基于可变模糊聚类模型的内涝风险分析方法

城市内涝风险评价通常用于城市排水管网的改造、海绵城市建设的指导中,其影响参数众多,评判方法复杂。文章采用暴雨雨水管理模型(SWMM)搭建水力模型,采用最小均方差法筛选出重要性指标,并搭建可变模糊聚类模型评估片区内涝风险。以合肥市某排水管网系统作为研究对象进行实例分析,综合评判区域各排水节点的承灾体风险指数,为管网优化、城市更新提供科学的决策依据。

基于可变模糊聚类的生态水文情势综合评价研究

在生态水文情势变化指标(IHA)基础上,结合可变模糊聚类方法,建立河流生态水文情势综合评价模型,以铁岭水文站为例,对其评价过程进行详细阐述。结果表明:铁岭段河流生态演变程度级别特征值为1.939,总体属于中度改变。研究结果对于河流生态水文情势综合评价和生态保护具有重要参考价值。

黄河内蒙古段流凌预报可变模糊聚类循环迭代模型

为了模拟黄河内蒙古段冰情的发生、发展过程,以可变模糊集理论为基础,提出了可变模糊聚类循环迭代模型来预报黄河内蒙古段巴彦高勒站流凌日期。选定初始权重矩阵、初始模糊聚类矩阵、初始模糊聚类中心矩阵,应用迭代公式求得最优权重矩阵、最优模糊聚类矩阵、最优模糊聚类中心矩阵,建立符合相关性要求的回归方程,从而实现预报识别检验。将模型预报结果与实测值对比分析,预报结果合格率达到80%,属于甲等预报方案,表明基于物理成因分析和数学理论的可变模糊聚类循环迭代模型可用于黄河内蒙古段的流凌预报。

可变模糊聚类迭代模型合理性分析与应用检验

对可变模糊聚类迭代模型进行了深入分析,通过与指标等权重的著名的ISODATA模糊聚类迭代模型比较,论证了可变模糊聚类迭代模型的合理性与收敛性;同时指出ISODATA模糊聚类迭代模型是可变模糊聚类迭代模型一个特例.列举了水资源系统中的一个应用实例——年径流中长期预报,检验了可变模糊聚类迭代模型的实用性.

基于可变模糊聚类模型的生命线网络节点重要性评价

为提高生命线网络控制、维护效率,从节点在网络结构中的空间位置及其在网络中所发挥的功能作用两个方面,对生命线网络节点单元的重要度进行了分析。提出了一种基于可变模糊聚类模型的生命线网络节点重要性评价算法,通过指标权重、相对隶属度与聚类中心之间的循环迭代使结果趋于平衡,从而得到节点重要度的聚类结果。与同类算法相比,该算法更加合理、准确,并与生命线网络特点相一致,适用于评价大型生命线网络中节点的重要度。

基于可变模糊聚类的城镇综合承灾能力评价研究

城镇灾害的多样性、频繁发生与其造成的各种损失和破坏的严重化趋势,已经对城镇经济社会发展构成重大威胁。城镇应对灾害的预测、防御、救助及灾后恢复的综合能力,直接决定了城镇可持续发展的基础和能力。建立了基于城镇社会、经济和环境属性功能的城镇综合承灾能力评价指标体系,运用可变模糊聚类方法,通过指标权重、相对隶属度与聚类中心之间的动态迭代,得到了更为合理的样本城镇的防灾、抗灾、救灾和灾后恢复能力相对比较结果。与已有研究相比,可变模糊聚类在综合评价问题上的数据处理和分析能力更客观和多样化。

基于可变模糊聚类的山丘区小流域洪峰经验公式推求

山丘区小流域暴雨洪水汇流计算是山洪精准预报预警的关键之一。针对山丘区小流域暴雨洪水历时短、成灾快和小流域普遍缺乏实测资料、产汇流非线性特征明显等特点,基于考虑雨强和流域异质性的分布式地貌单位线,开展山丘区小流域单位线峰值经验公式推求的研究。选取甘肃省山丘区26774个小流域作为研究对象,采用可变模糊聚类方法对小流域单位线进行分类,分类别建立小流域特征因子与单位线峰值之间的经验公式,并进一步探讨所推求经验公式的合理性。结果表明:可变模糊聚类算法能较好地应用于分布式单位线分类,该算法的分类效果非常突出,分类后的单位线经验公式计算效果有显著提升;山丘区小流域汇流过程峰值主要受流域面积、最长汇流路径长度及其坡降的影响,分布式单位线峰值经验公式在山丘区小流域汇流计算具有广阔的应用前景。

基于可变模糊聚类迭代模型的溃坝生命损失预测

针对我国溃坝相关资料缺乏、数据均匀连续性较差的现状,将可变模糊集理论引入到溃坝生命损失预测中,建立基于可变模糊聚类(VFC)循环迭代模型的人口死亡率预测模型。采用相邻模糊标度法确定指标权重,运用模型得到最优相对隶属度矩阵和最优聚类中心矩阵,结合欧氏距离,对样本进行二次筛选,再运用指数加权平均法,计算得到待估样本人口死亡率估计值。实例验算证明,该模型符合我国现状,具有一定的实用性和较高的精度。

基于云模型及可变模糊聚类迭代模型的灌区节水水平评估

农业灌区是农业最主要的用水大户,其节水水平直接关系到整个农业节水目标的实现。选择河北省石津灌区为研究区域,根据灌区的实际情况,提出基于云模型和可变模糊聚类迭代模型的模糊综合评价法,有效地克服了隶属度确定的随机性和模糊性,同时权重确定也更加合理。利用该方法评估了灌区2002-2011年的节水水平。评估结果表明,灌区节水水平逐年提高,由耗水型转变为过渡型,但灌区渠系水利用系数和灌溉水利用系数整体偏低,有待于进一步提高。研究成果可为大型灌区节水评价以及灌区的节水管理提供技术支持。

基于可变模糊聚类的地震作用下电网节点脆弱性分析

电力网络作为城市生命线系统的重要组成部分,准确判断其节点脆弱性对提高电力网络的控制、维护效率有重要意义。使用震害作用下节点的连通性概率,供电级数,及由节点度数计算的节点阈值作为判断电网节点脆弱性的指标,并利用可变模糊聚类模型,从而得到节点脆弱性的聚类结果,最终得到各节点的脆弱性排序。

基于可变模糊聚类的城市排水系统内涝风险评估

文中针对风险评估模糊不确定性问题,采用可变模糊聚类方法,通过相对隶属度与聚类中心之间的动态迭代,得到城市雨水内涝风险评估结果。实例研究表明,方法的分析计算结果和实际情况吻合,说明可变模糊聚类可以有效应用于城市雨水内涝风险评估。

基于可变模糊集的模糊聚类迭代模型及其应用

针对经典模糊聚类迭代模型中不考虑聚类指标权重的缺点,基于可变模糊集理论给出了考虑模型参数指标权重变化的可变模糊聚类迭代模型.当模型中优化准则参数α等于2,模型参数指标权重为等权重时,可变模糊聚类迭代模型为广泛采用的Bezdek模糊聚类ISODATA(iterative self organizing data)迭代模型(Bezdek参数β等于2),即ISODATA迭代模型是可变模糊聚类迭代模型的特例.水资源系统中应用的实例及计算结果表明聚类成果符合实际,模型具有收敛于全局极小点的良好性能.

基于可变模糊集理论的洪水分类研究

针对洪水分类指标具有不确定性、模糊性及以往洪水分类研究中未考虑聚类指标权重的不足,提出了一种基于可变模糊集理论并考虑模型参数指标权重变化的可变模糊聚类迭代模型,并应用于南京站和宜昌站的洪水样本分类中。实例结果表明,该模型在洪水分类预测中准确、合理,具有推广应用价值。

基于投影寻踪动态聚类模型的城市内涝风险评估

城市内涝风险评估对于城市防灾减灾以及城市排水设施改造是至关重要的。采用多个指标对城市内涝风险进行评估时,指标权重对风险评估结果具有重大影响。因此,针对风险评估中指标权重模糊不确定性问题,本文基于投影寻踪动态聚类方法对城市内涝风险进行评估。投影寻踪动态聚类是一种对样本数据进行综合评价的客观方法,并能通过设置约束条件来考虑决策者的偏好。选取某排水区建立SWMM模型进行实例研究,模拟计算得到评价指标值,投影寻踪计算得到不同区域的风险等级。通过对结果进行分析可知,投影寻踪动态聚类可以用于城市内涝风险评估,而且对城市防灾减灾具有重要指导意义。

城市自然灾害综合风险评估问题研究

考虑到城市自然灾害综合风险评估过程的繁琐,提出一种基于事例推理(case-based reason ing,CBR)思想的风险评估方法。从风险所具有和所代表的不确定性入手,将城市灾害综合风险看作是基于危险性和易损性的不确定系统,先基于集对理论做先前事例的风险评估,得出风险值后,形成案例库,再利用可变模糊聚类方法做关于综合风险评估结果的CBR前期处理,形成有利于快速检索的事例样本结构,并在CBR循环过程中通过融入或修正新案例形成新的事例样本,如此往复,不断补充、扩容事例数量和多样性,达到简化风险评估过程和准确化风险评估结果的目的。通过某地区风险评估实例,证明了该方法的有效性。

基于快速检索的高速公路建设期安全事故应急响应

为提高我国高速公路建设安全管理水平,有效遏制事故损失,围绕事故应急响应速率及应急预案针对性等问题,通过引入基于案例推理技术,搜索案例库中相似的已建成项目的事故数据,为新建项目的应急预案提供有针对性的决策辅助,同时利用可变模糊聚类迭代模型将已有案例进行数据预处理,从而达到快速应急响应的目的。研究结果表明,这2种方法的结合可以大大提高响应效率和搜索精度,为高速公路建设期安全事故的快速应急管理提供可行性思路。

辽宁暴雨洪水空间特征及其区域划分

以辽宁省基础水文数据库为依托,选取544个雨量站、64个水文站作为代表站,采用ArcGIS空间分析等技术,系统识别辽宁省暴雨洪水要素空间特征。在此基础上,综合暴雨洪水发生的频次和量级两方面特征,采用可变模糊聚类方法对辽宁省进行暴雨洪水区域划分,并对各分区暴雨洪水特征进行统计,为辽宁省防洪减灾决策提供参考。