PM2.5污染扩散模型及适定性分析

为了更好地解决日益严重的空气污染问题,建立了三维PM2.5污染扩散模型.运用位势井理论和Garlerkin逼近法获得了PM2.5浓度的变化规律,并从理论上严格证明了PM2.5污染扩散模型解的适定性、爆破现象及渐进行为.研究结果表明, PM2.5遵循一定扩散规律.若PM2.5初始浓度的梯度取平方可积函数空间的范数时存在给定上、下界,则PM2.5浓度值将在有限范围内波动,不会变化太大. PM2.5浓度会随时间而缓慢降低.若PM2.5初始浓度的梯度取平方可积函数空间的范数时存在给定上界,则在之后的某时刻PM2.5将达到一个峰值,形成恶劣雾霾天气.     

基于小波变换与回归分析的融合GNSS水汽、风速和PM10要素的PM2.5浓度模型

PM2.5浓度时空演化分析有助于认知大气污染的发展和现状.由于我国PM2.5浓度监测起步较晚,积累数据短,有必要利用其它已有数据开展PM2.5浓度模型研究.PM2.5浓度变化受到内部因素与外部气象条件的影响.本文以河北省为例,选择PM10为影响PM2.5浓度变化的内部因素、水汽与风速为PM2.5浓度变化的外部气象条件,融合三种要素构建多变量PM2.5浓度模型.开展了PM2.5与PM10、水汽、风速的相关性分析,鉴于水汽值存在季节性差异,利用小波变换对水汽序列分解重构后再开展PM2.5与水汽的相关性分析.采用回归分析方法构建了融合PM10、水汽、风速的PM2.5浓度多变量预测模型,利用PM2.5实测值进行了模型的可靠性检验.研究发现:PM2.5与PM10、小波变换分解重构后的水汽呈正相关,与风速呈负相关;与PM2.5浓度实测值相比,多变量模型PM2.5浓度预测精度优于单变量模型;对于PM2.5浓度分级预测效果统计,在大气空气质量为良、轻度污染、中度污染的情况下,多变量模型PM2.5浓度预测效果较好.基于多变量要素模型反演的PM2.5浓度序列可用于河北省大气污染变化分析.     

为清洁空气买单?空气质量对我国房地产价格的影响研究

自2013年中国国家环境保护部开始检测PM2.5指数以来,空气质量对国民经济的影响日益受到重视.雾霾现象已经蔓延到全国各地,其是否会影响房地产价格?本研究基于我国280个地级市2002-2016年的数据,运用空间计量模型实证检验了空气质量对房地产价格的影响,并分别从不同时期及不同区域层面进行了异质性分析.研究得出,房价和PM2.5浓度在全国的分布存在空间聚集效应.从全国范围看,空气质量会对房价产生负向作用,PM2.5浓度每上升1个单位,造成房价下降0.37%.不同时间阶段空气质量都对房价存在影响,但在宏观调控加强时,空气质量的影响效果会被削弱.从区域层面看,经济发展水平的差异会影响空气质量对房价的作用效果,经济越发达的地区空气质量对房价的影响越强.     

基于WPTMM的PM2.5与气象条件关系的联合多重分形分析

PM2.5是影响空气质量的主要污染物,PM2.5污染浓度与气象条件关系密切,研究气象条件对PM2.5浓度的影响对改善城市空气质量有着重要意义.鉴于分形和小波在处理复杂非线性系统时的优势,本文提出了基于小波包变换模极大值(wavelet:packet transform modulus maxima,WPTMM)的联合多重分形,首先对变量序列进行小波包分解,使用模极大值进行去噪,然后构造联合配分函数,最后计算联合多重分形谱,分析两个变量之间的分形相关性.该方法将单个变量的多重分形扩展到两个变量的联合多重分形,并且利用WPTMM计算联合多重分形谱降低了计算复杂度,同时去除噪声的影响.用本文方法分析北京、香港PM2.5浓度与各气象要素之间的关系,实验结果表明,该方法能够有效地分析各种气象要素在不同季节中对PM2.5浓度的影响.     

TPE-XGBOOST与LassoLars组合下PM2.5浓度分解集成预测模型研究

在我国当前大气重污染的环境下,PM2.5浓度的预警预报工作显得尤为重要.由于PM2.5浓度时间序列具有高度复杂性与随机性等特点,且传统的PM2.5浓度分解集成预测方法没有考虑空气质量因素与气象因素的信息,仅靠PM2.5浓度的历史值难以准确对其精准预测.本文在对历史数据的分解下,对高频数据引入TPE-XGBOOST模型,对低频数据引入LassoLars模型,结合空气质量因素与气象因素反映分解特征的变化趋势,对PM2.5浓度时间序列展开预测研究.通过实验,该组合模型显示出了良好的预测效果,且相对于单一分解集成预测模型有较大的预测精度提升.     

基于GIS的汽车尾气污染扩散仿真

在常用的高斯扩散模型基础上，简化了一些参数取值并考虑了在交叉口等处的特殊情况，建立了汽车尾气扩散模型；再将模型和地理信息系统技术相结合，建立起《广州市汽车尾气污染扩散仿真系统》模拟软件。用户在软件界面上确定选取点后，该软件即通过内部模型库和数据库进行分析、计算并在界面上形象、简捷地表示出汽车尾气污染扩散对该点的影响状况。本文简介了系统原理及其实现，并将模拟结果与实测数据进行了比较，显示两者具有良好相关度。     

基于时空分析模型的城市房地产政策区域扩散效应

以全国7个行政区域的114个城市为样本,分别选取不同区域的7个主导城市作为政策受力点进行政策冲击的区域扩散实验。研究以时空扩散模型和事件分析法为基础,模拟主导城市的重要房地产政策的冲击作用在本区域的扩散效应,最后提出有针对性的政策策略。研究结果表明:(1)东北区域政策作用力主要向北部城市扩散,应该以刺激性消费政策为主;(2)西北区域扩散范围不大,应慎用限购政策;(3)西南区域扩散范围主要集中在三个城市,房产税政策扩散效果明显;(4)京津冀地区受北京政策的影响并不大;(5)华中地区政策扩散范围较广,公积金类政策扩散性最强,但应慎用限购政策;(6)华东地区政策影响幅度明显,但扩散范围较小,限购类政策扩散最强;(7)华南地区政策影响的地理范围较广,但幅度不大,限购类政策最有效。     

面向多源数据沈阳市PM2.5浓度预测研究及实证分析

地处中国传统重工业基地并且作为一个典型的燃煤供暖大型城市,沈阳的空气污染问题日趋严重,特别是PM2.5浓度发展趋势受到各界的广泛关注。传统机器学习模型绝大多数都是基于空气质量监测数据和气象条件数据进行训练的,不仅预测结果不够精确,也不能鉴别空气污染形成因素以至于无法有效管控。本文提出了一种面向多源数据的PM2.5浓度预测研究框架,在传统的基础上,纳入了区域内工业污染源排放量和供暖企业排放量数据,同时结合污染源位置信息和排放时间点等地理时空数据;将上述数据输入到基于极端梯度提升(XGBoost)的PM2.5浓度预测集成学习模型中,既有效提升PM2.5浓度预测精度,也可获得特征因子的贡献度分析。实验结果表明,污染源与监测点的距离和排放量是影响PM2.5浓度最重要的两个因素;根据重要性排序进行特征因子选择重新训练模型,发现新的预测结果在72%评价指标上都得到了提升。     

高含硫天然气管道泄漏扩散过程CFD建模

针对复杂地形条件下高含硫天然气管道泄漏扩散问题,建立基于Fluent的综合CFD仿真模型:计入管道瞬态泄漏质量和气体喷射对扩散的影响;利用DEM数据和曲线拟合方法建立三维地形模型;采用分区域的网格划分方法和近地面网格加密手段划分出全区域结构体网格;使用大涡模拟对气体扩散过程进行模拟.算例表明,该模型能够有效用于高含硫天然气管道泄漏扩散的精细分析,确定人员就地庇护范围、危险区域分布等重要参数,对于我国高含硫气田开发管道安全措施的制定具有良好的参考价值.     

正态逆高斯扩散模型的MCMC估计

使用贝叶斯方法估计了正态逆高斯扩散模型,该方法首先使用Eu ler方法对连续过程进行离散化,用离散过程的似然函数做为模型参数的近似似然函数。证明了M CM C方法是分析正态逆高斯扩散模型的有效工具,由M CM C方法抽样所得的后验分布可以用来进行统计推断。模拟试验表明:正态逆高斯扩散能够体现资产收益的许多经验特征,如泰勒效应、尖峰厚尾等。     

基于时空模型的区域房地产价格扩散效应研究

文章通过研究区域房价的扩散效应来把握我国区域房地产市场的波动规律.采用价格扩散模型及时空脉冲响应函数对全国30个省市自治区2001M1-2014M12的房价进行实证,重点考察了北京、上海、海南和浙江四个主导区域房价变动对所有区域房价的影响,结果表明:1)北京房价变动的影响,主要是向华北、西南和西北地区扩散;上海房价变动的影响,主要是向华东、西南、华北和华中地区扩散;海南房价变动的影响范围较小,主要是向华东地区扩散;浙江房价变动的影响,主要是向华东、西南、西北地区扩散.2)目前对区域房价的直接调控可能比通过别的区域房价来影响的间接调控更有效;即使海南区域房地产泡沫破灭,短期内也不一定能引发全国性的房地产市场危机.3)在调控方面,对北京的房价调控应是持续性的,对上海、海南的房价调控可以是阶段性的,而对浙江房价的调控应该谨慎.     

基于复杂地形的化学仿真环境建模研究

环境仿真是模拟训练系统建设中的一个重要内容.由于目前化学仿真环境没有考虑地形因素的影响,在模拟训练的导调控制、仿真交互与裁决评估等方面存在诸多问题.在经典高斯扩散模型的基础上,通过地形高程修正、扩散参数修正、质量守恒修正,得到复杂地形条件下的化学仿真环境,设置的化学危害区域与复杂地形大气扩散规律比较吻合,且计算速度快、...     

经济增长、外商直接投资对空气质量的影响 ——基于中国省级面板数据的实证研究

空气质量越来越受到国内外关注.然而,经济增长和外商直接投资(FDI)对空气质量可能存在的双向因果关系经常被忽视.传统的最小二乘(OLS)估计可能会因此而产生内生性偏差.本文基于环境库兹涅茨曲线假说理论,通过将经济增长和FDI对PM2.5污染的影响分成规模效应、技术效应、结构效应来精心设计联立方程模型,并采用三阶最小二乘...     

考虑时滞的真假信息竞争扩散仿真研究

考虑到虚假信息要先于真实信息扩散且二者存在于同一个社会网络中的现象,研究了真假信息竞争扩散模型,分析比较了各种概率、真实信息初始扩散时间和扩散节点数量的影响。结果发现,采取措施降低节点扩散虚假信息的可能性可以减少虚假信息扩散范围,此外,仅当真实信息延迟扩散时间较短时,可通过增加节点扩散真实信息的可能性、增加扩散真实信息节点的数量或选择度较大的节点来扩散真实信息的方式来减少虚假信息扩散范围,并增加了真实信息覆盖面。     

基于两区域市场的可替代产品扩散模型及其稳定性

针对可替代性产品的市场扩散过程, 研究多区域市场情形下产品扩散的机制与规律, 对于企业营销战略的制定和资源调配具有重要的指导意义. 首先, 分析了两区域市场情形下的可替代性产品扩散规律, 建立了具有普遍意义的基于抽象接受函数的可替代性产品扩散模型; 然后, 分别讨论了所有产品均有正广告效用和产品有非负广告效用时, 模型正平衡点和非负平衡点局部渐近稳定的条件, 分析了区际间人口流动率对不同条件下广告效用和口碑效应的影响, 获得了没有广告宣传的产品占有市场或被淘汰的阈值; 最后, 通过数值模拟验证了研究结论的有效性, 揭示了人口流动率、口碑效应、广告效用等因素对产品扩散的影响.     

基于二层分解技术和改进极限学习机模型的PM_(2.5)浓度预测研究

准确的PM_(2.5)浓度预测对于保护公众健康和提高空气质量有重要意义,然而,由于PM_(2.5)浓度序列的随机性、非线性以及非平稳性等特征增加了对其准确预测的难度.本文提出了一种基于二层分解技术和改进极限学习机(ELM)模型的PM_(2.5)浓度预测方法,该方法融合了快速集成经验模态分解(FEEMD)和变分模态分解(VMD)两种分解技术以及经过差分演化(DE)算法优化的ELM模型.为了验证所提出预测方法的有效性,本文使用该方法对北京市和石家庄市的PM2.5浓度序列进行了预测研究.结果表明:1)相比于单层分解技术,本文提出的二层分解技术可以更加有效地降低PM2.5浓度序列的非线性及非平稳性特征;2)基于二层分解技术的DE-ELM预测模型可以显著提高PM_(2.5)浓度的预测精度.     

我国区域技术创新能力空间相关性及扩散效应实证分析——基于1997-2008空间面板数据

本文在知识生产函数的基础上, 将三种知识扩散渠道纳入分析范围, 结合传统影响区域技术创新能力的因素进行综合考虑. 同时结合空间计量经济学分析工具, 以全国总体样本, 分地区子样本和两两地区分类比较子样本为分析对象, 对技术创新能力和相关影响因素在区域内部及区域间的扩散效应进行了实证研究. 不同样本的分析结果表明: 全样本和分地区样本两个视角分析均证实了我国整体各省份间以及地区和地区间的技术创新能力具有显著的空间相关性, 但是地区内部和地区间的空间相关性形式有所区别. 具体的变量估计结果显示:三种空间知识扩散渠道变量中, 一地区周边地区的FDI和进出口贸易无论是区域间还是在区域内部的分析层面上均没有对本地的技术创新能力产生显著影响; 在影响区域创新能力的传统变量中, 全国总体以及大部分地区内部的技术市场活跃度, 科技人员保有量和进出口贸易对区域整体技术创新能力有显著影响.     

基于Petri网的VOCs跨区域流动动态风险评估方法

为了评价污染天气下由于VOCs(volatile organic compounds)跨区域流动产生的区域间的相互影响作用的大小，找出对受污染区域影响较大的路径，结合Petri网模型提出了VOCs跨区域流动动态风险评估方法。利用HYSPLIT模型确定多个潜在污染源与受污染区域的VOCs迁移路径，运用Petri网去描述各个迁移路径之间的关系；将动态风险大小的计算融入到函数Petri网的运行中，定量评估潜在污染源到受污染区域的各条路径的风险程度；案例分析得出污染天气下周边区域对于西安的动态风险评估结果以及各污染路径的潜在风险指数。研究表明，在重污染天气下各个污染源城市对西安的影响程度大小由高到低依次为宝鸡>汉中>西宁>兰州。该方法为评估VOCs跨区域流动过程中潜在污染源的风险程度提供了依据。     

基于随机Petri网的关联区域内VOCs级联危害评价

区域内的VOCs排放是相互影响的,为了研究区域内的VOCs排放源因扩散与迁移对其他城市的危害,采用了基于随机Petri网的关联区域内VOCs级联危害评价方法,将区域系统划分为区域子系统内部的关联关系、不同区域子系统内部元素的关联关系和区域子系统外部的关联关系三种类型,并给出了级联传播的表示及计算的方法.利用各库所中VOCs浓度增值累积量记录各库所受污染的程度,将VOCs危害度融入到网系统的运行过程中,给出了基于SPN危害度的算法.案例研究构建了一个区域系统VOCs扩散与迁移的Petri网模型,绘制了与其同构的马尔可夫链,计算了各库所的受污染源影响的危害度以及各可达标识的稳态概率.该方法为研究VOCs在气象条件下对其他区域造成的危害提供科学的评价体系.     

SARS控制策略仿真研究:防控措施效果比较

通过对SARS的流行病学分析,建立了SARS流行病学动态反馈仿真模型,并研究了该模型的仿真实现技术。通过仿真分析得出在SARS发病早期必须同时采用“扩大疑似病例的处理范围”和“限制人口自由流动”两种措施,才能有效抑制SARS的扩散;当病人的平均自由散毒时间低于10天以下时,此时控制的重点应放在加强扩大疑似病人的隔离范围上,这样才能有效降低SARS的扩散速度并减轻经济影响;另外,还给出了两种控制措施对SARS控制效果的影响及SARS的扩散趋势是否被抑制住的判断标准等,这些结论不仅对SARS防控方案的优化非常重要,而且所建立的模型及其仿真实现技术对禽流感等其他疫病的流行病学及防控策略研究都具有广泛的普适性意义。