城市燃气管网系统脆弱性分析与评估

脆弱性评价是一种指标全面、理论成熟、结果贴切的系统风险评估新方法。在对燃气管网系统脆弱性研究的基础上,建立适合城市的燃气管网系统脆弱性评价指标体系。运用层次分析法,计算评价指标的权重。根据模糊数学理论,建立城市燃气管网系统脆弱性评估数学模型,计算系统脆弱度和确定系统脆弱等级。将某城市一段实际燃气管网带入该模型进行脆弱性评估,实现对模型的实例应用和效果检验。     

公路网综合评价模型的研究

在分析了各种路网评价的基础上,提出了一种新的基于模糊理论和层次分析理论的公路网综合评价新模型,此模型以模糊评价为主线,利用层次分析法构造指标体系及确定各项指标的权重,两者的结合使得评价结果更加精确、合理．并以峰峰矿区为例介绍了该模型的具体应用方法．     

基于云化物元模型的供水管网抗震服务功能评价

以震后供水管网的节点供水压力和流量作为供水管网抗震服务功能综合评价的指标体系,针对供水管网抗震服务功能评价中存在不确定性的特点,全面考虑节点压力和流量抗震服务功能分级边界信息的随机性和模糊性,结合云模型的不确定推理特性和可拓学的物元理论兼具定性、定量分析的优点,提出了基于云化物元耦合模型的供水管网抗震服务功能评价方法.该方法通过云模型表达物元的事物特征值,建立标准云物元与计算特征云物元之间的关联函数,采用模糊等级特征值实现对供水管网抗震服务功能等级的判别.算例分析验证了该方法的优越性和有效性.     

一种新的网络脆弱性量化分析模型

在被动网络节点脆弱性分析方法的基础上提出了一种新的基于主动攻击的网络脆弱性分析模型．采用分层的分析体系，分析各节点在此种攻击下的脆弱性指标值，然后根据节点在网络拓扑中的位置及其所承担的服务类型分配给此节点脆弱性指标值一定的加权值，由节点的脆弱性指标值，计算网络或系统的脆弱性指标值．实验结果表明网络中不同位置节点的脆弱性对整个网络脆弱性的影响不同．这种分析模型具有较好的性能，新模型能够在攻击存在时（分析者主动发起）很好地标识网络的脆弱性状态。     

基于可变云模型的南水北调中线供水效益综合评价探析

南水北调工程是缓解北方水资源短缺的战略工程,自中线工程通水以来其发挥的综合效益日益显著,对中线工程的供水综合效益进行量化评价具有重要意义。从调水对受水区水资源承载力提升程度的视角,探析了供水综合效益。在此基础上,结合可变模糊集理论和云理论,建立了一种新的综合评判模型,根据评价指标体系构建了各指标对应不同评价等级差异度函数的云模型,利用三角形正向云生成方法随机产生差异度值,并进行可变模糊综合评价。以北京市为典型研究区,分析预测2030年情形下,南水北调中线工程供水发挥的综合效益,经计算,该综合效益可提高当地水资源承载力2.32%。以水资源承载力提高的程度作为综合效益评价标准,为南水北调综合效益的评价提出一种新思路:基于可变云模型综合评价方法,统筹考虑评价中的"优"和"劣"两个方面,兼顾评价中的随机性和模糊性。因此,具有推广应用价值。     

基于熵权的DRASTIC模型在地下水脆弱性评价中的应用

对目前广泛应用于地下水脆弱性评价中的DRASTIC模型进行了评述,在指出该模型存在的问题基础上提出了基于熵权的DRASTIC评价模型。在新的耦合模型中,各项指标的权重由客观数据计算得到,消除了人为确定权重的主观误差。将该模型应用于实例研究,评价结果表明所建立的新模型是科学合理的,其结果更加客观,它为该地区地下水资源的开发利用和保护提供决策依据。     

应用DRASTIC、AHP对地下水脆弱性的评价比较

目的确定在辽宁省中南部分城市地下水脆弱性评价中采用的最优评价方法，方法以先期勘查和搜集的资料为基础，采用DRASTIC和AHP模型对辽宁省中南部分城市地下水脆弱性进行评价，对比分析两种评价方法的评价过程，以及评价结果与实际情况符合度，确定采用何种评价方法的结果更适合应用．结果两种评价方法均显示太子河冲洪积扇、海城河冲洪积扇、大清河冲洪积扇以及平原地区易于污染，东部山前坡洪积平原和大清河冲洪积扇的基岩地区不易污染．但AHP模型的评价结果图更符合实际情况．结论两种评价方法所得结果的总体趋势是相同的，但基于AHP模型所获得脆弱性评价结果更适于为辽宁省中南部分城市的地下水管理和保护．     

银川市供水管网水力数学模型的建立及应用

根据水力学和数学原理,利用现代化的信息技术建立与实际运行管网系统特征相符的供水管网水力模型．该模型能够对现有管网的水力运行状态进行多工况模拟,对供水管网改建、扩建方案的合理性进行评价,为银川市供水管网的运营、管理提供参考．实践证明,该系统对银川市自来水总公司的管网运行管理起到积极作用,是解决目前银川市供水系统中突出问题的根本方法,也是该公司科学化管理的必行之路,是实现节能降耗的有效途径．     

基于AHP的地下水环境脆弱性模糊综合评价

地下水环境脆弱性具有模糊特性,模糊数学方法能较好地评价地下水环境脆弱性,由于它涉及到众多不同级别的因素,故各因素权重的确定显得至关重要,现有的模糊数学评价模型在权重的确定上存在着许多不足.建立的基于AHP的模糊综合评价模型,对研究区河南省宁陵县的地下水环境进行了实证分析,结果表明,该模型能较好地评价地下水环境脆弱性.     

基于可拓学的岗位等级综合评价

提出一种将定性与定量评价方法相结合,以可拓学理论为基础建立物元模型进行岗位等级综合评价的方法．该方法在计算各指标关联度的基础上确定出岗位等级．通过对该方法的应用,证明其比传统的评价方法更客观,更易于计算机编程实现．     

地震灾害下城市双层关联生命线网络易损性

以双层关联生命线网络为对象,建立生命线网络性能概率易损性仿真模型和关联单元震害和级联失效联合概率方法,形成地震灾害下双层关联生命线网络易损性研究框架,开展地震灾害下城市双层关联生命线网络性能的概率易损性分析. 在以华东某市电力和燃气关联网络为例的案例研究中,依据研究框架构建仿真流程,得到场景地震下双层关联生命线网络性能的概率易损性曲线. 结果显示,场景地震下,案例电力网络发生中度性能损失的概率较大,燃气网络发生重度性能损失的概率较大,燃气网络性能重度损失的概率随着关联强度的增强而明显增大. 电力网络和燃气网络均在单元抗震和网络布局上存在薄弱点,是2个网络发生性能损失的重要原因,应在后续规划中改进.     

基于降维思想的水资源脆弱性非线性评估模型及其应用

水资源脆弱性是世界水文水资源研究领域的重要前沿课题,也是中国可持续发展面对的重大战略问题,传统水资源脆弱性评价方法存在一定的局限,如无法避免主观性的影响、不便于推广等,本文利用微分方程建模技术构建一种通用的水资源脆弱性非线性评估模型。在对指标进行降维的基础上,研究水资源脆弱性和指标之间的非线性关系,主要建模步骤如下：首先,基于投影寻踪技术建立降维模型,对多维指标进行降维处理,然后采用拉格朗日函数法求解最优投影方向;其次根据评估函数具备的性质和特点建立水资源脆弱性微分方程模型;最后是求解方程估计未知参数,模拟水资源脆弱性与指标之间的非线性函数模型。利用所建模型定量研究北京市1979~2012年的水资源脆弱性变化规律,筛选影响北京市水资源脆弱性的敏感因子,研究结果符合北京市实际情形,由此说明模型的适用性。在水资源供需平衡分析的基础上,对2020年北京市水资源脆弱性进行评价,研究结果表明：当不考虑外调水和再生水时,2020年北京市在1956-2012年来水条件下的水资源脆弱性值均约为0.88,水资源均处于极度脆弱状态;利用再生水和南水北调水后,2020年在不同来水条件下的水资源脆弱性均有所降低,平均下降幅度仅为17.2%。本文建立的水资源脆弱性非线性评估函数模型可以避免人为的干扰,具备单调性、有界性和变化的连续平稳性等性质,能定量模拟和刻画水资源脆弱性与指标之间的变化关系。     

顾及供需关系的供水管网管段脆弱性评价

为了更精细地分析供水管网可靠性,考虑需求节点与水源的供需依赖关系,提出基于加权边介数的管段脆弱性评价方法.首先使用需求节点的需求占比和水源的供应占比,确定节点和水源之间K最短路径的总重要性权值,然后根据这些路径的阻力对重要性权值进行分配.对途经某条管段的全部K最短路径的重要性权值进行求和后,即得到该管段的加权边介数,用...     

基于改进熵权⁃突变级数法的气化炉风险评估

为了提高气化炉风险评估的准确性,提出了一种将云模型与突变级数法相结合的安全评价方法。通过查阅文献及专家分析,将气化炉风险分为机械系统、人员、管理以及环境风险,建立气化炉多层次风险评估体系。云模型是一种定性与定量之间相互转换的有效工具,云模型中引入熵与超熵特征值,提出云熵权法改进传统权重计算方法,对所有指标进行权重计算,提高排序结果的准确性。根据归一公式计算各层指标的突变隶属度值及气化炉总突变隶属度值,依据风险等级评价表判断气化炉风险等级。结果表明,该方法提高了权重排序的全面性和客观性,使气化炉风险评估结果与实际相符合,验证了该方法的可行性和有效性。     

非规则桥梁近、远场地震易损性对比分析

为研究高墩大跨非规则桥梁的近、远场地震易损性,建立了典型非规则公路连续刚构桥的理论地震易损性模型.考虑近、远场地震动和桥梁结构参数的不确定性,抽样并生成桥梁近、远场地震易损性分析的模型样本库,利用Open Sees软件对模型样本库进行非线性动力时程分析,获得结构动力响应.而后在确定桥梁各易损构件损伤指标的基础上,采用概率地震需求分析方法建立了桥梁各构件近、远场地震易损性曲线并进行对比分析.分析结果表明:非规则桥梁结构的易损性情况与地震动频谱特性、结构非规则性密切相关,各构件近场地震动损伤概率明显高于远场.将地震动按断层距分组进行桥梁地震易损性分析是必要的.获得的易损性曲线可用于评估非规则桥梁的抗震性能,并为震后桥梁损伤评估提供依据.     

城市给水系统地震风险分析及震后供水

汶川地震导致重灾区绵竹市给水系统严重受损,供水中断数日后逐渐恢复供水,结合数次地震对供水系统震损统计和经验,总结了城市给水系统各组成部分主要的震损形式.以西部大城市地表水给水系统为例,对水源水库、输水管渠、净水厂及给水管网进行了地震脆弱性分析;针对汶川地震后应急供水经验,提出了临时应急供水和系统恢复供水技术措施;震后居民临时安置房建设及用水具有明显的特殊性,确定了给水及消防设计方案.     

功能耦合的城市水电网络抗震韧性分析方法

水电网络作为城市基础设施的重要组成部分,在城市日常运行中承担着为城市居民生产生活供水供电的重要任务,一旦在地震中遭受破坏,将会对城市的应急救援、火场消防、医疗保障等产生显著的影响,为此应充分保障其抗震韧性。为实现对具有高度功能耦合特性的水电网络进行抗震韧性分析,提出一项基于网络流理论的耦合水电网络抗震韧性分析方法。该方法首先建立水电系统协同恢复的优化目标函数,同时根据网络流方法,建立水电系统地震灾后功能恢复过程中的约束条件,通过混合整数规划方法并基于Gurobi求解器进行求解。该方法一方面可以有效地评估各网络不同部分的抗震性能,另一方面又能够根据既有维修资源,合理安排维修任务,实现耦合系统的最优恢复。研究结果表明：由于水电网络构件物理破坏的不确定性,其恢复过程呈现显著的离散性,且这种离散性随时间变化而变化;从平均意义上来看,电网比水网表现出更快的恢复速度。     

供水管网地震漏损蒙特卡洛模拟分析

为研究供水管网在不同地震烈度下的漏损情况和水力特性,基于管道地震破坏评估模型和概率分析方法,对不同地震烈度下管线的破坏概率和渗漏状态进行了计算分析,引入折减系数对管段抗震可靠度分析方法进行改进,并与传统计算方法比较,验证了其合理性。发展了Monte Carlo模拟技术在供水管网流分析方面的应用,并考虑带渗漏和爆管两种出流方式。编制程序对一大型管网进行了模拟分析,给出了震后带漏损情况下管网的漏失率和破坏情况,结果与实际地震灾害情况相符。     

考虑漏失和用户用水的供水管网PDD模型构建及应用

管网的微观水力模型通常将所有水量依据管段的长度分配到各个节点.通过研究这种供水管网传统水力模型,针对该模型忽略节点流量类别直接将总漏失量平均分配到管网中的问题,将传统水力模型中的节点流量分为用户用水量和漏失水量,并运用改进的一致漏损模型将管段的漏失量按管段长度分配,构建漏失水量与压力之间的关系式,建立压力驱动节点的水力模型(PDD).模型形成后,根据实际测压点数据对模型进行校核,以达到模型校核标准.将该模型应用于Y市实际管网,根据Y市实际管网数据得到的平均漏失率,建立计算供水量与实际供水量的适应度函数,计算供水管网模型中的漏失系数,最终实现基于压力驱动节点流量的供水管网漏失模拟.结果表明,校核后的PDD模型与实际供水管网运行压力情况吻合良好,可以进行管网漏失控制研究及评估.     

突变控制及其在水下潜器中的应用

针对非线性控制系统中的突变现象,提出了突变控制法.基于突变理论的突变控制是控制理论的一个全新方向,为了在系统期望的位置,通过适当的控制建立具有理想特性的突变,应用能够保持系统原有的平衡点不变的冲失滤波器,实现有效的突变控制.给出了在水下潜器中应用的具体实例,阐述该方法的具体应用及其实现步骤.突变控制不仅可以解决喷气发动机的压缩系统的延迟、高入射飞行、电力系统电压的暂态性、磁场系统、热对流环、心节律等相关问题,并且可以作为系统临近崩溃或突变的信号,以便更好地监测和控制整个系统,应用前景十分广阔.