大量随机样本代入功能函数得到相应的安全系数,进而计算边坡的失稳概率和可靠度指标来反映边坡稳定性。研究结果表明:相对于传统方法,本文方法计算效率更高、误差更小,适合实际工程应用。     

基于船舶操纵模拟的船撞桥概率研究

针对船舶在桥区水域航行过程中撞击桥墩的碰撞概率问题,建立并验证了船舶操纵数学模型,模拟了船舶在不同风、水流等条件下的航行情况,改进了AASHTO船舶撞桥概率模型中几何概率的算法,提出了以模拟试验样本的航迹带中心位置坐标为均值,以模拟实验样本结果计算的方差为方差的几何概率模型,同时引入停船概率模型。将改进后的模型应用于北江油金大桥船舶操纵模拟及船撞概率的研究,预测2020年北江油金大桥受上行船舶碰撞年频率大约2.81×10-6次/a,受下行船舶碰撞年频率3.43×10-4次/a,总碰撞频率3.461×10-4次/a。     

传统生存方式变迁对农村环境的影响

随着农村社会经济的发展,农户的生存方式开始逐步由传统的生存方式逐步转变为现代的生存方式。在具体的案例研究过程中,我们既可以看到传统生存方式的环境友好的一面,也可以看到传统生存方式变迁过程中农户经济行为变化对于农村环境的不利影响。与此同时,社会经济发展过程中,新的现代生产生活要素的介入,在不断使农户的生活逐步走向现代化的同时,也带来了种种环境问题。总之,农村环境问题的产生既有传统生存方式本身存在的问题,也来自于生存方式变迁过程中新的外部物质的介入,因此,对于农村环境的改善需要同时从这两方面着手,在改善农户生存方式的同时,更要从根本上控制外部的污染物质的介入。     

河流水质的动态马尔柯夫评价

根据马尔柯夫过程的原理,在水质级别评价结果的基础之上,构造水质变化的概率转移矩阵,并对转移概率赋权计算绝对进步度,然后在此基础上引出相对进步度的概念,用相对进步度来评价河流水质在一段时期内的变化程度.运用该方法计算了中国四大河流2005年的水质相对进步度,并对计算结果进行了分析.     

经手口途径摄入室内含PAHs灰尘颗粒的致癌风险评价

为了探究经手口途径摄入被PAHs污染室内灰尘的致癌风险,构建了居民经手口途径摄入被污染室内灰尘颗粒的概率风险模型,运用蒙特卡罗模拟方法评价了中国上海地区居民由PAHs引起的致癌风险,分析了致癌风险的主要来源及手口途径中各参数的重要程度。结果表明:幼儿和儿童所承受的风险最大,婴儿和成年人次之,青少年和老年人较小;对于致癌风险,幼儿和儿童超过10-6的概率都为80%,但超过10-4的概率都小于5%,婴儿和成年人超过10-6的概率都为50%,但婴儿超过10-4的概率小于5%,成年人的小于0.1%,青少年和老年人超过10-6的概率分别为10%和15%,不会高于10-4;室内硬表面灰尘引起的致癌风险远大于软表面灰尘引起的致癌风险;与致癌风险相关性最大的因素为灰尘颗粒中PAHs的等效斜率、灰尘在室内软硬表面的浓度、手到口途径发生的频率和颗粒物从手掌皮肤表面到口腔的转移率。     

基于总磷的长湖水环境容量核算

在对长湖流域水资源状况、水质现状、水文条件调查的基础上,根据水质目标的要求,利用纳污水体的概率型水环境容量模型,对基于总磷的长湖水环境容量进行了核算。结果表明：长湖的水环境容量是动态变化的,而模型的选取和参数的取值对概率型水环境容量的计算非常关键。通过计算分析得到长湖磷的概率水环境容量为：19％丰水期：41．9t／a-45．9t／a;49％平水期：31．8t／a～41．9Va;32％枯水期：11．8t／a～31．8t／a。     

化工装置BN-bow-tie方法的火灾爆炸事故研究

<正>随着化工行业的飞速发展,生产规模的不断扩大,以及新工艺、新材料的使用,尤其是化工生产过程中使用大量易燃、易爆、有毒及强腐蚀性原料,使得化工装置发生火灾爆炸等事故的风险越来越高,危害性也越来越大。因此,研究符合新形势下的化工装置重大事故风险分析方法是非常有意义的。目前,针对化工装置事故较好的分析方法是基于故障树转换的贝叶斯网络(Bayesian Networks,