火灾系统的复杂性与可持续防治

火灾系统即火灾和它的影响因素构成的整体，它是一个复杂系统。本文介绍了火灾系统复杂性的研究。森林火灾的分布满足较好的幂律分布，并且具有尺度不变性和时间不变性，实际的火灾数据与自组织临界性森林火灾模型的计算和 分析结果相互符合，这表明森林火灾系统是一个自组织临界性系统。当考虑降水、森林尺度等更多火灾影响因素时，森林火灾模型的计算结果与实际数据符合得更好。对实际火灾数据的分析表明，城市火灾的分布同样满足具有时间不变性和尺度不变性的稳定的幂律分布。稳定的幂律分布对于火灾防治具有实际意义，当获得了足够多的火灾历史数据时，可以预测未来的火灾发生情况，可以利用小火灾的发生情况预测大火灾的发生概率，利用自组织临界性森林火灾模型，可以评估火灾防治措施的长期效果。     

用准真实沙堆模型的自组织临界特性研究流域水华暴发行为

在引入多象限、优先级和表观摩擦系数等概念的基础上,重构了更具物理意义和更能反映自组织临界性的棱锥形准真实沙堆模型.通过大量仿真计算,研究了颗粒投放区域相对大小对沙堆自组织临界特性的影响规律,并借助内能、结构熵和自由能的概念,对沙堆系统进行了热力学分析.数值计算显示,沙堆模型的自组织临界特性与富营养污染流域暴发水华时的某些复杂非线性关系(例如藻类数量与pH值的关系,水库输出的氮磷物质的量之比与光合固碳消耗营养盐的速率系数的关系)和热力学规律(流域系统熵的变化)具有一致性.结果表明:沙堆模型的自组织临界性与实际流域中水华暴发现象之间存在很强的关联,因而自组织临界性理论有可能为研究水华暴发提供一种新方法.     

森林资源系统自组织特征研究

森林系统演化过程是一个自组织的过程,人类对森林系统的作用是影响森林系统的众多因子之一。为说明森林资源系统属于自组织系统,笔者借助3个临界性指标进行检测,即空间尺度的分形结构、时间尺度的1/f涨落和等级尺度的齐夫定律,并以浙江省森林资源清查数据为样本,对森林资源系统的上述指标进行定量分析。结果表明森林资源系统服从上述3个判据,因此森林资源系统是自组织的,可采用森林资源清查数据定量分析森林资源系统自组织特征。     

水平隧道火灾临界风速的理论模型

从热物理学的角度,分析烟气不会发生逆流的临界条件,建立控制隧道火灾烟气蔓延的临界风速理论模型.并通过隧道列车火灾的缩尺寸模型试验和数值模拟计算对水平隧道火灾临界风速进行研究,确定理论模型中的待定系数.将理论预测值与Wu和Bakar模型的预测值进行对比研究.研究结果表明:由该模型计算得到的临界风速与试验测试值较吻合,验证了理论模型的可靠性;Wu和Bakar的模型对油池火灾临界风速的预测值偏低,本文所建立的理论模型不适合预测火源功率较高工况下的临界风速.     

森林火灾次数预测方法研究

本文采用时变自回归模型结合激励函数来模拟森林火灾发生的状态;采用上下边缘包络线模型来模拟森林火灾发生的整体变化范围;采用灰色拓扑模型模拟森林火灾发生值在哪些年出现,结果表明,拟合及预测效果良好。     

大兴安岭森林火灾应急资源优化调度研究

针对大兴安岭森林火灾救援中的单出救点、多需求点的二级应急资源分配系统,首先,基于大兴安岭森林火灾的发生规律、火势蔓延的影响因子,以及火势蔓延模式,改进已有的林火火势蔓延趋势模型.其次,根据着火点火势蔓延速度,区分受灾点灾情程度,确定分配应急资源的优先度.最后,进行应急资源分配和救援消防车辆的优化调度.针对前者,以森林损失和救援开支费用最小为目标,建立资源分配优化模型;针对后者,以火灾应急物流系统所需时间最少和费用最小为目标,建立多目标优化模型,并用免疫克隆算法进行求解.实例证明该模型完善了森林火灾救援中应急资源调度体系,为资源的合理调配提供了指导.     

基于信息扩散理论的福建省森林火灾风险评估

以福建省1998-2011年的森林火灾统计数据为基础,应用信息扩散理论的模糊数学方法,建立森林火灾风险评价模型,从森林火灾发生率、重大火灾次数和受害面积三个指标对福建省森林火灾风险进行定量评估.结果表明福建省年森林火灾发生率主要集中在10次以下,年重大森林火灾主要集中在12次以内,受害森林面积发生在3 600hm2时概率最高,森林火灾受害面积相对分散,且近年来福建省森林火灾有明显的增加趋势.最后,基于孕灾环境、致灾因子和承灾体对福建省森林火灾风险进行定性分析,以揭示福建森林火灾发生规律,以期为相关部门制定防灾减灾政策提供科学依据.     

基于空间数据分析黑龙江森林火灾空间关联性

黑龙江省为我国森林资源最丰富的省份,也是森林火灾频发的省份.森林火灾对黑龙江省的森林资源造成了极大的危害,年均森林过火面积处于全国首位.运用探索性空间数据分析及模型,对黑龙江省13个市级行政区内林业区域,从2000~2009年10 a森林火灾情况综合的研究了它的空间的关联性.研究结果显示,黑龙江省森林火灾的发生在空间关联上成正相关性,森林火灾的发生存在空间聚集,此分析结果对森林火灾预防具有积极作用.     

自组织临界性的相空间重构

作者通过采用相空间重构法对具有自组织临界性的BTW沙堆模型进行了分析,根据仿真得到的沙崩关联长度这个一维时间序列,用时延技术进行吸引子重构,得到了重构相空间的嵌入维数和关联维数,说明关联维数越低,系统的层次越高,趋势越明显．用相空间重构法可以用来分析其他具有自组织临界性的系统,在进行短期预测上有一定的意义．     

舰船火灾危险性评估方法

以火灾成长概率和火灾发生后的过火面积为评价指标,探讨舰艇火灾危险性等级评估方法.运用火灾动力学与统计理论耦舍的火灾风险评估方法,对舰船火灾危险性进行评估.依据火灾动力学和火灾发展过程中不同阶段的特点,将火灾由初期发展蔓延到整个防火分区的过程划分为4个阶段.使用概率Petri网对舰船火灾发生过程进行了建模,并在此基础上,建立了火灾发生过程概率计算的算法.根据不同阶段火灾的特点,求得了各阶段火灾的临界时间,并以此为基础对火灾发生后舰船舱室平均过火面积计算进行了研究.计算结果表明,该方法通过对火灾过火面积的计算判断出火灾的蔓延情况和对火灾控制较弱的设计环节.     

森林火灾发生的气候条件风险辨识

森林火灾的发生和蔓延与气候条件的变化有着密切的关系。风是森林火灾发生蔓延的重要因素。本文对火灾发生的气候条件进行了分析,并指出了森林火灾预防对策。     

基于无线传感器网络的森林火灾模型参数估计

针对森林火灾形势复杂不利于搜救的特点,提出将无线传感器网络应用于森林火灾检测,建立准确的火灾模型,对森林火灾位置和强度进行估计预测.研究了利用无线传感器网络节点进行自适应采样数据的方法和建立高斯空间多峰火灾模型理论方法,并将最大期望算法(EM)和多分辨率搜索算法(MR)相结合,提出用EM-MR算法对火灾模型进行参数估计.通过仿真实验比较,结果表明该模型能较准确地描述森林火灾现场,EM-MR算法在保证估计精度的基础上降低了计算复杂度,证明了方法的有效性.     

基于无人机遥感图像的森林火灾检测

为减少森林火灾造成的生态与经济损失,搭建无人机检测平台采集森林遥感图像,基于支持向量机(SVM)开发森林火灾检测系统.通过分析森林遥感图像的像素点,预提取火灾的感兴趣区域(ROI),提高火灾识别准确率.利用方向梯度提取森林火焰的边缘特征与纹理特征,采用机器学习方法进行森林火灾识别.实验结果表明,该检测方法对火灾与非火灾...     

美国金融危机与系统自组织性分析

应用系统自组织理论,基于1987年1月至2009年8月的美国标准普尔500指数(Day Closing Price)进行指数序列长期趋势分析和对数收益序列非线性验证,论证了美国金融系统是一个具备自组织条件的复杂系统。根据系统自组织临界理论,结合沙堆模型原理分析并解释了2008年10月爆发的美国金融危机是美国金融系统自组织过程中系统发生突变的表现。     

基于复杂网络理论的电网系统脆弱性研究

针对目前电网系统研究的结论,电网系统连锁故障是一种自组织临界性现象,从电网系统的实际运行机理,提出一种新的解释。并通过电网系统拓扑模型的建立和实际运行机理,对电网系统的脆弱性进行了研究。     

可燃物湿度的相关性分析

森林可燃物湿度变化一定程度上决定着森林火灾的形成,所以对可燃物湿度的研究对预防火灾的形成有很大的帮助,通过研究影响可燃物湿度变化因素的相关性分析并充分考虑影响因素的时滞、拟合建立可燃物湿度变化模型,来对下一时刻的可燃物湿度进行预测.预测结果证实,模型是基本适用的,预测误差小于0.05%,所以可以用这个可燃物的湿度预测模型来对未来的可燃物湿度进行预测,从而为预防可燃物达到着火点,预防森林火灾的发生.     

浅析舟曲县气象要素变化与森林火灾的关系

对舟曲县森林防火期的气象要素变化与森林火灾发生的关系进行了分析,从中找出气象要素值达到某一标准值时,就容易引发森林火灾;而当气象要素值达到另一标准值时,森林火灾事故明显降低。通过对舟曲县森林防火关键期的相对湿度、降水量、气温、平均日照时间、蒸发量、风等气象要素进行分析,从而找出易引发森林火灾和不易发生森林火灾的可能性,为做好森林火险等级预报和进一步完善林业气象服务工作打下基础。     

颗粒系统的广义势函数及自组织临界指数

为了描述颗粒系统的稳定性及自组织临界相变特点,建立了一个d维的耗散沙堆模型.根据颗粒系统在组织临界点的特点,在考虑了涨落的情况下,利用广义朗兹万方程建立了描述这个沙堆模型的方程,通过分析和推导得到了表征系统稳定特征的广义势函数,与前人得出的广义势函数一般形式作对比,得出了颗粒系统自组织临界指数.得到的结论为人们研究许多自然现象和灾害提供了重要的依据.     

河南省森林火险气象条件的分析预报及防御措施

通过了气象要素对森林火灾的影响分析,找出了气候背景下,温度、湿度、风、降水等气象要素及地形地貌与森林火灾发生发展的影响成因机理及存在的六方面关系特征规律．在此基础上,确定了森林火险5个等级预报标准,建立了4种森林火险等级预报模型方法．最后,针对森林火灾的预警服务与防御提出了4项行之有效的措施,已在森林防火气象预报月良务工作中广泛应用．     

二维准流体的自组织临界性

在二维ＢＴＷ模型的基础上建立了准流体系统的计算机仿真模型．研究了临界点的存在性和系统的临界指数行为,建立了一个新的临界参量,确定了具体的算法和程序,得到了一些有意义的曲线．结果表明,二维准流体确实存在自组织临界性．