考虑参数和线型不确定性的水文设计值估计的贝叶斯方法

根据贝叶斯理论,分别对只考虑参数估计或线型选择不确定性、以及同时考虑这2种不确定性情况下的水文频率计算问题进行研究,提出设计值估计及其不确定性评价方法,并提供了分析示例.研究结果表明,对给定的样本条件,仅考虑参数估计或线型选择不确定性的设计值估计方法,都不能对水文频率分析计算的不确定性做出完整描述,应采用同时考虑这2种不确定性的分析方法.提出的基于贝叶斯理论的水文频率分析方法,不仅可以提供设计值的各种点估计,还可以定量评价水文频率分析结果的不确定性.     

新安江模型参数不确定性分析

以东苕溪流域和息县流域为例,运用基于贝叶斯理论的GLUE方法对新安江模型参数不确定性进行分析评价.结果表明,两个流域都存在大量“等效性”参数,不同的参数组能模拟出相同的效果,验证了GLUE方法的重要观点:模型模拟结果的好坏是由参数组合决定的.根据参数与似然值散点分布图,可将研究的7个参数分为不敏感参数(KG,KI,CG...     

贝叶斯不确定性分析在产品设计中的应用研究

针对产品设计中普遍存在的不确定性问题,提出一种贝叶斯与满意度函数相结合的处理方法.首先,采用贝叶斯理论分析各参数并根据后验分布进行随机抽样,依据工程人员偏好的满意度大小,优化满意度函数以获得满意区间,从而保证所求优化解在不确定下仍以较高的满意度散布在可行域内;其次,以目标在规格限内的后验概率为优化模型,在满意区间内最大化优化模型以得到优化解;最后,结合实际工业案例验证所提方法能够有效地处理产品设计问题中不确定性源对结果的影响.     

基于贝叶斯方法的流量数据的不确定性分析

用贝叶斯方法估计水位流量幂律关系式中参数,并计算东江流域平均低流量、中流量和高流量的不确定性,并分析影响流量不确定性的因素。结果表明:①东江流域流量不确定性总体水平在中等偏上水平,其中高流量不确定性最大,中、低流量次之;②人类活动比如兴建水库、河道整治、围堰筑坝以及大规模的河道采沙对流量不确定性的大小及趋势有着显著的影响;大量级的洪水对河道水力特性以及几何形状的影响比较复杂,变化没有明显统一的趋势。     

基于Beta-PERT分布的水文模型参数不确定性分析

以汉中流域为例,引进Beta-PERT分布来描述模型参数的分布,结合蒙特卡罗模拟试验来研究TOP-MODEL模型参数分布特征对水文模拟不确定性的影响。结果表明:参数分布特征对模拟结果的不确定性有很大的影响;随着参数变差系数从7.6%变化到37.8%,模拟结果的不确定性区间在增大,尤其是参数变差系数从7.6%变化到15.1%,之后变化趋于缓慢;当偏态系数为0.61时,得到的模拟结果的不确定区间最大;参数分布特征的变化对信度水平为5%的不确定度的上边界的影响比较明显,对下边界的影响则较小。     

基于Copula-Glue的水文模型参数的不确定性

 利用现行的Copula函数来描述模型参数之间的相关性,提出基于Copula Glue的水文模型参数不确定性估计方法。选取采样次数为10 000、50 000和100 000,阈值为0.5、0.6和0.7的6种组合,进行了模型参数的不确定性模拟,并与Glue方法的模拟结果进行了对 比。结果表明基于Copula Glue的水文模型参数不确定性估计方法用联合分布代替单独的参数的分布,能够很好地考虑参数之间的 相关性,在同样的采样次数下能够生成更多有效的参数组合,从而更加全面地估计参数的不确定性。     

基于证据理论的不确定性分析

运用证据理论研究不确定性的表示问题.首先给出了证据获取过程的形式描述,区分了命题的不确定性和证据的不确定性.继而通过引入证据理论的基本概念,指出了构成证据不确定性的三大因素:不完全,不精确和不肯定.随后构造了一个描述不确定性的指标函数U,它是从三维不确定性空间到[0,1]区间的一个映射,最后进行了若干分析讨论,提出并证明了证据的合成单调性.     

基于GLUE方法的流域水文模型的不确定性分析

以东江流域中的星丰流域为研究对象,采用GLUE方法探讨了TOPMODEL模型在水文预报中的不确定性.研究结果表明,模型中的参数m、T0和RV较为敏感,它们的微小改变都将影响模拟结果,而参数SR0不太敏感.从两场次洪水的流量过程线可看出,模拟得到的流量过程线的上、下边界并不能完全包含实测流量过程线,总有一些实测流量落在90%的置信区间之外,说明TOPMODEL模型并不能完全模拟出该流域的流量过程,这正是由于模型的不确定性而引起的.     

基于贝叶斯理论的水文频率参数估计不确定性分析——以P-Ⅲ型分布为例

水文序列受到多重不确定性因素的影响,直接关系到水文频率参数估计结果的精度及可靠性.本文将贝叶斯方法与适线法耦合起来,用于分析水文频率参数估计结果的不确定性,采用基于自适应采样算法的马尔科夫链蒙特卡洛方法(AM-MCMC)求解贝叶斯公式,以P-Ⅲ型分布为例,通过实测序列加以验证,从不确定性角度定量分析了序列长度和历史洪水信息对参数估计结果的影响.将贝叶斯方法估计结果与几种常用方法所得结果进行了对比,相比于传统的确定性方法,贝叶斯方法不仅能应用于P-Ⅲ型分布的参数估计而且可对结果进行不确定性分析,从而可进一步提高水文分析计算的可靠性.     

TOPMODEL在岔巴沟流域的模拟研究

TOPMODEL是基于地形指数的半分布式水文模型,在国内外运用比较成功,许多学者认为此模型只能应用在湿润地区,不适合应用在干旱、半干旱地区.介绍了已有的应用成果和模型的理论,并以岔巴沟流域为例讨论TOPMODEL在干旱、半干旱地区的应用,对选择的洪水进行降雨径流模拟,得到的结果比较理想,表明TOPMODEL在岔巴沟流域应用是成功的,拓宽了TOPMOD-EL应用范围和前景.     

GTOPMODEL模型与TOPMODEL模型比较

构造了名为GTOPMODEL用于洪水模拟基于栅格的分布式水文模型．通过假设土壤饱和水力传导率随着深度的增加呈指数递减和地下水面平行于地表面,推导出了基本方程;介绍了植物及根系截留、蒸散发、地下水补给、基流以及汇流的计算方法,并与TOPMODEL进行了比较．采用因特网提供的数字高程模型、土壤组成和土地覆盖等资料,选用流域面积4716km^2的黄河支流-洛河卢氏以上流域,应用两个模型进行了洪水模拟比较．结果表明,在该流域GTOPMODEL比TOPMODEL模拟更好．     

基于动态贝叶斯网络的公路交通事件算法

利用贝叶斯后验概率函数,通过不断改进有关事件发生概率的权值,充分逼近真实值．其中,对于有关参数数值的获取,我们利用Gibbs抽样,通过随机模拟,即Markov Chain Monte Carlo（MCMC）的方法,来近似得到,尽管是近似,却有很高的精确度．最后,我们用这个方法做了一个交通事件的例子,表明效果很好．     

SCE-UA算法在TOPMODEL参数优化中的应用

以江西修水万家埠流域为例,用SCE-UA算法对TOPMODEL参数进行了优化,并对优化结果进行了检验.结果表明:SCE-UA算法不仅可以用于概念性水文模型和分布式水文模型,还可以用于半分布式水文模型———TOPMODEL;TOPMODEL参数上下边界需根据参数的物理意义和研究流域特性来确定;在SCE-UA算法中,目标函数的建立对于参数优化具有重要作用,在次洪模拟时,目标函数应突出高水过程和洪峰对模拟效果的影响;SCE-UA算法的绝大部分参数取值都可以采用已有研究成果的默认值,只有复合型个数p需要根据具体问题确定.     

用TOPMODEL模型模拟流域枯水径流

TOPMODEL模型是以地形为基础的半分布式流域水文模型，被广泛地应用于流域水文模拟中．用该模型对东江流域中的四个流域进行枯季日径流过程模拟，在对模拟结果进行初步分析的基础上，着重以连续多日最小平均流量、基流分割结果等描述枯水径流特点的枯水特征值为研究对象，分析用TOPMODEL模型所模拟出来的枯水流量的模拟精度．综合研究结果表明，采用该模型来模拟枯水期的流量过程可以达到较高的模拟精度．     

基于贝叶斯推理的水环境系统参数识别

为了克服监测数据有限而且存在误差给水环境系统参数识别带来的困难,以一维河流水质模型方程为例,构建了水环境系统参数识别的贝叶斯算法．结合模型参数的先验分布和水质监测数据,通过贝叶斯定理计算获得了表征参数分布规律的联合后验概率密度函数．通过马尔科夫链蒙特卡罗模拟对后验分布进行了采样,获得了参数的后验边缘概率密度,并在此基础上获得了参数的数学期望等统计量．计算结果表明采用贝叶斯推理获得的模型参数估计具有很高的精度．此算法构造直观、简单,成功解决了水环境系统参数的可识别性问题．     

拉萨河流域不同汇流方式的TOPMODEL应用比较研究

应用结合单位线和线性水库汇流改进的TOPMODEL,对拉萨河流域进行水文模拟,并与原TOPMODEL模拟结果进行对比.结果表明,两者都取得了较好的模拟效果,但改进的模型模拟基流更稳定和合理.应用两模型评估拉萨河流域降雨空间差异性对流域径流的影响,改进的模型模拟结果相对稳定.     

上海市大型公共建筑能耗的贝叶斯统计分析

在建筑能耗的计量过程中,积累了大量的实时能耗数据.这些数据的特点是数量大、噪声大,存在缺失和测量误差等.如何分析和应用如此海量数据,是一个极具挑战性的问题.以2015年上海市大型建筑的电耗数据为研究对象,通过建立多层贝叶斯模型,对各类型大型建筑的月平均单耗、年平均单耗进行估计.该结果将可以帮助政府监管部门对建筑节能工作进行有效评价.     

拉萨河流域不同汇流方式的TOPMODEL应用比较研究

应用结合单位线和线性水库汇流改进的TOPMODEI,,对拉萨河流域进行水文模拟,并与原TOPM0lDEL模拟结果进行对比.结果表明,两者都取得了较好的模拟效果,但改进的模型模拟基流更稳定和合理.应用两模型评估拉萨河流域降雨空间差异性对流域径流的影响,改进的模型模拟结果相对稳定.     

基于不确定方法的规划环评研究

当今,社会正处在快速发展的进程中,带来了对经济发展、社会结构、生活方式的巨大影响,使规划处于不确定性的背景之中.相应的,规划环评也应做出相应改变.文章在分析规划环评的基础上研究了系统理论、灰色技术、模糊理论等对规划环评改进的可能性.