基于任务成功率的装备综合保障工作体系及协同设计环境研究

本文介绍了基于任务成功率的装备综合保障工作体系框架,提出了可靠性、维修性、测试性、保障性、安全性协同设计环境要求,从而为进行可靠性、维修性、测试性、保障性、安全性综合优化设计奠定基础。     

重大基坑坍塌事故虚拟仿真系统研究

为预防基坑坍塌事故发生、进行重大事故警示教育,以杭州地铁湘湖站北2基坑坍塌事故为素材,研究构建重大基坑坍塌事故虚拟仿真培训系统。对案例事故涉及的设计、施工、环境三大因素的技术问题进行总结,研究了事故链各致险因素及对推动事故发生所起作用,完成仿真系统平台设计和开发工作。系统应用多种制作技术创建工程场景模型,展示深基坑工程复杂的施工工序和空间关系,再现基坑坍塌事故发生发展过程和贴近实际的灾难场景。研究结果表明:仿真系统成果可丰富地下工程教学、施工现场安全教育和安全监察培训的内容和形式。     

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。     

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。     

A model of rainfall redistribution in terraced sandy grassland landscapes

A simple model of rainfall redistribution within a terraced sandy grassland landscape has been developed. The model assumes that rainfall redistribution is driven by rainfall impulses and is controlled by characteristic field capacity of soils. When the rainfall intensity is large enough to render soil water content greater than its characteristic field capacity, the excessive soil water can drain very quickly by means of large amounts of non-capillary pores of sandy soils or by means of surface runoff. Exponential distribution of rainfall impulses was assumed and tested with measured daily rainfall at two meteorological stations in the sandy grassland area of north China. The model was solved to give the equivalent rainfall at each terrace in the landscape.     

Estimating the complexity of bird song by using capture-recapture approaches from community ecology

Repertoire size, the number of unique song or syllable types in the repertoire, is a widely used measure of song complexity in birds, but it is difficult to calculate this exactly in species with large repertoires. A new method of repertoire size estimation applies species richness estimation procedures from community ecology, but such capture-recapture approaches have not been much tested. Here, we establish standardized sampling schemes and estimation procedures using capture-recapture models for syllable repertoires from 18 bird species, and suggest how these may be used to tackle problems of repertoire estimation. Different models, with different assumptions regarding the heterogeneity of the use of syllable types, performed best for different species with different song organizations. For most species, models assuming heterogeneous probability of occurrence of syllables (so-called detection probability) were selected due to the presence of both rare and frequent syllables. Capture-recapture estimates of syllable repertoire size from our small sample did not differ significantly from previous estimates using larger samples of count data. However, the enumeration of syllables in 15 songs yielded significantly lower estimates than previous reports. Hence, heterogeneity in detection probability of syllables should be addressed when estimating repertoire size. This is neglected using simple enumeration procedures, but is taken into account when repertoire size is estimated by appropriate capture-recapture models adjusted for species-specific song organization characteristics. We suggest that such approaches, in combination with standardized sampling, should be applied in species with potentially large repertoire size. On the other hand, in species with small repertoire size and homogenous syllable usage, enumerations may be satisfactory. Although researchers often use repertoire size as a measure of song complexity, listeners to songs are unlikely to count entire repertoires and they may rely on other cues, such as syllable detection probability.Communicated by A. Cockburn     

东北玉米低温冷害监测预测系统——在黑龙江省的应用

利用东北玉米低温冷害监测预测系统预测分析了黑龙江省1971-2006年各年热量年型,计算了哈尔滨市1984-2006年玉米抽雄期的冷害发生概率,同时采用以5-9月平均温度和的距平作为低温冷害指标的方法计算了1971-2006年低温冷害的发生状况.结果显示,上述两种方法计算得到的低温冷害的年份与历史实况基本相符.通过对比分析发现,有81%的年份两种方法计算的结果一致,且在低温年玉米抽雄期的冷害发生概率均较大,说明东北玉米低温冷害监测预测系统在黑龙江省的应用效果较好,可为防灾减灾提供科学参考.     

基于信息扩散模型的沣东新城区土壤重金属潜在生态风险评估

我国目前大规模的新区建设导致严峻的区域土壤重金属污染形势.以沣东新城为研究靶区,进行重金属含量特征描述性统计及克里金插值分析,进一步结合潜在生态风险指数与信息扩散理论,构建基于风险评估的信息扩散模型,探讨了Pb、Cu、Cd和Hg的污染程度、污染风险及风险发生概率.结果表明,研究区内4种土壤重金属的含量均值远超土壤重金属背景值,分别是背景值的1.943（Pb）、1.419（Cu）、3.074（Cd）和3.567（Hg）倍,且重金属分布受人为干扰较大呈强变异性（CV>65%）.其中,Pb和Cu污染分布主要受到工业生产与建设用地开发的影响,工业活动、农业活动及交通运输是主要的Cd污染源,而工业建设是造成Hg污染的主要因素.重金属潜在生态风险指数平均值分别为9.716（Pb）、7.095（Cu）、92.292（Cd）和142.469（Hg）,区域综合潜在生态风险指数（RI）均值为251.573,表明区域整体处于较高的潜在生态风险状态.区域Pb和Cu整体处于轻度潜在生态风险,而Cd和Hg以中风险与较高风险为主,表明Cd和Hg是区域重金属污染的主导因素.信息扩散潜在生态风险模型评估结果显示,区域综合潜在生态风险各等级的概率排序为：较高（38.98%）>中度（38.55%）>高（5.89%）>轻微（5.15%）>极高（3.56%）,Cd、Hg元素各潜在生态风险等级的超越概率远大于Pb和Cu,Hg元素各污染等级的超越概率分别为轻微（94.89%）、中度（66.85%）、较高（23.62%）、高（3.9%）和极高（2%）,其中仅轻微等级的超越概率小于Cd.潜在生态风险等级的污染概率预测误差均小于5%,体现了基于风险评估的信息扩散模型的可靠性.研究结果可为样本受限地区的土壤重金属潜在生态风险监测与管控提供技术借鉴与支持.     

反舰导弹射击精度评估研究

分析了反舰导弹射击精度评估领域命中概率与圆概率偏差、命中区域圆概率偏差的分歧,提出了制导概率椭圆偏差和制导概率圆偏差的新概念。将反舰导弹飞行末段雷达导引头波束覆盖区域与打击目标水面舰艇轮廓大小进行了比对,根据比对结果划分为雷达导引头波束完全覆盖、部分覆盖和内嵌于目标三个等级,对应提出了命中概率评估方法、制导概率椭圆偏差评估方法和制导概率圆偏差评估方法。通过反舰导弹对快艇、驱护舰和航母三类目标射击精度评估算例验证了反舰导弹射击精度评估总体方案的全面性和三类方法的适用性。     

RBCA、CLEA及CalTOX模型在苯并[a]芘污染场地健康风险评估中的应用比较

为探讨不同模型对污染场地健康风险评估结果的影响,以苯并[a]芘为例,采用RBCA、CLEA和CalTOX模型对某工业污染场地表层土壤进行健康风险评估,分析了评估结果的差异和原因,同时对模型的主要暴露参数进行了敏感性分析,并推导出基于风险概率分布的土壤修复限值。结果表明,RBCA、CLEA和CalTOX模型计算的苯并[a]芘致癌总风险分别为2.40×10-4、6.32×10-4和7.04×10-6,且经口摄入和皮肤接触2个途径对人体健康造成的危害最大。降解作用是影响CalTOX模型风险评估结果不同于RBCA和CLEA模型的重要因素,3个模型间参数取值及方法学的差异也会导致风险评估结果不同。各模型暴露参数的敏感性排序也有差异。采用基于风险概率分布的方法推导土壤修复限值,RBCA、CLEA和CalTOX模型所得结果分别为0.18、0.08、0.13(不考虑降解作用CalTOX模型)和10.74(考虑降解作用CalTOX模型)mg·kg-1,为各模型直接推导值的1.5～2.6倍。基于风险概率分布的方法可有效降低风险评估过程中参数不确定性的影响,为工业污染场地土壤修复值的制定提供参考。