基于时空特征的热带气旋强度预测方法

热带气旋是一种极具破坏力的天气系统,我国每年都深受其带来的灾害困扰. 目前热带气旋的强度预报业务以统计预报方法为主,通过利用气候持续因子对热带气旋未来的强度建立回归模型,不仅需要进行复杂的特征选择,而且缺乏对周围环境信息的利用,预报精度多年以来都未能有显著提升. 提出了一个能同时提取时序特征与空间特征的热带气旋强度预测网络,针对环境场物理量因子对热带气旋的影响,使用卷积层学习其空间信息,结合循环神经单元对热带气旋的历史时间序列进行建模,实现端到端的预测输出. 在对西北太平洋的热带气旋样本进行测试后,结果表明该24 h强度预测网络显著优于上海台风研究所公布的相应时段其他预报方法,故可作为一种新的智能预测模型,为预报员提供有价值的客观参考.     

孟加拉湾春季小型暖池对热带气旋的影响研究

本文研究了2017年春季孟加拉湾小型暖池对热带气旋Maarutha(4月14—17日)以及热带气旋Mora(5月27—30日)的影响.利用卫星遥感和现场观测数据分析发现,尽管春季孟加拉湾热带气旋确实能引起海洋上层冷却效应,但是其冷却强度受到暖池强度的影响.本文进一步对比孟加拉湾小型暖池对两个热带气旋的响应情况,发现当春季小型暖池的温度大于31℃(热带气旋Mora期间),暖池效应能有效抑制海洋上层混合层的加深,降低热带气旋引起的潜热通量损失带来的冷却效应,并在一定程度上加强了热带气旋.     

SVM方法在热带气旋风雨及温度预报中的应用

热带气旋的强弱和移动路径会直接影响到周围大气中气压、温度、露点等气象要素的变化.为更好地了解热带气旋对海口市的影响,通过收集影响海口市热带气旋关键因子,建立热带气旋风雨影响预报因子库,基于SVM方法对热带气旋在过程降水量、最大风速和平均温度进行趋势预报.结果表明,该方法对影响海口市热带气旋的过程降水量、最大风速和平均温度都有较好的预测效果,但对于超过15 m/s的最大风速和200mm以上降水量级上存在一定的偏差,这可能与SVM模式中预报因子库中关键因子不全及模式的择中原理使结果趋于平均化相关.     

复杂网络视角下的港口连通性建模及应用

为评价港口的连通性,选取6个复杂网络拓扑特征作为港口连通性的评价指标,利用主成分方法构建港口连通性评价模型.通过搜集6家国际运力排名靠前的班轮公司船期数据,建立真实的航运网络,以验证模型的可行性和有效性,并用于海上丝绸之路战略背景下的福建省港口连通性分析.结果表明,厦门港的连通性最强,福州港次之,泉州港的连通性最弱;评价指标中,度中心性、特征向量中心性和平均路径长度对港口连通性影响较大.根据评价结果,提出福建省港口发展的定位和对策.     

热带气旋生成指数对印度洋热带气旋频数变化的适用性研究

本文利用ERA5 1979—2019年逐月大气再分析资料计算南北印度洋热带气旋生成指数,并和IBTrA CS观测数据进行比较,探讨用热带气旋生成指数研究南北印度洋热带气旋变化特征的适用性.研究发现热带气旋生成指数能较好地刻画南北印度洋热带气旋的空间分布特征、北印度洋热带气旋个数月变化的双峰结构,以及南印度洋比北印度洋热带气旋发生概率高等特征.最新的IBTrA CS v4. 0观测资料显示,40年来北印度洋热带气旋每年总生成个数平均每10年增加1. 3个,频数的增加主要来源于热带低压和热带风暴,而南印度洋热带气旋每年总生成个数每10年减少2. 8个.热带气旋生成指数能很好地描述北印度洋热带气旋生成个数的上升趋势,但对南印度洋热带气旋生成个数趋势的刻画与观测不一致,可能原因需要进一步深入研究.     

超大型船舶进出港安全风险探究

海上大宗散货运输呈现船舶大型化乃至超大型化的趋势.超大型船舶进出港势必会对附近水域的通航环境及其它船舶航行安全带来较大的影响.如何有效地保障超大型船舶进出港通航安全及通航秩序,是当前港口研究的重要课题.本文简要阐述了超大型大船进出港口航道时可能受到的影响,探究了大船在进出港口航道的安全风险和保障要求.     

水灾灾度定量综合评价模型及应用

用物元可拓方法和反映洪水灾害灾度的指标以及层次分析法相结合，建立了水灾灾度定量综合评价模型.利用该模型对山东地区的水灾进行了灾度定量综合评价，结果表明不仅提高了水灾的定量化水平和精确程度，而且使水灾灾度定量评价更加综合和深入.     

水灾灾度定量综合评价模型及应用

用物元可拓方法和反映洪水灾害灾度的指标以及层次分析法相结合，建立了水灾灾度定量综合评价模型．利用该模型对山东地区的水灾进行了灾度定量综合评价，结果表明不仅提高了水灾的定量化水平和精确程度．而且使水灾灾度定量评价更加综合和深入.     

光大生物质发电厂取水工程对通航影响的数学模型研究

基于有限单元方法,建立了平面二维水流数学模型,对取水口边界条件进行了研究。利用该模型计算了光大生物质发电厂取水工程建设前、后取水建筑物及其附近航道的流速、流向和水位等水流特性,分析了典型控制水位下,取水口建筑物及其取水对航道通航条件的影响,结果表明:取水工程不会对通航产生影响。     

浙江省水路交通系统台风灾害脆弱性分析

从自然灾害恢复能力、基础设施脆弱性、水路交通经济脆弱性以及搜救能力4个方面分析了水路交通系统台风灾害脆弱性的影响因子,并选取航道密度、单位通航面积货运量、大风、降水以及搜救力量等影响因子,利用层次分析法构建了水路交通系统台风灾害性脆弱性模型。利用该模型对浙江省水路交通系统台风灾害脆弱性进行了分析。结果表明:宁波市水路交通系统台风灾害脆弱性最强,杭-嘉-湖以及台州市的脆弱性为中等,衢州市脆弱性最低;宁波市水路交通基础设施的脆弱性为全省最强。评估结果对于水路交通相关部门减少台风灾害脆弱性以及部署防灾减灾力量有指导意义。     

影响湛江地区的热带气旋路径统计分析

以湛江市为中心,取1个纬距为半径的圆域,统计1949—2002年侵袭湛江市的热带气旋的主要通道,对热带气旋侵袭湛江市的异常路径进行了分析.     

GNSS欺骗干扰效能评估指标与方法研究综述

随着电磁环境的日益复杂,卫星导航的安全应用面临严峻挑战。作为导航对抗的核心技术之一,全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)欺骗干扰技术逐渐成为国内外研究的热点方向。基于此,以欺骗干扰技术为依托的GNSS欺骗干扰设备正从验证阶段迈入应用阶段,对其效能的有效评估并选取性能优的设备不仅能够增强现代化导航对抗实力,还将促进目标任务的成功。作为开展效能评估研究的理论基础,首先介绍GNSS欺骗干扰效能评估指标与评估方法的应用背景与研究进展,随后总结国内外学者围绕GNSS欺骗干扰效能评估指标与方法的研究现状,最后阐述当前针对该领域研究存在的不足和未来的发展趋势。     

单兵定位导航系统数据融合方法研究

研究单兵定位导航系统的GPS导航信息与航位推算信息的数据融合方法,采用卡尔曼滤波技术设计了联合卡尔曼滤波器,给出联合滤波算法并仿真.该滤波器具有较高的系统容错性能,数据计算量小,但局部估计精度为常规水平.     

基于物元模型的航道安全评估

航道安全评估涉及船舶性能、航道地形环境、航道自然因素以及助航设施等众多因素,特别是港口码头的不断建设、船舶流量的不断增加,使得航道的动态安全评估更显困难.为解决该问题,选用物元分析模型,构建了通航安全评价指标体系,量化评估不同阶段、不同条件下,洋山深水港进出口航道DA段的通航安全性.定量结果得到了船舶驾引人员的较高认同.实践证明该方法运用在海运领域具有一定的创新性和实用性,可作为航道安全论证的基本评估工具之一.     

水下无人航行器结构环境SFEKF同步构图定位方法

针对传统同步构图定位(SLAM)传感器具有数据量大、处理速度慢、实时性差的不足和基于扩展卡尔曼滤波的同步构图定位(EKF-SLAM)具有对水下无人航行器(UUV)位置估计精度低、甚至发散的缺陷,把带次优渐消因子的扩展卡尔曼滤波器应用到了导航系统中,提出了基于多元测距声呐(MRS)的UUV结构环境SFEKF-SLAM(suboptimal fadingextended Kalman filter-SLAM)方法.首先建立基于霍夫变换的水下MRS特征提取模型,设计了基于SFEKF-SLAM的UUV导航系统,利用该系统可以对UUV的状态进行预测,结合MRS信息可以对UUV周围结构环境进行状态更新.海试结果验证了基于霍夫变换的水下MRS模型能够有效提取环境特征,基于SFEKF-SLAM的UUV导航系统相对于常用的基于EKF-SLAM的UUV导航系统具有更高的定位精度,能够构建更加精确的港口堤岸地图.     

天津港土地利用评价研究

港口是城市发展的核心战略资源.土地使用的科学性、合理性、可持续性直接关乎港口整体运营的效率.以天津港区陆域土地为研究对象,以港口土地的优化使用为目标,通过采用灰色关联度法对土地使用的经济、社会和环境效益做出综合评估;同时从土地的可持续使用出发,对港口土地集约利用度进行评价.采用多元评价方法,得出2001—2010年天津港土地利用综合效益总体趋好、土地利用需局部优化的结论.在此结论的基础上结合土地实际开发使用情况,分别从经济、社会、环境、土地集约利用四个方面提出了优化建议.     

对沁阳市紫陵—葛村沁河公路大桥桥位河段防洪影响评价

通过桥渡水文计算 ,确定了设防流量及设防水位 ,校核了大桥主要特征值 ;并对建桥后对防洪工程、河势变化、沁河水质、环境、通航等影响进行了评价 ,经论证 ,采取一定措施后 ,大桥的主要设计技术指标满足防洪要求     

船舶行为的语义建模与表达

船舶行为的语义表达是实现水上交通态势智能认知与知识推理的基础。为实现对船舶时空运动特征的语义表达和抽象,完善船舶轨迹的语义转换方法,提出了一种船舶行为语义的认知计算模型。通过融合船舶的时空轨迹数据及航行环境信息,以船舶时空轨迹单元为基础,根据船舶的运动状态、轨迹的空间拓扑特征以及行为的语义特征,依据空间拓扑学理论,将船舶时空行为抽象为原子行为、拓扑行为和交通行为,从船舶的时空轨迹到语义行为进行了不同层次的概念建模、语义描述和形式化表达;最后,基于该语义模型对船舶在港口水域中不同类型的航行行为进行实例验证。结果表明,该模型能够对港口水域中不同运动特征、不同空间拓扑特征的船舶行为进行语义建模与形式化表达,将其提取为5种典型的交通行为,表明该语义模型对船舶行为认知具有一定的合理性和良好的适用性。研究成果能够为船舶行为的语义认知、知识计算提供理论方法基础,实现对高级船舶行为的语义计算和认知推理。     

基于模糊信息熵的港口物流系统评估分析

综合分析了港口物流系统的研究现状,从物流系统角度构建多层次港口物流系统评价指标体系,结合信息熵和模糊综合评价方法,建立了基于模糊信息熵的港口物流系统评估方法。此方法综合了主客观权重,克服了主观因素的影响。最后,选定沿海16个港口的物流系统进行了实证分析,结果表明此方法具有可操作性,为港口企业衡量其物流发展水平提供了参考依据。     

基于奥村模型的内河AIS基站监测范围研究

船载自动识别系统(AIS)的出现,保证了船舶的通航安全,改善了船舶的通航环境,作为一种船舶监控系统,AIS在内河中通信的可靠性直接决定了其应用前景。针对AIS在我国内河航行中的应用越来越广泛的现状,通过奥村模型的分析方法,计算无线电在不同路径下的传播损耗,采用Matlab对该模型进行仿真,研究了不同环境下AIS基站的监测范围,为改善内河AIS通信的可靠性提供了依据。