数字经济背景下智慧供应链发展水平测度——以长江经济带为例

物联网、云计算及大数据等技术的深度融合促进了数字经济的发展,也促进了区域智慧供应链的发展。长江经济带是连接东西部的重要区域,其智慧供应链的发展水平是判断其良性发展的重要依据。为此文章基于数字经济背景,从资源、输出和柔性三个维度构建了长江经济带智慧供应链发展水平评价体系,采用博弈论组合赋权法确定各指标权重,测算了长江经济带11省(市)2016年至2021年智慧供应链发展水平,运用系统聚类分析法和马尔科夫链统计分析方法探索了长江经济带智慧供应链的时空特征及未来发展趋势,并根据分析结果对其智慧供应链发展提出相应的建议。

基于子集模拟法的施工进度计划可靠性评估

建筑工程施工进度管理是项目管理的核心,施工进度计划的可靠性对工程建设起着决定性作用。为及时准确评估建筑工程施工进度计划的可靠性,结合随机概率理论,将可靠度分析引入关键路径法中,基于子集模拟法提出了一种动态的施工进度计划可靠性评估方法。实际工程案例分析表明,该方法概念简单易懂、实时性强、计算效率高,能够实时地为项目管理者提供决策依据,有效避免工程进度逾期风险,提升了项目管理的效率和质量。

基于阶次小波包与Markov链模型的转子早期故障诊断

针对转子启动过程中振动信号表现为非平稳、非高斯特征及传统诊断方法精度不高的现状,将阶次小波包和Markov链模型引入转子的早期故障诊断中,提出了一种新的自适应故障诊断模型。首先利用阶次跟踪算法对瞬态振动信号重采样,得到等角度分布诊断信号;其次采用小波包对该信号分解——重构,提取其在各频带的能量特征向量,通过Markov链模型对其进行预测;最后通过故障实例验证,结果表明:将阶次小波包变换和Markov链模型相结合进行故障诊断是可行而有效的。

基于贝叶斯方法的软土深基坑不确定性位移反演分析

在深基坑开挖工程中,使用合理的土体力学参数计算地连墙侧移对优化基坑支护方案以及降低工程风险至关重要。然而,受地层分布不均、土工试验误差等因素的影响,土体参数常表现出明显的不确定性,该不确定性降低了地连墙侧移计算结果的可信度。鉴于上述问题,提出一种基于贝叶斯参数更新框架和现场监测数据的软土深基坑土体参数反演方法。该方法采用GA-BP神经网络建立数值分析模型中土体参数与地连墙侧移的隐式函数关系,并结合现场监测数据建立土体参数的贝叶斯反分析模型。采用该方法对某深基坑工程进行分析,验证了方法的可行性。分别采用地连墙的最大侧移值和多点位移值作为指标进行土体力学参数反演,并分别使用更新后的土体参数预测基坑开挖的最终侧移值。研究结果表明:与不更新土体参数相比,更新土体参数后土体参数变异系数变小,得到的结果与后续施工步下的监测结果更吻合;使用多点观测值进行土体参数更新的预测效果显著优于仅使用最大位移值时的效果。

中国农业高质量发展的动态演进研究

在构建农业高质量发展评价指标体系的基础上,利用时变熵值法测度2003—2020年中国30个省市的农业高质量发展水平,进一步采用Kernel核密度估计方法和Markov链分析方法识别农业高质量发展的分布动态演进趋势。结果表明:(1)尽管中国农业高质量发展的空间差异不断缩小,依然存在一定梯度效应。(2)随着时间跨度增加,农业高质量发展水平的流动性逐渐增强,但低水平地区短期内仍难以实现跨越式跃升,空间地理因素对农业高质量发展的分布动态演进具有显著影响。未来,亟待充分发挥农业高质量发展的空间溢出效应,加强地区间互动与合作,促进农业高质量发展水平跨区域协同提升。

基于LIM-MCMC模型研究江苏近海北部海域食物网能量流动特征

食物网结构特征和能量流动的研究,对于维持海洋生态系统结构和功能的稳定具有重要意义,有助于深入理解海洋生态系统的复杂过程。本研究基于2019-2021年在江苏近海北部海域开展的季节性渔业资源底拖网调查数据,通过构建基于蒙特卡罗马尔科夫链算法的逆线性模型(Linear Inverse Models using a Monte Carlo Method Coupled with Markov Chain, LIM-MCMC),结合生态网络分析(Ecological Network Analysis,ENA)的方法,分析了该海域生态系统状态和食物网能量流动特征,旨在为江苏近海北部海域食物网营养动力学研究提供参考依据。结果表明,该海域生态系统共包含299条能量流动路径,能量流动分布整体呈典型的金字塔结构,各功能群呼吸消耗和流入有机碎屑的能量保持同步性。通过与其他海域比较发现,江苏近海北部海域生态系统的连接指数(Connectance,C)和系统杂食指数(System Omnivory Index,SOI)分别为0.40和0.22,处于较高水平,表明该生态系统不同营养级间的营养联系较为紧密,食物网结构相对复杂,能够在较大程度上抵御外界扰动。总初级生产力/总呼吸(Total Primary Production/Total Respiration,TPP/TR)和Finn’s循环指数(Finn’s Cycling Index,FCI)分别为1.05和5.76%,表明该生态系统对能量利用效率较高。此外,约束效率(Constraint Efficiency,CE)、发展程度(Extent of Development,AC)、协同效应指数(Synergism Index,b/c)和主导间接效应(Dominance Indirect Effects,i/d)也表明该生态系统具有较高的系统发展程度、再生潜力和系统发展空间。本研究将有助于为江苏近海北部海域生态系统的修复和渔业资源的可持续利用提供理论基础,为实施基于生态系统的渔业管理提供科学依据。

基于MCMC的页岩气藏压裂缝网不确定性反演法

水平井体积压裂是实现页岩气经济开发的有效手段。水力压裂能够形成三维立体复杂裂缝网络,改善页岩气藏渗流环境,但由于页岩气藏基础参数的不确定性,尤其是复杂的孔渗条件、地层温压系统及非线性渗流机理给页岩气压裂缝网反演带来了极大的不确定性,导致准确评估页岩气藏压裂效果困难。本文首先构建了联合直线分析法和图版拟合法的缝网参数确定性反演方法,然后讨论了缝网反演所需基础参数的不确定性,以此提出一种基于马尔可夫-蒙特卡洛方法(MCMC)的页岩气藏压裂缝网不确定反演方法,通过随机生成基础参数样本集,利用确定性方法解释不同样本集下的缝网关键参数,给出其多组合性及概率分布。最后,结合我国西南地区某页岩气区块一口体积压裂水平井的生产动态,明确了压裂缝网四个关键参数的不确定性排序,并反演出了关键参数值及P10、P50、P90的概率结果,评价了由于基础参数的不确定性对压裂缝网参数解释结果的影响程度,对页岩气藏压裂效果评价及合理开发对策制定提供了较全面的实际指导。

一种状态事件故障树的定量分析方法

状态事件故障树是一种适合于描述复杂系统中失效因果链的建模技术,对系统失效结果的概率特性进行定量分析是获得系统安全性参数的一种重要途径.由于状态事件故障树是半形式化模型,需先精确描述其语义才能进行定量分析.为此,本文提出一种基于交互马尔可夫链的状态事件故障树定量分析方法.首先,通过将交互马尔可夫链的交互动作精化为输入和输出动作,提出接口交互马尔可夫链模型用于状态事件故障树的形式语义描述.然后,在此形式语义的基础上设计了一种状态事件故障树定量分析方法.最后给出了一个飞机起落架收放系统的状态事件故障树建模及概率特性定量分析的实例研究.

基于马尔科夫链和列联表法的马尾松毛虫发生面积预测模型研究

本文用马尔科夫链法和列联表多因子多级分析预测法研究建立安徽省潜山县1983—2014年马尾松毛虫越冬代、一代和二代发生面积预测模型,并对5种模型预报结果准确性进行验证。结果表明,马尔科夫链预测结果误差较小,列联表多因子多级分析预测法预测2015年和2016年越冬代和一代发生面积有一定误差,预测二代发生面积与实际基本吻合。

数学地质方法在储层沉积相分析中的应用——以柴达木盆地花土沟油田新近系砂岩储层为例

以柴达木盆地花土沟油田新近系砂岩储层为例,根据综合柱状图、2口系统取芯井的岩芯资料及12口探井的岩屑录井资料等,应用时间趋势分析与马尔科夫链分析等数学地质方法,得到了一些重要信息:地层岩性旋回、主要的韵律类型及其组合样式等。在此基础上,结合其他相标志,对新近系砂岩储层沉积相进行了划分。研究认为,(1)利用时间趋势分析获取地层岩性旋回的方法是确定探井标志层的一个重要辅助手段;(2)由马尔科夫链分析得到的主要岩性及岩性的主要转移方式可用于分析沉积时期的水动力条件,确定韵律类型;(3)研究层段砂岩储层沉积相类型主要包括辫状河三角洲前缘、前三角洲相和滨湖、浅湖相。

一种状态事件故障树的时间特性分析方法

状态事件故障树是一种适合于描述构件化嵌入式系统失效因果链的建模技术,其顶层事件描述失效发生的结果.对顶层事件发生的平均时间进行分析,是获得系统平均失效时间参数的一种有效方法,可为系统的安全性评估提供支持.由于状态事件故障树缺乏严格语义,使得必须先对其进行形式化描述才能进行定量分析.为此,提出了一种基于交互马尔可夫链的状态事件故障树时间特性分析方法.首先,精化交互马尔可夫链的交互动作,建立接口交互马尔可夫链模型,并基于该模型对状态事件故障树的构件和逻辑门进行形式语义描述;其次,通过并行组合构件与逻辑门的形式语义模型,得到整个状态事件故障树的形式语义模型,并在该过程中使用弱互模拟对状态空间进行约简;然后,基于状态事件故障树的形式语义给出顶层事件发生的平均时间计算方法;最后,给出飞机着陆雷达控制系统和喷淋防火系统的状态事件故障树时间特性分析的实例研究.为构件化系统失效时间特性的分析提供了一种新方法.

基于模型数据融合的长白山阔叶红松林碳循环模拟

充分、有效地利用各种陆地生态系统碳观测数据改善陆地生态系统模型,是当前我国陆地生态系统碳循环研究领域亟待解决的重要问题之一。该研究以2003～2005年长白山阔叶红松林的6组生物计量观测数据和涡度相关技术测定的碳通量数据为基础,利用马尔可夫链-蒙特卡罗方法对陆地生态系统模型的关键参数(即碳滞留时间)进行了反演,进而预测了长白山阔叶红松林生态系统碳库、碳通量及其不确定性。反演结果表明,长白山阔叶红松林叶凋落物和微生物碳的平均滞留时间最短,为2～6个月;其次是叶和细根生物量碳,二者的平均滞留时间为1～2a;慢性土壤有机碳的平均滞留时间为8～16a;碳在木质生物量和惰性土壤有机质库中的滞留时间最长,平均滞留时间分别为77～109a和409～1879a。模拟结果显示,碳库和累积碳通量模拟值的不确定性将随着模拟时间的延长而增大。当气温升高10%和20%时,长白山阔叶红松林总初级生产力年总量将分别增加6.5%和9.9%,净生态系统生产力(NEP)年总量的变化取决于土壤温度的变化。若土壤温度保持不变,NEP年总量将分别增加11.4%～21.9%和17.6%～33.1%;若土壤温度也相应升高10%和20%,NEP年总量的增幅反而下降甚至低于原来的水平。假设气候和植被保持在2003～2005年的状态,2020年长白山阔叶红松林NEP年总量为(163±12)gC.m–2.a–1,土壤呼吸年总量为(721±14)gC.m–2.a–1。马尔可夫链-蒙特卡罗方法是反演模型参数、优化模拟结果和评估模拟结果不确定性的有效方法,但今后仍需在惰性土壤碳滞留时间的估计、驱动数据和模型结构的不确定性分析、模型数据融合方法方面进行深入研究,以进一步提高碳循环模拟的准确性。

基于决策分析的社交网络链路预测方法

社交网络是社会媒体信息传播的骨架,对其进行链路预测的研究将有助于社会媒体平台上的信息管理和舆论控制.在既有网络链路预测方法研究的基础上,以决策分析的思想为出发点,提出了引入效用函数分析的社交网络链路预测方法;针对效用函数中参数的估计问题,进一步提出了允许一定误差度的马尔科夫链蒙特卡洛参数校准方法,并对方法的正确性进行理论上的论证.在收集到的5个腾讯QQ群的数据集上,进行了新方法的验证研究,并与既有的链路预测方法在准确性方面进行了比较分析.研究表明:本文提出的预测方法考虑了链路形成的微观行为基础,具有较好的预测准确性,并且参数估计算法中"允许误差"的引入有助于模型应用者在模型效率和准确性方面的折衷中做出合理的决策.

可修系统的可用度分析方法研究

介绍了一种新的可修系统可用度分析方法———可修系统动态故障树建模分析方法 .为了获得高的可靠性和可用性 ,计算机控制系统大量采用了动态余度管理、储备及复杂的故障恢复技术 ,使计算机控制系统呈现出很强的动态性和实时性 .采用动态故障树与Markov过程综合方法 ,将计算机控制系统的动态时序用DFTA(DynamicFaultTreeAnalysis)描述 ,将系统可修过程用Markov过程描述 ,将系统分解成若干个小的模块 ,逐步计算各模块的可用度、等效故障概率和维修率 ,最后综合进行整个系统的可用度分析 .

近50年陇东黄土高原干旱特征及未来变化趋势分析

基于陇东黄土高原近50 a平均逐月降水和气温数据,以标准化降水蒸散发指数(SPEI)作为干旱评价指标,采用线性趋势方法、Mann-kendall突变分析法,小波分析法、R/S分析法,马尔科夫预测模型分析了陇东黄土高原近50 a来干旱变化周期特征及变化趋势,预测了未来干旱趋势和发生的概率。研究显示:近50 a陇东黄土高原SPEI线性倾向率小于0,整体呈干旱化趋势,陇东黄土高原干旱变化的突变点在1993年左右;通过小波分析,年际尺度的SPEI存在19、11、7、4、2 a的主周期,月尺度的SPEI存在17、25、35、10、6个月主周期;SPEI12的Hurst值0.64>0.5,自相关系数Rt>0,在未来一段时间内干旱化趋势将会持续;通过Markov预测分析,干旱状态演变过程中干旱极端化现象的概率会增多,严重干旱状态的持续性将增强。

含水介质非均质概化对地下水数值模拟的影响分析

实际地下水系统的复杂程度远远超出目前人们可以用数学方法准确刻画的程度,地下水模型建立通常依赖于一系列对野外真实情况的假设和近似。由于观测资料的稀疏性以及观测误差等人为因素,导致含水介质非均质性参数分区不能准确地反映实际情况,存在不同程度的概化,便会引起数值模拟结果的不确定性。本文着重探讨了不同程度的含水介质非均质概化对地下水数值模拟中参数识别、降深预报以及风险评估等问题的影响。通过将贝叶斯理论耦合地下水流数值模拟软件MODFLOW,结合单分量自适应Meteropolis采样的马尔可夫链蒙特卡罗方法(SCAM-MCMC),可以用来获取模型参数和降深的贝叶斯后验分布。算例研究的结果表明,该方法对于含水介质非均质概化引起的不确定性能进行系统的量化分析。且借助贝叶斯后验分布对模型预报量能给出全面有效的风险分析,结果可为地下水资源利用和管理提供科学决策依据。

纵横波联合叠前自适应MCMC反演方法

联合纵波(PP波)和转换波(PS波)地震资料进行AVO反演可降低解的非唯一性,提高反演的稳定性和AVO参数估算精度。文中提出了一种基于自适应马尔科夫链蒙特卡洛(MCMC)的纵横波叠前联合非线性反演方法,直接反演纵、横波速度及密度三个参数。该方法基于精确Zoeppritz方程,在贝叶斯框架下引入测井约束先验信息,在反演过程中使用自适应MCMC方法对贝叶斯后验概率密度进行抽样,并通过对收敛于后验概率密度随机样本的统计分析,获取表征纵、横波速度及密度参数的后验概率密度信息。同时对其AVO三参数反演结果进行不确定分析,可用于储层流体检测与岩性识别的风险评估。实际井模型数据测试结果表明,基于精确Zoeppritz方程的自适应MCMC法纵横波叠前联合反演精度较高、稳定性较好、抗噪能力也较强,验证了方法的可行性和有效性。

基于纵–横向误差匹配的联合降损基线计算方法

电网降损节能效果的量化评估需在统计期内将降损措施实施前后的电网损耗水平相比较。降损措施实施后,实施前的电网损耗水平即基线便难以确定,提高基线计算精度成为降损量化评估中亟待解决的问题。根据国际节能规程对降损基线定义,首先提出基于马尔科夫链的纵向降损基线改进计算方法和基于指数平滑法的横向降损基线改进计算方法,以降低计算误差;然后进行两种改进方法之间的参数匹配,并将匹配后的计算结果加权结合,得到纵–横向联合降损基线,互补纵向和横向网损数据规律性差异,进一步提高计算精度。算例分析验证了该方法能够有效降低统计期内降损基线的计算误差。

基于模型检测的系统生存性分析

提出一种采用模型检测进行系统生存性分析的形式化方法。给出系统所处环境及主要提供的服务,引入灾难和错误等因素,建立系统生存性模型。通过描述系统的可生存能力,确定其生存性需求并转换为相应的逻辑表示。以电话接入网络为例,利用PRISM对系统进行建模及验证,结果表明,该形式化方法可以规范并简化生存性分析过程。

随机Petri网模型到马尔可夫链的转换算法的证明

随机Petri网具有很强的模型描述能力,马尔可夫链是一种常用的性能分析模型.为了有效利用随机Petri网进行性能的定量分析,给出了一个详细完整的随机Petri网模型转换为同构马尔可夫链的算法.运用Floyd不变式断言法证明了算法的部分正确性,运用良序集法证明了算法的终止性.算法是部分正确的且是可终止的,这个证明结论说明算法是完全正确的.为了佐证证明结论,基于Java和SQL Server设计开发了一个软件平台,在此平台上实现了转换算法,测试实例的测试结果验证了算法的正确性.对算法时间复杂性的分析表明算法是有效的.