Risk Analysis on Groundwater Resources Carrying Capacity Based on Blind Number Theory

Blind numbers of evaluation indices about groundwater resources carrying capacity are defined from the concomitancy of randomness, fuzziness, grey property and unascertainment of groundwater system. Based on fuzzy theory, a comprehensive evaluation model on groundwater resources carrying capacity is constructed with blind information. Then a risk assessment model of surcharge about groundwater resources carrying capacity is established on blind reliability theory. The probable value ＂＊＂ matrix of fuzzy membership degree about carrying capacity corresponding to each judgment level can be obtained with the aid of blind algorithm as well as the subjective reliability ＂×＂ matrix. And then a graph of ＂groundwater carrying capacity v.s. accumulative reliability＂ can be gained Based on the graph, fuzzy membership degree of groundwater resources carrying capacity to each judgment level under different risk probability can be got. Thus, a comparatively reasonable judgment to groundwater resources carrying capacity might be obtained, with comprehensive analysis to the state of society, economy technology and ecology.

The Concept and Operations of Blind Number

：This paper gives the definition and operations of blind number, and discusses its operationproperties. Blind number is a mathematical tool to express and deal with complex information with severalkinds of uncertainty.

Multi-agent Blind Model and Its Application to Regional Eco-environmental Quality Assessment

Through denoting each expert as an agent and viewing a multiple criteria decision-making as a synthesis problem of aggregating experts＇ ratings, a multi-agent blind model （MABM） is developed for regional eco-environmental quality assessment. In this model, the ratings of the evaluated object under an index, given by expert group, are first utilized to construct a series of blind numbers. In general, each index will correspond to different blind numbers. On the basis of aggregating index weights, the rank score in the form of a blind number is obtained for the evaluated object. Then, by means of calculating expected value of the above blind number, its rank score is further converted into a crisp value. By way of comparing the expected value with classification standards, eco-environmental quality of the evaluated sample could he identified successfully in the end. As a case, the MABM is used to evaluate the eco-environmental quality of Chaohu Lake basin. Study result shows that the MABM is a useful model for regional eco-environmental quality assessment.

ESTIMATION OF THE NUMBER OF CORRELATED SOURCES WITH COMMON FREQUENCIES BASED ON POWER SPECTRAL DENSITY

Blind source separation and estimation of the number of sources usually demand that the number of sensors should be greater than or equal to that of the sources, which, however, is very difficult to satisfy for the complex systems. A new estimating method based on power spectral density （PSD） is presented. When the relation between the number of sensors and that of sources is unknown, the PSD matrix is first obtained by the ratio of PSD of the observation signals, and then the bound of the number of correlated sources with common frequencies can be estimated by comparing every column vector of PSD matrix. The effectiveness of the proposed method is verified by theoretical analysis and experiments, and the influence of noise on the estimation of number of source is simulated.

基于盲源分离的工业谐波源负荷分类识别方法

针对传统谐波源辨识方法无法实现工业用户谐波源具体类型的非侵入式识别的问题,该文提出一种基于盲源分离的工业谐波源负荷分类识别方法。该方法仅依据工业用户进线处电压、电流数据即可实现谐波源负荷具体类型的非侵入式识别。首先,从负荷等值阻抗模型入手,建立工业用户多负荷等值阻抗并联电路模型;其次,采用集合经验模态分解与奇异值分解相结合的方法确定构成用户进线处监测点综合等值阻抗信号的源阻抗信号数目;然后,采用快速独立分量分析实现将谐波源负荷等值阻抗信号从综合负荷等值阻抗信号中分离;最后,将分离出谐波源负荷等值阻抗信号频率特征与典型谐波源负荷进行匹配,进而实现分类识别。仿真与实测实验结果均表明,所提方法能够准确识别工业用户所含多种谐波源负荷的具体类型,具有较好的可行性和实用性。

Dynamic Direction of Arrival Estimation with an Unknown Number of Sources

Aiming at source number determination and direction of arrival(DOA) estimation under the case of time-varying source number,a method of DOA estimation with an unknown number of sources was proposed.Firstly,an algorithm based on crossvalidation technique was introduced to determine the number of sources.Then dynamic DOAs of source were estimated using an algorithm based on blind source separation(BSS) under the case that number of sources were unknown in advance and it was timevarying.The effectiveness of the proposed method was validated by simulation of time-invariant and time-varying numbers of source.Compared with other conventional methods,the proposed method has superior evaluation performances The proposed method can estimate m(the numbers of sensor) DOAs while other conventional methods estimate less than m DOAs.The R_(mse) of the proposed method in the case of low signal-to-noise ratio(SNR)(equal or lower than 30 dB) is smaller than 0.2 while R_(mse) of other conventional methods are greater than 0.8.

动态变化混叠模型下盲源分离中的源数估计

在进行欠定盲分离时,特别是对于源信号数目及混合矩阵动态变化的情况,常规的欠定盲分离及源数估计方法不能对源信号数目的变化时刻做出判断,因此很难实现动态变化的源信号数目实时和准确的估计。针对这个问题,提出了一种动态变化混叠模型下欠定盲源分离中的源数估计方法。首先,建立动态变化混叠情形下盲源分离的数学模型及动态标识矩阵。其次,基于构建的动态标识矩阵统计和判断动态源信号数目的变化情况。最后,通过分段时间内多维观测矢量采样点聚类区间局部峰值统计,实现动态变化混叠模型下盲源分离中的源信号数目的有效估计。仿真结果表明,该方法能有效实现动态变化混叠模型下欠定盲源分离中的源数估计,并且信号估计效果良好。

基于盲数理论的边坡非概率可靠度分析

针对单一非概率可靠性指标提供信息有限,未涉及边坡滑动面分布等问题,提出一种基于盲数理论的边坡非概率可靠度分析方法。视岩土参数为盲数,将样本数据按升序排列并划分子区间,对不同参数的子区间进行组合,构建对应的椭球模型,求解非概率可靠性指标和盲数可信度,并搜索临界滑动面;统计非概率可靠性指标小于1的盲数可信度作为边坡的失效可能性。算例及实例分析验证了该方法的可行性,结果表明:参数子区间的划分对计算结果有一定影响,建议划分10个子区间;和基于盲数理论的可靠度方法相比,该方法与蒙特卡罗法的计算结果更为接近。该方法可提供边坡非概率可靠性指标和各滑动面随盲数可信度的分布情况,适合在实际工程中应用。

基于盲数理论改进云模型的露天矿爆破安全评估研究

为使爆破安全评估更科学,进一步提高评估结果的可靠性,提出了露天矿爆破安全评估的盲数理论改进云模型。从安全管理、组织设计、现场施工3个方面,选取了15个典型影响因素,构建了露天矿爆破安全综合评价指标体系;基于盲数理论,建立盲数矩阵确定指标综合得分,改进了传统定性指标赋值方式,运用博弈论思想获取指标综合权重,利用云模型原理,通过计算综合确定度,以最大隶属度为评判原则,确定露天矿爆破安全等级;以3座露天矿爆破过程为例,进行爆破安全等级评估。结果显示:3座露天矿山爆破安全等级分别为Ⅳ级、Ⅳ级和Ⅴ级,与爆破现场调查结论一致;通过对比模糊数学和未确知测度理论评价结果,盲数理论改进云模型能够有效降低评估过程的盲目性,评估结果更严谨保守,表明盲数理论改进云模型在露天矿爆破安全评估方面具有优越性和适用性,体现了研究价值,可为露天矿爆破安全评估和识别爆破薄弱环节提供理论依据。

考虑故障风险与不确定性的海上风电主变压器检修策略

为提高海上风电主变压器检修策略优化的科学性,在保证可靠运行的前提下,提出一种考虑故障风险与不确定性的海上风电主变压器检修策略优选方法。首先,详细分析故障风险成本模型,据此建立海上风电主变压器全寿命周期成本(life cycle cost,LCC)模型,并引入盲数理论将LCC中不确定性参数用数学模型定量进行计算,提高成本估算精度。然后,从成本管理角度出发,分析维修方案对LCC的影响,进而建立以LCC最低为目标的海上风电主变压器检修策略优化模型,并通过改进的布谷鸟搜索算法进行求解。最后,经算例验证,所提模型和检修策略优选方法具有较强的可操作性,能为海上风电主变压器的可靠运行提供一定的参考价值。

绿色矿山建设评价模型研究及应用

为进一步提高绿色矿山建设评估的科学性和可靠性,针对绿色矿山建设评估的复杂性和难以准确量化评估的问题,提出了一种基于改进变权可拓的综合评价方法。通过综合考虑绿色矿山建设评估的主要影响因素,选取了矿区环境等6个一级指标以及相应的26个二级指标,构建了多层次的绿色矿山建设评价体系;再利用盲数理论改进传统定性指标赋值方式,基于变权重理论,对指标常权进行了修正,根据可拓原理,通过计算综合隶属度,确定绿色矿山的建设等级。某金矿工程应用实例绿色矿山建设评估结果表明:该金矿绿色矿山建设等级为“良”,与模糊综合和灰色聚类模型评价结果相对比,3种评价模型结论一致,且与实际情况相吻合,验证了该模型在绿色矿山建设评估方面具有适应性,可为绿色矿山建设评估提供新的思路。

盲数的概念、运算与性质

本文阐述了“盲数”产生的背景，给出了“盲数”的定义、运算与性质。“盲数”是用来表达和处理具有多种不确定性的较复杂信息的数学工具。

基于联系数模型的电网灵活规划方法

介绍了联系数概念及其运算准则,提出了联系数大小比较的联系数模型和基于联系数模型的电网灵活规划模型,在该规划模型中采用成本效益分析法评价方案的优劣程度。用联系数处理电网规划中的各种不确定性信息,构造了电网规划的确定与不确定系统。算例证明该方法得到的电网灵活规划方案具有更好的适应性和灵活性,且方法计算简单,思路清晰,可用于求解大型电网灵活规划问题。

考虑场景发生概率的柔性约束电网规划模型

分析了场景规划技术、盲数规划、线路被选概率等电网灵活规划现有方法所存在的问题和不足。在新的柔性约束电网规划基础上提出了2种新的电网灵活规划模型:造价期望最优模型和各场景最优方案综合偏离程度最小模型。这2种模型均基于未来场景的不确定性,从场景的发生概率和方案对场景的适应程度出发,不追求规划方案在特定场景下的最优,而寻求各场景下的综合最优方案。所得规划方案具有概率意义上对各场景的最佳适应性。算例结果表明了该模型的有效性。

盲信息的模糊评价模型在电网规划中的应用

针对不确定性因素能极大地影响电网规划方案正确性的实际情况,简要地分析了现有的处理该问题的几种方法,具体分析了隐含于线路费用中的政策、环保、经济的不确定性,给出了网络节点的电源出力、负荷值的不确定性信息的描述方法,提出了用盲数表示电网规划中大量不确定性信息的概念;所给出的盲数模糊评价方法可以很好地描述规划者对规划方案的满意程度,使得所建立的模型能最大程度地表现电网规划中的不确定性因素并适合用进化类算法优化计算,文中所给出的盲数计算技巧可显著地减少运算量,减小了大量信息处理带来的应用困难,18节点算例结果验证了模糊评价模型的有效性。该模型具备处理多种不确定性因 素的能力,为电网规划理论和方法的完善提供了又一种有效的方法。

基于盲数理论的配电网接线方式评价

针对不确定性因素能极大地影响电网规划方案正确性的实际情况,采用了盲数理论衡量和计算各个风险因素对最终方案的影响,并在此基础上对各方案的技术经济性指标进行评价。实例研究表明,以盲数理论研究配电网接线模式的选择,理论上是可行的,计算结果是可信的。

发电系统可靠性评估的盲数模型和指标

利用发电系统可靠性的简化概念,将发电和负荷两类变量转化成盲数并通过盲数运算建立了关于电量全局充裕度评估模型,然后提出了相应的两个指标:发电系统可靠性盲数期望GRBE和盲数可信度GRBC,并利用IEEE-RTS的相关负荷数据,在Monte-Carlo模拟产生发电量数据的情况下对模型和指标进行了的验证和讨论。结果表明,此盲数模型对于发电系统充裕度评估具有一定的宏观参考价值。对应的两个指标能从量及其分布的角度对系统长期的电能供需情况作出近似的指示。

地下水允许开采量的未确知风险分析

运用未确知数学理论对地下水资源风险分析问题进行了初步研究。在定义了水文地质参数盲数、未确知风险等基本概念的基础上,尝试性地提出了盲信息下地下水资源补给量计算模型和允许开采量的未确知风险分析方法。实例研究表明,运用未确知数学理论进行地下水允许开采量确定的风险分析研究,所得结果较传统水文地质学方法计算结果更加符合实际情况。

盲数理论在湖泊水环境容量计算中的应用

借鉴已有确定性模型成果,首先建立了一个参量为灰区间数的湖泊水环境容量计算模型。然后从湖泊水环境系统多种不确定性共存的角度,运用盲数理论定义了水环境系统参量盲数。在此基础上,通过对上述包含灰区间数的水环境容量模型参数盲数化,得到了盲信息下湖泊水环境容量计算模型,并给出了大型浅水湖泊水体纳污能力计算方法。实例研究表明,以盲数理论研究湖泊水环境容量,理论上是可行的。

基于盲数理论的河流水质未确知风险分析初探

基于未确知数学中有关盲数理论,对不确定性信息下河流水质风险分析问题进行了初步研究。在引入包含灰性、未确知性等不确定性的水环境参量盲数的基础上,提出了水质风险分析的未确知风险概念及未确知风险测度,并建立了相应的表达形式和计算方法。实例研究表明,对水环境风险,尤其是非突发性水质风险所建模型具有很好的适用性。