基于POT模型的大坝位移预警指标实时估计

大坝服役过程中,对其预警指标进行实时估计具有重要意义。基于极值理论,针对大坝位移历史监测序列,拟定合理的阈值,利用广义帕累托分布(GPD)对超阈值序列进行刻画,结合大坝失事概率,建立位移预警指标估计超阈值(POT)模型。通过实时更新建模序列,完成对位移预警指标的实时估计。针对某混凝土重力拱坝29号坝段某测点在典型时间段2007年~2009年、2007年~2010年和2007年~2011年的位移监测数据,利用POT和传统区间极值(BMM)模型分别完成对2010年、2011年和2012年位移预警指标的估计,验证了POT模型比传统区间极值(BMM)模型更加安全合理。     

基于POT 模型建立大坝服役性态预警指标

借助预警指标实时辨识大坝服役性态是大坝安全监控的重要手段。传统多依据大坝服役性态效应量测值序列的年极值为分析子样来估计预警指标。本文基于极值理论中的POT(Peaks over Threshold)模型,通过阈值的设定,以超限数据序列作为建模分析的对象,利用广义帕累托分布拟合超限数据子样,结合大坝的失事概率实现预警指标的估计。该方法不研究效应量测值序列的整体分布情况,只关注序列的超限值分布情况;充分考虑了所有较大测值出现的可能,更好地体现了数据样本的分布特征,因此得到的预警指标能更客观地反映工程实际。     

大坝服役性态预警指标拟定的POT模型

借助预警指标实时辨识大坝服役性态是大坝安全监控的重要手段。传统多依据大坝服役性态效应量测值序列的年极值为分析子样来估计预警指标。本文基于极值理论中的POT(Peaks over Threshold)模型，通过门限值的设定，以超限数据序列作为建模分析的对象，利用广义帕累托分布拟合超限数据子样，结合大坝的失事概率实现预警指标的估计。该方法不研究效应量测值序列的整体分布情况，只关注序列的超限值分布情况；充分考虑了所有较大测值出现的可能，更好地体现了数据样本的分布特征，因此得到的预警指标能更客观地反映工程实际。     

改进POT模型及其在边坡安全监测预警中的应用

基于极值理论的BMM(Block Maximum Method)和POT模型是近来分析边坡安全监测资料、评估边坡安全状况的新兴方法之一。相对简便的BMM模型在数据取样时往往忽略区间次极大值,在资料年限较短时样本容量偏小,可能导致所得结果误差较大。本文利用改进的Hill估计方法得到阈值,通过极大似然估计确定广义帕累托分布参数,从而利用超限数据序列来确定测值序列的整体分布,提出了改进POT(Modified Peaks over Threshold)模型,并应用于某边坡工程的安全监测预警指标分析。结果表明,在同一置信水平下利用超限值应用广义帕累托分布拟合得到的预警指标小于利用块极大值应用正态分布得到的预警指标,表明基于超限数据的改进POT模型得到的预警指标更能有效规避极端情况发生的风险,更有利于边坡安全监测和预警。     

基于PPA-极值理论的大坝变形预警指标拟定

大坝变形预警指标估计对实现大坝安全监控具有重要意义。基于极值理论,提出了POT变形预警模型,利用广义帕累托分布对大坝变形监测数据分布的尾部特征进行拟合分析,基于PPA和信息熵理论构建多测点变形熵,结合大坝失事概率,完成对其预警指标的估计。以某混凝土大坝为例建模验证,结果表明:POT模型可以更好地刻画变形监测数据分布的尾部特征,对预警指标的估计偏于安全。     

基于改进POT模型的混凝土坝监控指标拟定

大坝监测效应量作为一种随机变量,采用以极值理论为基础的POT (Peaks over Threshold)模型研究监测效应量的监控指标是合适的,但现有的POT模型的阈值确定以图形法为主,需要人工判断,主观性和随意性较大,且难以实现计算机自动化识别。通过构建阈值递增序列,计算不同阈值Tj条件下相应的监控指标,然后利用概率论中的3σ准则,以监控指标危险值与警戒值的差值?j趋近于测值序列标准差S作为确定最合理阈值的原则,提出了一种改进的阈值确定方法,并给出了一个验证实例。改进方法理论基础明确,有效地克服了图形法的主观性和随机误差,且能采用计算机程序实现最合理阈值的自动识别,增强了POT模型法拟定大坝安全监控指标的实用性。     

边坡位移预警指标的实时估计与诊断

边坡预警指标的实时估计与诊断是实现边坡安全监控、预防边坡演变为滑坡的重要手段。安全预警注重考虑极端事件,其关键在于能否准确进行效应量序列分位数分析及刻画其尾部特征。基于极值理论中超阈值(Peaks over Threshold, POT)模型,分时段考虑边坡位移监测序列,借助Hill图法拟定合理的阈值,再利用广义帕累托分布(Generalized Pareto Distribution, GPD)对超阈值序列进行拟合分析,渐进地刻画位移序列分布的尾部特征,分析其抵御已经历荷载的能力。假定边坡失事概率,得到位移预警指标实时估计序列,挖掘或评估出该边坡面临可能发生极端荷载时的抵御能力。最后基于突变理论中尖点突变模型对位移预警指标实时估计序列进行突变诊断,结合具体边坡工程实例,验证了POT-突变理论混合模型的合理性。     

大坝位移监测中的统计模型应用

本文采用统计模型对龙羊峡水电工程的原位观测资料进行了分析文中对建模的因子选择、建模方法、大坝工作状态和安全预报等做了分析讨论,并指出了统计模型的不足之处。一、观测位移及其变化规律(一)工程概况及观测布置龙羊峡水电站是黄河上游首级开发工程,为混凝土重力拱坝,坝高178米,底宽8咪,库容     

水资源危机预警模型

针对水资源危机的特点,提出用尖点突变模型进行系列年水资源危机识别,将识别因子作为条件属性、识别结果作为决策属性来构建决策表,用粗糙集理论对决策表进行属性约简,得到水资源危机预警指标和预警决策规则,用BP神经网络滚动预测预警指标,将指标的预测结果带入预警决策规则进行水资源危机判别,以此建立了水资源危机预警的CC-RS-BP模型。该模型是以规则形式进行预警判别,易被理解和利用,为水资源危机预警提供了新的思路。     

基于博弈论-云模型的梁式渡槽风险评估研究

梁式渡槽作为大型输水工程中重要的交叉建筑物,其安全与稳定性直接决定了输水干渠的正常运行,一旦失事将会造成严重的灾害和社会经济损失。选取影响槽墩冲刷破坏、裹头边坡失稳、槽身挡水3大类12个风险指标,利用层次分析法确定主观权重、熵权法确定客观权重、博弈论赋权法确定组合权重,建立云模型风险评估模型。选取某大型输水工程6座典型梁式渡槽为研究对象,开展实例研究,结果证明本研究为大型输水工程交叉建筑物的风险评估研究提供了新思路。     

基于博弈论改进TOPSIS模型的构建及应用

对工程方案进行综合比选时,传统方法往往因指标定权计算方法选用不适宜,进而影响到评价 结果的精度和合理性。综合考虑生态效益、经济效益、社会效益,按照实用性、代表性等原则建立评价指 标体系,提出用“垂直距离”替代“欧式距离”对传统的ＴＯＰＳＩＳ模型进行改进,从而建立基于博弈论的改 进ＴＯＰＳＩＳ模型,并将该模型用于重庆市境内的双溪河整治工程的方案优选中。实例应用结果表明,该 方法用于工程方案的综合评价是可行的,评价结果较为可靠、合理,为其他工程方案综合评价提供了一 种新方法和借鉴经验。     

基于热传导的坝体渗漏模型与工程应用

坝体发生渗漏时,渗漏通道与附近的介质岩体产生热传递,使渗漏通道与岩体温度有规律地改变。利用热传导理论对抽象的线热源模型进行定量分析,确定坝体渗漏水体流速,从而准确地掌握渗漏程度,有效防范坝体安全事故的发生。基于坝体渗漏抽象化模型,运用热流体知识对关键参数进行分析求解。依据工程实测数据定量地计算出渗漏通道的水体流速和通道半径,并与钻孔实测通道流速进行对比,两者结果基本一致,证明了该方法的准确性和有效性。     

基于博弈论组合赋权的TOPSIS模型在地下水水质评价中的应用

农村地下水水源地水质评价是保证农村饮水安全的重要基础。考虑到权重值对TOPSIS模型的重要性,通过基于博弈论集合的模型将模糊层次分析法(FAHP)确定的主观权重和熵权法确定的客观权重进行组合赋权优化,同时引用“虚拟负理想点”代替“传统负理想点”,避免样点出现与理想点和负理想点欧式距离等距问题。并以德阳市5个典型乡镇农村地下水饮用水源水质监测数据为评价对象,计算相对贴近度确定各水质等级。该模型评价结果与F指法、熵权-TOPSIS和FAHP-TOPSIS模型评价结果的对比分析。结果表明改进的TOPSIS模型评价结果具有合理性、有效性及实用性,并能准确地反映地下水水质等级以及偏离分级标准的程度。     

基于风险效益平衡的混凝土坝寿命评估理论及其应用

大坝服役达到设计使用年限之后将面临退役,科学评定大坝寿命是坝工界的新问题.从风险效益综合分析的角度,提出了确定大坝寿命的风险效益平衡准则,构建了混凝土坝寿命评估的理论框架;在简化假设条件下,提出了参数意义明确、物理量易于得到的概化数学模型,并以大渡河流域梯级水电站凝土坝为例进行了寿命计算,结果验证了模型的可行性,可供混...     

基于博弈论的水电厂竞价上网

应用博弈论方法分析水、火电厂各方在市场机制下的行为机理以及影响水电电价的因素，探索水电厂在竞价上网时应采取的对策。根据水电厂的特性，分别考虑水电厂与火电厂的博弈、水电厂之间的博弈以及调峰电厂的博弈问题；通过估计其他发电厂的竞价行为，得到水电厂的竞价上网博弈模型，其结果可用于水电厂的经济运行，为水电厂管理提供指导。     

大坝多测点异常性态Bayes融合诊断模型

现有的单测点监测数学模型在反映大坝整体结构性态和诊断大坝异常现象等方面存在不足,有必要将多个测点的监测资料有机地联系起来进行建模。利用数据融合技术中的Bayes理论,以方差为特征参数,建立了多测点异常性态融合诊断模型,提出了多测点异常性态融合诊断准则,并给出了一个工程实例。研究表明:基于Bayes理论的多测点融合模型为大坝整体性态的定量描述和异常测点的分析诊断提供了一条有效的新途径。     

基于博弈论组合赋权法的泥石流灾害易发性评价云模型

泥石流是我国西部山区常见的地质灾害之一,其强大的致灾能力不仅使人民生命财产蒙受巨大损失,还会对山区生态地质环境造成毁灭性破坏,故准确评价泥石流灾害易发性对防灾减灾工作至关重要。将泥石流灾害易发性分为4级,分别为不易发(Ⅰ)、低易发(Ⅱ)、中易发(Ⅲ)和高易发(Ⅳ)。选取沟谷岸坡坡度(X₁)、沟床纵坡比降(X₂)、植被覆盖率(X₃)、单位面积固体物源储量(X₄)、汇水面积(X₅)、雨季降雨量(X₆)为泥石流灾害易发性定量评价指标,并确定各评价指标分级标准及正态云模型数字特征量,进而构建泥石流灾害易发性评价指标体系与评价指标正态云模型。采用层次分析法与熵权法计算评价指标主、客观权重,基于博弈论思想对主、客观权重进行组合赋权,最终建立基于博弈论组合赋权法的泥石流灾害易发性评价云模型。选取西秦岭地区5条泥石流沟实例验证评价模型有效性,结果表明博弈论组合赋权-正态云模型评价结果与实际情况基本一致。进一步应用该模型对西安大长胜坊与小长胜坊村内的一条黄土沟道进行泥石流灾害易发性评价,结果表明该黄土沟道泥石流灾害易发性等级为Ⅲ级(中易发)。     

基于多尺度自回归模型体系的混凝土坝位移预报及工程应用

针对混凝土坝位移监测数据的时频非线性特征严重影响到数值模型预报精度的难题,通过小波技术解析原型数据中多重交叉环境驱动的效应实况,有机结合非线性自回归模型(Nonlinear Autoregressive Model with Exogenous Input, NARX)和差分整合移动平均自回归模型(Autoregressive Integrated Moving Average Model, ARIMA),建立了多尺度组合机制下的自回归模型体系,解决了内蕴复杂混沌特性的监测序列的信息挖掘难点。工程实例分析表明,所建模型的拟合精度及预测能力均得以提升,相比于传统模型具有较好的抗噪性和鲁棒性。此外,所建立的计算模型经一定的优化和拓展,亦可推广应用于其它水工建筑物的效应预报分析。     

基于ABCA-SVM的大坝变形预警模型

合理分析大坝变形监测数据序列特征,精确预测大坝变形状况,是大坝安全监测的重要内容。针对常用大坝安全监测分析模型存在的不足,将人工蜂群算法与支持向量机模型结合起来,利用人工蜂群算法全局搜索能力强、收敛速度快等优点对支持向量机模型的惩罚因子C和核参数δ进行优化,建立了ABCA-SVM模型。某水电站大坝坝顶某点的112组径向位移预测实例表明,ABCA-SVM模型预测精度高于标准SVM模型的,可以在大坝安全监测领域推广应用。     

水库大坝结构失稳突发事件预警阈值研究试探

突发事件的预警是大坝安全应急管理的有效技术支撑，能为应急管理赢得宝贵的时间，可以大大减少突发事件带来的生命、财产及社会环境等损失。文中首先阐述水库大坝突发事件的含义与分类，对水库大坝结构失稳突发事件的突变特征进行了探讨；以安全监控模型的时效分量为警兆信息，基于突变理论，建立了时效分量的突变模型；然后，结合遗传寻优算法，提出水库大坝结构失稳突发事件预警阈值的确定方法。工程案例表明，该方法切实可行。