水文模型在水资源管理中的应用与优化

本文探讨了水文模型在水资源管理中的应用与优化方法。水文模型在水资源管理中的多个领域得到了应用,包括水资源量预测与规划、洪水预测与管理、水质模拟与改善、应对气候变化和水资源决策支持等。为了更好地满足水资源管理的需求,进一步提出了水文模型的优化方法,包括参数校准、实时性和适用性,以及不确定性分析。这些优化方法有助于提高模型的性能和可信度,确保模型在实际应用中更加准确和可靠。     

海洋水文要素对船舶航行场安全的影响

文章介绍了海洋水文要素的种类及其图上表示方法,论述了船舶航行场安全模型及各子模型的构成,重点分析了海洋水文要素对船舶航行场安全的影响。     

基于广义多项式混沌法的圆柱壳自由振动不确定性分析

为了实现对舰船结构声振特性的精确预报,开展考虑建造因素的圆柱壳结构自由振动的不确定性分析。在分析影响圆柱壳结构自由振动中的材料不确定性和几何不确定性基础上,应用一般多项式混沌方法建立含建造因素不确定性的圆柱壳结构自由振动的求解模型。最后,基于配点法分析建造因素不确定性对圆柱壳结构自由振动的影响。研究结果可为舰船结构的设计与施工中的建造声学质量控制提供技术支持。     

船舶结构腐蚀检测与腐蚀模型不确定性及其更新

针对经典的概率论不能有效地处理无损检测中检测概率的参数不确定性问题,提出了定量分析检测概率参数不确定性问题的贝叶斯方法,并以威布尔分布形式的检测概率为例,推导了量化参数不确定性的放大系数的计算公式.针对传统的数据分析法及专家判断法不能分析模型不确定性更新问题,本文基于无损检测信息,采用贝叶斯更新方法量化了检测概率分布函数的统计模型不确定性,得到了检测概率统计模型权重的后验概率及相应的分布参数的后验概率密度函数.最后提出了分析船体结构腐蚀多层次模型不确定性问题的全概率模型法,并用算例证明了文中所提方法的有效性.     

云南龙川江流域集水面积阈值确定方法研究

针对传统方法在确定水系分维数中对集水面积阈值确定的主观性和不确定性较强;提出一种基于分形理论判断流域集水面积阈值的方法。以ASTER-GDEM数据为基础,ArcGIS水文分析模块为平台,自动提取不同集水面积阈值下的水系河网;对水系进行不同集水面积阈值下的分维数计算,利用分维数与集水面积阈值的关系式探讨了以关系式二阶求导出现拐点处对应阈值设为研究区集水面积阈值的方法,,并进行显著性水平对比检验对龙川江流域集水面积阈值进行估值,发现集水面积阈值取11.5km时提取的河网特征与实际水系特征基本符合。传统方法在水系分维估算中确定集水面积阈值的方法具有较强观性和不确定性,基于GIS的分形分维研究确定阈值方法与传统方法相比具有高效、客观的优势。     

反步法在航向自适应控制中的研究与仿真

为了提高船舶的操纵性能,研究人员对船舶的航向控制投入了大量的精力。由于船舶在航行时会受到气候和水文的影响,运动状态呈现不确定性和非线性,传统的船舶航向控制效果较差。本研究基于反步法,设计一种逐级递推优化的船舶航向自适应控制系统,并系统讲述反步法的理论基础和航向自适应控制系统的工作原理及其仿真。     

基于多维PC扩展的多学科稳健优化算法研究

针对多维不确定性下的多学科稳健设计优化问题,以随机不确定性因素的均匀分布和正态分布并存状况为例,提出一种新的以Legendre polynomials和Hermite polynomials为基础与多维多项式混沌方法,构建多维不确定性量化模型,完成多学科稳健设计优化框架的研究。同时将多维稳健优化方法应用于多学科设计优化的实际工程算例散货船优化论证中,并与文献的单维稳健优化方法进行比较。结果表明,在多维不确定性因素影响下,采用多维多项式混沌方法解决多学科稳健设计优化问题,其优化结果与确定性多学科设计优化结果相差不大,能够得到较为稳健的计算优化结果,有效减少和避免设计优化方案失效的可能性。     

基于本体论与贝叶斯式网络的舰炮武器系统故障诊断方法研究

针对舰炮武器系统在故障诊断过程中存在不确定性以及新故障知识不易添加的问题,提出了一种将本体论与贝叶斯网络相结合故障诊断方法。利用本体的知识表示方法建立关于舰炮武器系统的本体模型,然后将此模型转化为贝叶斯网络模型,最后利用贝叶斯网络进行舰炮武器系统故障方面的不确定性推理。利用此方法可以有效解决舰炮武器系统复杂故障现象问题。     

基于参数扰动模型的遥控潜水器滑模控制方法

[目的]遥控潜水器(ROV)的运动控制易受到环境和模型参数不确定性因素的影响,难以达到预期控制效果,针对此情况,提出一种基于参数扰动模型的ROV滑模控制方法.[方法]以标准ROV模型为基础,将环境干扰与模型自身参数的不确定性作为模型扰动参数,建立带参数扰动的ROV模型,并对模型进行解耦得到深度方向的控制模型,基于带参数...     

多维随机不确定性下的船舶多学科稳健设计优化研究

通常船舶多学科设计优化仅考虑确定性的影响,忽视设计中不确定性因素的存在,显然优化结果无法真正保障船型方案的可行性和航行性能的优良性。目前,不确定性船舶多学科设计优化主要集中在一维不确定性分析。为了得到船舶设计优化的最优方案,以多维不确定性下的多学科稳健设计优化问题为例,通过分析考虑随机不确定性因素的均匀分布和正态分布并存分布状况,提出了一种新的以Legendre polynomials和Hermite polynomials多项式为基础的多维多项式混沌方法,并以海洋平台支持船为对象构建多维不确定性量化模型。通过对多维随机不确定性因素对船舶优化方案的影响分析完成了船舶多学科稳健设计优化研究,有效地减少和避免船舶设计优化方案失效的可能性。     

基于云模型的船员适任性综合评价

为处理海上交通安全人的因素评价中抽象概念和定性语言的不确定性,通过深入分析其本质特点,结合改进的云理论,提出了一种新的基于云模型的综合评价方法,用于船员的适任性评价。该方法利用云模型对不确定信息处理的优势,最大限度地保留整个适任性评估过程中固有的不确定性,将定性定量变量进行云变换得到各个评价指标的概念云模型,然后通过概念"软与"操作激活相应规则后件,最终采用云模型计算得到基于云滴分布的综合评价结果。仿真研究表明,基于云模型的综合评价方法用于船员适任性评价是可行有效的,该方法使得评价内容更加丰富,评价结果直观,灵活、可靠,符合人类思维和推理方式。     

基于扩张状态观测器的双桨推进无人艇抗干扰目标跟踪控制

[目的]针对无人艇(USV)的模型不确定性和未知海洋环境扰动,提出一种基于扩张状态观测器(ESO)的双桨推进无人艇抗干扰目标跟踪控制算法.[方法]在运动学层级,设计基于平行接近制导原理的目标跟踪制导律;在动力学层级,针对模型不确定性和未知环境扰动,设计基于ESO的纵荡速度和艏摇角速度自抗扰控制律,以减小模型不确定性和环...     

多领航者导引无人船集群的分布式时变队形控制

[目的]针对含有模型高度不确定性和未知海洋环境扰动的无人船集群,研究多领航者导引的欠驱动无人船(USV)集群的分布式时变队形控制问题。[方法]首先,在运动学层级,基于包含策略和路径操纵原理,设计时变队形分布式制导律;然后,在动力学层级,针对USV航行中存在的模型不确定性以及未知海洋环境扰动,设计基于扩张状态观测器(ESO)的前向速度和艏摇角速度控制律,减小模型不确定性和未知海洋环境扰动带来的影响;最后,进行级联系统稳定性分析和控制器有效性的仿真验证。[结果]研究表明,无人船集群采用的分布式时变编队闭环控制系统输入状态稳定,仿真结果证明了控制方法的有效性。[结论]所提出的控制器可以使无人船集群形成预定的时变编队队形,并跟踪多领航者形成的凸包。     

浅析水库长期水文预报系统的多预报思路

水库长期水文多预报是水利工作长期研究的一个课题。要想对水库长期水文进行多预报,就要开发一个水库长期水文预报系统。本文介绍了水库长期水文预报的传统方法,提出了水库长期水文预报系统多预报的新方法,分析了如何建立更好的水库长期水文预报系统。     

基于SWMM模型的参数灵敏度分析

结合云南省某市工业园区的实例,根据实际降雨数据,运用修正Morris法对SWMM模型中的水文参数进行灵敏度分析,为参数率定提供参考。分析结果表明,不透水面洼蓄量、管道曼宁系数和汇流区宽度是对SWMM模型地表径流总量和管段径流峰值最敏感的参数。降雨量对于SWMM模型水文参数中的Horton入渗模型参数的灵敏度有较大影响;研究区域地表现状对参数灵敏度也有较大的影响。     

水文-水动力-水质模型耦合应用现状综述

随着城市化进程,评估生态环境是在流域低影响开发和制定区域决策方案中至关重要。集成流域与河流模拟原理,构建水文-水动力-水质系列模型,优化现有模型结构,更好的服务于水环境日常管理。文章主要介绍现有水文-水动力-水质耦合模型框架,通过模型耦合来源、机理,针对复杂流域水系,综合分析面源点源污染,常见水文-水动力-水质耦合模型应用分析,有助于水环境耦合模型开发应用。     

多能源集成控制的船舶用微电网系统频率优化

为解决船舶用微电网系统在系统模型不确定性以及剧烈负荷扰动下电网频率的稳定性控制。针对含有风力发电系统、光伏发电系统、柴油机发电系统以及储能装置的多能源集成微电网系统进行分析,提出H∞混合灵敏度控制方法,设计输出反馈控制器并构造微电网系统模型,对其加权函数采用粒子群优化算法进行优化。仿真结果表明:提出的控制器和控制策略不仅能够有效地平抑频率波动,提高可再生能源利用率,还在模型不确定性以及扰动不确定性的情况下依然有效。     

基于凸集模型的船舶坐墩配墩鲁棒设计方法

提出了船舶坐墩支墩配置的鲁棒设计方法.用凸集模型描述支墩组合刚度的不确定性,用极小化不确定性参数不满意度函数的方法实现目标函数的鲁棒性,用一个优化过程分析约束函数的最劣值实现约束函数的鲁棒性.计算示例表明,用所提方法得到的设计方案优于直接极大化不确定性参数最小值的结果.     

分布式流域水文模型在粤北地区北江流域的应用研究

将Arc GIS与SWAT分布式流域水文模型相结合,构建了粤北岩溶石山地区北江流域的分布式流域水文模型,该模型综合考虑了粤北地区北江流域地表水-地下水之间的相互作用,更真实地模拟了水文循环系统。本文应用SWAT模拟了北江流域的水文过程,对滃江、连江等水文站逐日、月实测径流资料进行径流模拟,确定了模型的基本参数,以子流域主河道出口流量2004~2007年实测数据作为参考通过SWAT中的自动率定模块实现模型率定,模拟效果比较理想。从模拟精度、参数需求、模型稳定性、水资源评价等方面分析模型的特点,研究表明:该模型参数相对简单,模拟精度较高,运行稳定、快速,水量平衡分析详尽。模型可用作地表-地下水流相互作用、流域水量平衡分析和水资源管理的有效计算工具。     

基于粗糙-支持向量机的航运企业客户信用评估

针对航运企业客户数据样本量少,信息量贫乏、不确定性等特点,提出了一种基于双向互动的粗糙-支持向量机的动态建模方法.利用该方法对具有复杂动态特性和不确定性的航运企业客户信用评估进行建模,并进行了实例研究.结果表明,基于粗糙-支持向量机的动态模型具有较快的收敛速度、较高的建模精度以及较好的泛化能力.