基于粗糙集的航空灾害协同预警研究

针对航空灾害协同预警过程中需要考虑从大量已有完全灾害数据信息中挖掘出预警规则,从实时不完全灾害数据信息中找出规则,判定所获取预警规则的有效性和合理性这3个问题,立足航空灾害协同预警数据信息中存在的＂不相容＂和＂有序＂特性,建立了基于绝对有序多属性概率粗糙集的航空灾害协同预警研究模型和方法,通过构建运行机制对其进行实例演算分析,可以有效地解决协同预警过程中所遇到的问题,从而获得有效且合理的预警规则。     

边坡灾害监测预警物联网系统及工程应用

为了解决倾斜顺层岩质边坡监测预警所面临的预测困难、监测布点繁多等难题.基于恒阻大变形锚索与滑坡体之间的相互作用力学原理,运用物联网技术,提出了恒阻大变形锚索子系统、双路数据通讯子系统、数据接收处理子系统和智能供电子系统,研发了边坡灾害监测预警物联网系统,完善了监测预警模式,实现了对顺层岩质边坡的加固-监测-预警一体化功能.对本钢集团南芬露天矿"10-0731滑坡"和"10-0805滑坡"的成功预警表明,边坡灾害监测预警物联网系统能够实现对倾斜顺层岩质边坡灾害的超前预警.     

基于DMB的预警信息智能接收系统

提出了一种基于DMB（digital multi-media broadcasting）的灾害预警信息智能接收系统。该系统通过对DMB协议体系的研究,首次实现了基于DMB灾害预警的多媒体信息（文本、音频和视频）的实时接收,并针对区域选择性接收算法和反馈控制单元的研究设计,实现了预警信息的智能接收和通道匹配功能。通过对该系统的研究,改变了目前传统DAB（digital audio broadcasting）系统只能实现文本和音频的单一接收方式,并解决了区域性选择接收的技术难点,提高了预警信息接收的实时性、准确性和智能性。     

山洪灾害监测预警关键技术与集成示范研究构想和成果展望

中国山洪灾害点多面广,发生频繁,但因山洪灾害问题的多样性和复杂性,目前在主要关键技术领域的研究仍处于起步和技术探索阶段,不能适应当前防御山洪灾害的实际需要。如何精准预报局地强降雨,研发山洪监测技术体系,提炼山洪灾害动态多预警指标,实现从注重灾后救助向灾前预防转变。如何研发因地制宜的山洪灾害预报模型,搭建风险评估平台,构建山洪灾害防御模式,提高山洪灾害预警和风险防范能力,是当前山洪灾害研究的前沿和热点问题,也是目前国家大力实施山洪灾害防治县级非工程措施项目建设必须要面对的现实问题。围绕上述问题,凝练如下3个关键研究目标:1)理清山洪灾害动力过程,建立山区局地暴雨预报模型和山洪动态模拟模型;2)研发构建山洪多要素立体监测技术与体系,实现山洪灾害预警与风险评估信息的实时动态传输与发布,解决山洪洪峰流量预报精度不高、预警期和应急抢险处置时效短等问题;3)构建多层次、多目标的山洪灾害动态预警与风险评估平台,提炼山洪灾害防灾减灾模式,并示范推广。通过研究实现以下创新:1)从揭示诱发山洪的中小尺度天气系统形成机理入手,研发山区短时临近暴雨预报技术,提高山区致灾洪水暴雨预报精度,有效延长山洪灾害预警期。2)通过研究多源遥感、雷达、微纳感知、智能识别等山区雨洪监测数据采集技术与适应、实用稳定的传统技术集成与融合,构建空天地一体化山洪多要素立体监测技术体系,实现技术创新,延长山洪预警期。3)通过解析山区暴雨洪水-灾变响应过程,阐明暴雨山洪形成过程及致灾动力机制,构建基于降雨预测和土壤含水量动态监测的山洪过程动态模拟模型,提高山洪灾害预警准确性与可靠性。4)以山区洪水的运移过程为切入点,建立山洪灾害多指标预警模型,研发山洪灾害实时动态分级预警技术,有效延长灾害预警期,提高应急抢险应对处置时效。基于以上内容,为目前实施的山洪灾害防治县级非工程措施改造升级完善布局建设,提升国家防灾减灾救灾能力,保障山丘区人民生命财产安全和社会经济可持续发展提供科技支撑。     

试论预警理论在公路灾害防治管理中的运用

首先分析了我国现有的涉及公路灾害管理的相关理论研究的局限性,然后基于对高速公路灾害管理现状的实证调查,论述了开展公路灾害预警管理研究的必要性。接着,对预警新功能在现有公路运营机制进行了设计和运用。论文还对公路灾害预警管理系统的运行模式作了构建。     

山区暴雨山洪水沙灾害预报预警关键技术研究构想与成果展望

山洪灾害为全球重大自然灾害之一,本世纪全球因山洪灾害造成的经济损失已高达每年460多亿美元。我国山洪灾害防治区面积约占陆地面积的40%,山洪灾害造成的人员死亡约占洪涝灾害死亡人数的70%。近年来,我国全面开展山洪灾害防治项目建设,目前已基本建成了专群结合的山洪灾害防治体系,山洪灾害监测预警技术水平明显提升。山区暴雨山洪灾害实例表明,重大人员伤亡与重大财产损失的山洪灾害事件往往源于洪水和泥沙的共同作用,然而,以往在进行山洪灾害防治时,大多仅关注“洪水”的作用,忽视了“洪水和泥沙”共同作用将显著增大山洪灾害的致灾风险乃至出现“小洪水大灾害”。为了进一步提高山洪灾害防控能力和完善山洪灾害防御体系,亟需深入研究暴雨山洪水沙灾害预报预警关键技术。“山区暴雨山洪水沙灾害预报预警关键技术研究与示范”项目,以洪水和泥沙共同作用为切入点,凝练了四个需攻克的关键科学技术问题：1)山区暴雨作用下流域产流产沙异变机制、水沙过程与沟床剧变耦合致灾机制；2)山区暴雨山洪水沙灾害早期识别与致灾要素一体化智能监测技术；3)山区暴雨山洪水沙运动过程模拟与快速预报技术；4)基于山洪水沙灾害动力过程的灾害风险动态评估与预警防控技术。围绕关键科学技术问题的内涵,提出五个需开展的重点研究内容：1)山区暴雨产流产沙过程与水沙耦合致灾机制研究；2)山区暴雨山洪水沙灾害早期识别与智能监测技术；3)山区暴雨山洪水沙运动过程模拟与快速预报技术；4)山区暴雨山洪水沙灾害风险动态评估与预警技术；5)山区暴雨山洪水沙灾害预报预警防控平台构建与示范。研究成果将揭示山区暴雨产流产沙过程与水沙耦合致灾机制,提出山区暴雨山洪水沙灾害早期识别方法、山区暴雨山洪水沙灾害智能监测技术体系、山洪水沙运动过程模拟与快速预报技术、山洪水沙灾害风险动态评估与预警技术等,构建集早期识别、风险评估及综合防控一体化的暴雨山洪水沙灾害预报预警防控平台,提升我国暴雨山洪灾害监测预警与防控的实时性、精准度和智能化水平。     

暴雨山洪灾害预警指标计算方法比较研究

山区河流受地形地貌及降雨过程影响，洪水具有显著的陡涨陡落过程，这种短历时陡涨过程极大缩短了沿河居民的有效安全转移时间，给山洪灾害防治带来了极大困难。山洪预警预报是山洪灾害防治非工程措施的重要组成部分，一般分为水位预警和雨量预警。由于山区洪水历时短且监测站不足，水位预警在国内应用较少，传统流量反推法常以雨洪同频计算预警雨量，预警结果多出现漏警，不能满足防御山洪灾害的实际需求。为提高暴雨山洪的预警精度及预警时长，提出了基于洪水上涨率判定法和实时累积雨量法两种计算预警指标的新方法。以四川省金沙江支流中都河流域“8.16”山洪灾害为例，根据预警准确性及预警时长对三种预警方法的效果，探讨了与传统水位流量反推法的差异。结果表明：传统水位流量反推法的预警精度较低，难以达到预期的预警效果；洪水上涨率判定法的预警精度较高，但该方法的预警时长受洪水涨退特性影响，对延长预警时长有一定影响；采用基于小流域场次洪水与降雨过程变化关系的实时累积雨量法其结果均未出现漏警，且有效延长了预警时长，若以山洪灾害技术要求的30分钟为准，提出的新方法延长预警时长基本超过30%，满足预警要求。因此，建议在设定累积雨量阈值的基础上结合洪水上涨率进行灾害预警，以便更为有效地提高山洪灾害的预警准确率。     

基于历史数据拟合的输电线路风振趋势分析与预警

输电线路在台风等自然风载荷作用下,可能产生静强度失效、失稳,或因动应力导致杆塔和导线产生低周疲劳损伤,产生倒塔、断线等后果.基于在线监测系统获取的现场历史数据,采用最小二乘法拟合进行趋势分析,建立线路灾害预警模型.基于.NET平台的C#语言,编制了在线监测与预警软件,实现了杆塔风振、导线风偏等参数的监测,为输电线路的风致倒塔等灾害预警提供了依据.     

山区公路灾害识别及预警技术的研究探索

山区公路灾害频发,造成了人民生命财产的巨大损失与严重的生态破坏。文章主要介绍了基于无线智能传感器和无线传输网络的山区公路灾害识别及预警技术。     

山区小流域暴雨山洪灾害分区预警研究

受水沙耦合致灾作用，暴雨山洪灾害一般表现为山洪洪水灾害、山洪水沙灾害及山洪泥石流灾害三种模式，不同灾害模式的成灾特点、灾害规模、致灾指标及阈值常存在显著差异。传统暴雨山洪灾害防治预警技术的研究思路主要以“雨量-径流-成灾水位”雨水情分析为主，缺乏“雨-水-沙”变化系统研究，未充分考虑洪水泥沙耦合作用下山洪灾害易灾区的成灾特征，造成泥沙超量补给的“沟床淤积-水位陡增”型山洪灾害极易漏警。结合金沙江支流中都河小流域和岷江支流白沙河小流域山洪灾害实地调查及分析，初步表明流域内山体滑坡形成的松散体是流域水沙运动的重要泥沙补给源，从而极易诱发暴雨山洪水沙灾害和山洪泥石流灾害。采用TRIGRS模型分析中都河小流域和白沙河小流域的滑坡易发性，将滑坡低风险区划为暴雨山洪洪水灾害预警区，对具有丰富固体物源的滑坡中、高风险区，根据陡缓衔接河段泥沙易灾区判别法划分为山洪水沙灾害和山洪泥石流灾害预警区。结合4种暴雨山洪洪水灾害预警方法即洪水水位上涨率判定法、实时累积雨量法、水位-流量反推法及简易雨量站广播预警法，计算中都河小流域典型暴雨山洪灾害预警区的预警指标，以基于河床冲淤变化的洪水位上涨率法确定白沙河小流域暴雨条件下山洪水沙灾害预警区的预警水位。结果表明：TRIGRS模型划分的滑坡风险区与中都河小流域和白沙河小流域滑坡、泥石流灾害调查较为吻合；中都河小流域滑坡风险较低，沿河村落均可划为山洪洪水灾害预警区；白沙河小流域下游滑坡风险较低的沿河村落可划为山洪洪水灾害区，中、上游为滑坡中、高风险区，其中沟床陡缓坡衔接段划为山洪水沙灾害预警区、陡坡段划为山洪泥石流预警区。中都河小流域暴雨山洪灾害预警分析表明水位-流量反推法和简易雨量站广播预警法预警效果较差；洪水上涨率判定法与实时累积雨量法精度较高，对暴雨山洪洪水致灾时刻能够提前捕捉，而且能够显著提高预警处置时效性。此外，采用河床冲淤变化的水位上涨率法，白沙河小流域暴雨山洪水沙灾害预警效果较好。因此，本文构建的山区小流域暴雨山洪灾害分区预警方法具有较好的可靠性，可为山洪灾害预警提供技术支持。     

地震后降雨激发区域地质灾害危险性预测

针对"5·12"汶川地震之后,斜坡结构受地震动松动破坏,在降雨或外届轻微的扰动下发生崩滑流等地质灾害的预测方法可靠性不高的问题,提出了一套基于概率模型的降雨激发区域地质灾害概率预警的方法.根据地震灾区本身的气象水文和地质环境特点,建立了降雨诱发灾害的概率模型和预警指标体系,以降雨概率和降雨量为基础,以研究区成都市地震灾区为例进行地质灾害预警模拟和结果检验,预警结果表明:需对彭州市中北部地区和都江堰市中部地区发出红色预警和橙色预警,这与研究区降雨触发地质灾害的实际情况相符.该方法提高了区域降雨型地质灾害的时间与空间预警的准确性,可为地震灾区震后的防灾减灾和灾害预警提供科学依据.     

基于WEBGIS的湖北省地质灾害预警预报图的实现

通过对现行的地质灾害信息的发布的方式的研究,介绍了一种基于WEBGIS技术的地质灾害预警预报矢量图的实现过程.阐述了该图实现中的数据库的选择及表结构,地质灾害预警预报图的两种类型图,即灾害等级色块图和降雨量等值线图,对它们的实现过程及成图判据给出了详细分析.另外,对于矢量预报图的图上功能,包括灾害点的信息检索、面积距离的量算、最优路径等的实现也作了详细阐述.本地质灾害预警预报图的实现对基于WEBGIS的湖北省地质灾害预警预报系统的全面实施提供了必要的基础.     

构建公共危机预警管理系统

危机与灾害有其特有的关联关系，研究这种关系，有利于形成正确的观念，并用于指导实践。在分析危机与灾害关联关系的基础上，指出了目前存在的“重灾害、轻危机”和“重灾害应急处置、轻危机预警管理”问题，并提出了构建公共危机预警管理系统的建议。     

基于粗糙集理论的瓦斯灾害信息特征提取技术

为了准确预测煤与瓦斯突出的危险性,建立有效的煤矿瓦斯预警支持系统,针对煤矿瓦斯灾害的特点,本研究提出了一种新颖的基于粗糙集的瓦斯灾害特征提取算法。该算法首先利用维数化简技术对瓦斯灾害信息矩阵进行优化,并在此基础上,利用信息论中熵的概念和最大熵原理构建瓦斯灾害信息特征提取模型。通过实际应用,证实了粗糙集理论在瓦斯灾害特征提取与瓦斯灾害预测中的有效性和实用性。     

动静载叠加诱发煤岩瓦斯动力灾害原理及防治技术

基于煤岩瓦斯动力灾害严重影响到煤矿安全生产,提出了动静载叠加诱发高静载、强动载和低临界应力3种类型动力灾害原理;建立煤矿开采静载、矿震动载和瓦斯压力的表达式.总结了含瓦斯煤岩动力灾害监测预警及防治理论与技术,包括冲击矿压监测方面的分区分级监测预警、微震监测法、电磁辐射、弹性波CT和震动波CT等,煤与瓦斯突出监测方面的钻孔瓦斯涌出初速度法、R指标法和电磁辐射法等,以及灾害治理方面的强度弱化减冲原理及手段、巷道围岩控制的强弱强结构效应及围岩动静载的支护体系、区域及局部防突技术.煤岩瓦斯动力灾害未来研究方向主要是:1)将动静载叠加原理进一步定量化表示;2)构建适用于煤岩瓦斯复合型灾害的监测预警指标体系;3)将冲击矿压和煤与瓦斯突出的防治措施有机的结合起来.     

宁夏主要气象灾害预警信号发布分析

在介绍宁夏气象灾害预警信号发布现状的基础上,利用2010—2017年11类区级预警信号资料,应用分类数理统计方法,得出了宁夏预警信号时空分布特征、年际变化趋势、发布频次以及质量检验结果。结果表明:宁夏预警信号发布的时空分布与对应的灾害气候特征较一致,具明显的地域特点;预警信号发布总体呈增多趋势;大风预警信号发布次数最多;低警戒级别(低影响灾害)预警信号发布频次高、高警戒级别(高影响灾害)预警信号发布频次低;6类预警信号平均命中率在95%以上,暴雪预警准确率最高、冰雹预警准确率最低,大风预警时间最早、冰雹预警时间最短。     

我国将建设六大气象工程加快发展气象卫星体系

“十一五”时期，我同将投巨资重点加快国家级六个重大气象工程建设，积极推进、协调地方经济发展需求紧迫的配套工程建设，实施气象灾害躲测预警与应急工程。增强预警信息发布能力，提高全社会预防及应对重大气象灾害及其衍生自然灾害、事故灾难、公共卫生乃至社会安全事件的能力和水平，建设气象灾害监测、预警和服务系统，组建气象应急指挥调度体系，完善监测网络和数据传输系统，建立针对各种灾害的预警预报系统。     

基于物联网技术的栾川魏家沟滑坡监测预警系统研究与实践

基于物联网体系结构和技术方法,构建了栾川魏家沟滑坡自动化监测预警系统。在滑坡区布设分布式传感器群,将表面位移、内部位移、降雨量、地下水水位、孔隙水压力监测相集成,应用无线通信网络接入方式,及时传递和处理监测信息,准确地给出地质灾害的预警等级。多年的运行实践表明,该系统可以快速、实时收集灾害体的监测信息,能够保证数据的准确性和可靠性,可以对魏家沟滑坡灾害进行精确的监测预警,实现了全天候远程控制和无人值守,提高了滑坡灾害的防治水平。     

基于SMOTE算法与决策树的沙尘暴短期预警研究

针对沙尘暴灾害发生时间预测准确率较低、传统的预测模型预测效果欠佳问题,建立了基于SMOTE算法与决策树算法的沙尘暴预测模型.该模型利用西北六省的气象观测数据,较好地解决了稀有类的分类问题,总体预测成功率达到76.25%.研究结果表明该模型分类准确率高、泛化性能好、抗噪音、鲁棒性好,较好地解决了沙尘暴预测中不平衡样本的分类预测问题,可用于实际的沙尘暴预警.     

河北省山洪灾害区预警预报系统

山洪灾害是河北省主要灾害之一,山洪灾害预测预警系统是山洪灾害防治的重要非工程措施。结合河北省山洪灾害防治区流域实际情况,开发研制一套集面雨量计算、前期影响雨量分析、产流计算、流域汇流计算、河道洪水演算、预警分析为一体的,适合河北省山洪灾害预警预报工作特点的河北省山洪灾害预警预报系统。