多维复合极值分布理论在极端海况概率预测中的应用

针对工程界有关海洋工程设计标准的研究以及学术界在联合概率研究中存在的问题,提出一种既考虑台风或其他大风过程影响每年海洋环境要素取样个数的随机性,又考虑台风诱发的极端海况(巨浪和暴潮等)综合作用的多维复合极值分布理论,并将理论以Poisson-Nested-Logistic三维复合极值分布模型的形式应用于黄海海域,实例计算显示出新模式预测结果的合理性和稳定性．由于此模型考虑了变量之间的非对称相关结构,提供了更多的可使用的资料信息,因此能广泛应用于风、浪、流和潮等各种恶劣海况组合的三元联合概率预测,同时也可推广到应用于水文和气象等自然灾害的多因素联合概率分析．

台风灾害极值预测——模式和应用(英文)

台风灾害是影响中国2.5亿人民生命财产和经济发展的重大问题。鉴于现行台风防灾减灾领域存在的问题,提出了"多维复合极值分布"理论及相应的"双层嵌套多目标概率模式",并应用于美国卡特列娜飓风巨灾预测和验证、上海设防标准、杭州湾特大超高水位,三峡设计洪水的概率预测及风险分析,显示了新理论的科学性、先进性和实用性。

中国南海极端海况概率预测及海洋工程防灾标准研究

随着全球气候变化,自然灾害加剧的趋势。我国南部沿海城市的近海和海岸工程越来越受到台风、洪水、巨风和强降雨等极端因素的影响。本文基于多维复合极值分布理论分析在我国南海海岸带地区的台风诱发巨浪、风暴潮及相应的天文潮等致灾因素的联合频率,同时引入整体不确定性理论分析法(GUA),对各种统计理论,取样方法的计算结果进行合理的不确性评估。本文实例计算了中国南海海域海洋平台的甲板高程,与传统方法相比,该种概率预测的方法显示出合理性和安全性。

台风诱发暴雨降水量的概率预测

每年由台风诱发暴雨引起洪水、滑坡等灾害在我国沿海地区造成巨大损失。作者采用多维复合极值分布理论(Multivariate compound extreme value distribution),以受台风暴雨危害较严重的浙江温州地区为例,对台风诱发暴雨的降水量进行了概率预测。该理论以影响暴雨强度的台风中心气压差和降水量为研究对象,并考虑导致极端降水的台风过程的出现频次的概率特性,预测结果较传统方法更为合理和安全。

卡特里娜飓风的启示——有关海洋和水利工程的风险分析

2005年卡特里娜(Katrina)和丽塔(Rita)飓风对美国新奥尔良市和佛罗里达东部海岸带来的灾难性破坏,验证了笔者在20世纪80年代初期提出的复合极值分布理论及其对上述海域飓风强度预测结果的正确性。以此为鉴,讨论了海岸、近海、水利和城市防灾工程中引入不确定性分析和多维联合概率理论进行风险分析的必要性。

我国滨海核电站防护工程设计标准研究

面对全球极端气候频发的趋势,国内外核电站海岸防护工程普遍采用"可能最大台风暴潮"、"设计基准洪水"等具有含混性的规定作为确定防灾设计标准的依据,其内涵的各种不确定性因素必然会对防灾决策带来重大的致灾隐患。按照国务院核电站安全规划(2011-2020)提出的"必须按照全球最高安全要求",全面开展滨海核电站防护工程设计标准研究己势在必行。使用多维复合极值分布理论及双层嵌套多目标联合概率模式,将核电站水文与气象的研究标准合二为一,对IAEA及我国滨海核电站防护工程设计标准进行了风险评估,供有关部门参考。

热带气旋对海上风电支撑结构的影响研究

海上风电机组工作环境复杂、恶劣。热带气旋影响海域,极端环境条件作用往往导致结构的失效破坏。工程设计中往往遵循规范建议的传统方法,简单选取极端海况组合作为校核条件。本研究拟采用数值模拟、概率分析、灰色预测结合的方法,建立嵌套模型对热带气旋诱发的极端海况对风电机组支撑结构的作用进行分析。结果表明该方法合理,并可应用于热带气旋作用下海洋结构整体可靠度计算。

港口及海岸工程防灾理论体系的研发及其应用

本文介绍了中国自主研发的复合极值分布理论和多维复合极值理论30多年来在国内外的引用和应用,特别是2005年Katrina和2012年Sandy飓风对新奥尔良市和新泽西州及纽约周边带来的灾难性破坏,以及2013年菲特台风诱发上海超警戒水位,都验证了1982及2006年使用上述理论预测结果的正确性。本文就该理论在海洋,海岸、港口等工程防灾设防标准中的应用,对国内外有关规范的防灾标准进行了风险评估和建议。

热带气旋对海工结构影响的概率特征分析

海工结构处于严峻的海洋环境中,特别是热带气旋影响海域,极端环境因素的联合作用往往导致结构的失效破坏。目前海工结构的设计大都是遵循相关规范中建议的传统方法,简单选取极端海况组合作为设计依据,难以合理反映热带气旋对结构的长期影响。采用数值模拟、概率分析、灰色预测交叉结合的方法,建立海工结构响应模型、多维复合极值分布模型、灰色马尔科夫链模型嵌套的体系。进行热带气旋风场诱发极端海况对结构影响的长期概率分析。计算结果可作为结构可靠度分析的依据。

双层嵌套多目标概率模型在珠江三角洲港口工程环境分析中的应用

鉴于未来全球气候变暖、台风强度和频次有逐渐加剧的趋势,建港地区工程风险须得到重视。在分析了珠江三角洲所受台风灾害的基本类型后,采用双层嵌套多目标概率模式及复合极值分布模型(MCEVD)对珠三角的台风灾害及超强台风进行了预测,并将计算结果应用于港区最大风速、波高、排水等方面的设计。该模型能全面系统地反映台风致灾的整体机制,在港口工程环境分析中得到了较好的应用。

中国台风灾害区划及设防标准研究-双层嵌套多目标联合概率模式及其应用

鉴于台风灾害加剧趋势,中国必须构建一套完整的防灾、减灾体系.针对台风特征、致灾因素、相应后果和防灾需求,使用多维复合极值分布理论,构造一个双层嵌套、多目标的联合概率预测模式,进而建立台风灾害区划及相应防灾设防标准体系.