基于FELA的随机场方法在考虑降雨入渗的边坡开挖稳定性分析中的应用

黑山共和国南北高速公路项目部分路段处于复理石地区,降雨集中、空间变异性显著且分层分布的岩土体给道路边坡施工带来了挑战。条分法、常规有限元法等确定性分析方法不能考虑岩土材料的不确定性,给出的具有唯一性、确定性的结果不能反映边坡稳定的不确定性。以该工程某边坡为例,采用有限元极限分析方法（FELA）,考虑岩土材料强度的空间变异性,利用上下限解法得出安全系数的分布区间。由勘察资料得到材料均值、标准差和空间相关长度并重建描述抗剪强度指标的二维随机场,同时考虑开挖岩层的节理分布,分析边坡在分级开挖过程中,各施工步骤的稳定性和破坏模式。与有限元分析结果相比,随机场条件下,部分情况开挖阶段安全系数低于限值,并出现局部破坏和整体破坏两种形式。结合不饱和土理论,模拟暴雨情况下雨水的入渗深度并在饱和区采用降低后的强度参数重新计算。通过蒙特卡洛模拟,得到各工况下安全系数、滑动体体积、挡墙弯矩和锚杆内力的概率密度分布函数。挡墙结构约束土体的变形,使得破坏模式趋向于整体破坏,安全系数分布区间变小。锚杆能带动更多土体进入工作状态,同样约束安全系数分布区间。旱季施工与雨季施工边坡破坏区域不同,同等支护条件下,雨季边坡安全系数分布区间更大,且均值明显降低。      

蒙特卡洛法在油气储量估算中的应用

详细论述了蒙特卡洛法的数学原理及其在油气储量估算中的具体使用方法，并通过应用实例说明在油气田的不同勘探开发阶段，根据拥有资料的多少选用适当的数学模型，利用蒙特卡洛法都可以估算出一个具有一定可信度的比较合理的油气储量数值。当一个区块勘探程度较高，拥有资料较多时，用蒙特卡洛法估算的储量与用容积法估算的储量比较接近。     

Guidance on the Choice of Threshold for Binary Forecast Modeling

This paper proposes useful guidance on the choice of threshold for binary forecasts. In weather forecast systems, the probabilistic forecast cannot be used directly when estimated too smoothly. In this case, the binary forecast, whether a meteorological event will occur or not, is preferable to the probabilistic forecast. A threshold is needed to generate a binary forecast, and the guidance in this paper encompasses the use of skill scores for the choice of threshold according to the forecast pattern. The forecast pattern consists of distribution modes of estimated probabilities, occurrence rates of observations, and variation modes. This study is performed via Monte-Carlo simulation, with 48 forecast patterns considered. Estimated probabilities are generated by random variate sampling from five distributions separately. Varying the threshold from 0 to 1, binary forecasts are generated by threshold. For the assessment of binary forecast models, a 2×2 contingency table is used and four skill scores （Heidke skill score, hit rate, true skill statistic, and threat score） are compared for each forecast pattern. As a result, guidance on the choice of skill score to find the optimal threshold is proposed.     

沉管隧道加测陀螺边的地下导线贯通误差预计模拟法研究

针对传统加测陀螺边的地下导线贯通误差预计的解析法没有考虑随机误差的相互抵偿性,使预计结果偏于保守的问题,基于蒙特卡洛模拟方法,顾及陀螺定向测量的观测方式和误差分布规律,提出一种利用模拟观测值代替陀螺观测值进行贯通误差预计的方法,并以港珠澳大桥沉管隧道1∶1实景模拟试验验证该方法的可行性与可靠性。结果显示,该模拟方法能够有效预计贯通误差,对加测陀螺边的地下导线网型有良好的应用效果,可以为优化地下导线控制网提供参考。     

基于高阶概率权重矩的广义极值分布参数估计

研究基于高阶概率权重矩的广义极值分布参数估计。根据高阶概率权重矩法原理,建立了广义极值分布高阶概率权重矩估算参数模型。以陕北地区4个水文测站的年最大洪峰流量序列为例,结果表明:高阶概率权重矩法能赋予大洪水值更多的权重。蒙特卡洛试验表明:适当提高阶数可以减小误差,但阶数过高反而会增大误差。     

多标记点过程的Lidar点云数据建筑物和树冠提取

将机载激光扫描点云数据转换成点云特征影像,提出基于多标记点过程的建筑物和树冠目标几何对象的自动提取方法.首先根据目标的几何特征建立吉布斯自由能变模型,通过目标的一致性建立该模型的数据项,通过目标的拓扑性质等空间特性建立该模型的先验项.然后利用可逆跳转马尔可夫蒙特卡洛(RJMCMC)算法进行采样,并采用模拟退火算法进行优化求解,实现建筑物目标和树冠目标几何对象的多目标自动提取.试验结果表明该方法能够从机栽激光扫描数据中有效地提取建筑物和树冠,具有较强的稳健型.     

基于空间计量模型的城市网络外部性定量测度

在经济全球化、区域一体化的背景下,城市发展动力由内部功能集聚转向外部关系协调,城市间的关联作用愈发重要,成为“城市的第二本质”。通过文献计量分析,发现空间计量模型逐渐成为城市网络外部性定量测度的主要方法之一。从研究设计角度,空间计量模型作为城市网络外部性的定量建模工具,存在至少两方面的问题：城市网络外部性的非对称效应和城市网络的多尺度问题。本文结合城市网络外部性测度与建模,首先阐述如何规范地解读空间计量模型参数及其与网络外部性测度的对应关系;其次基于蒙特卡洛模拟实验论证非对称城市网络外部性和多尺度城市网络外部性的建模方法。研究表明：(1)忽视城市网络外部性中潜在的非对称效应会显著降低模型参数估计的准确性,本文开发的非对称空间效应模型（Asymmetric Spatial Econometric Model,ASEM）可以准确识别网络外部性的非对称效应,给出更加准确的参数估计;(2)忽略现实存在的多尺度网络效应,只在单一尺度对网络效应建模会造成参数估计失真,而空间多尺度统计模型（Hierarchical Spatial Autoregressive model,HSAR）为多尺度网络外部...     

深海潜标布阵方式对海面声源定位精度的影响

针对深远海条件下海面声源目标定位精度与海底潜标布阵方式相关性问题,建立了基于到达时间差(TDOA)体制的被动定位模型,根据设计工况讨论了海底潜标布阵原则,利用蒙特卡洛数值模拟方法分析了声源位于阵内、阵外以及阵元失效3种情况下定位精度分布情况。仿真结果表明：当4个潜标呈矩形分布时,仅东、西两侧较小区域未覆盖,覆盖范围内平均定位精度约为34.1 m。随着阵元数增加,在中心区域附近定位精度显著提高,阵型外侧定位精度由内向外逐渐下降。当目标位于对角线方向靠近顶角附近时,模型交汇解算性能较差,定位精度大于500 m。当1#潜标失效时,测量海域西北角方向定位精度较差,但精度优于25 m的区域要比5#潜标失效情况大。7#潜标失效时,定位精度与各阵元均正常的情况接近。研究结果为海面声源测量系统设计、阵型选择、精度评估等海洋工程应用提供理论依据。     

城市形态、交通能耗和环境影响集成的多智能体模型

城市能耗占全球能耗的比重随着城市化率的不断提高而增大,交通能耗作为城市能耗的重要构成部分,已有较多研究证明城市形态对其具有显著影响,这些研究多属于城市间层次,而少有城市内的研究对城市形态与交通能耗、环境影响的关系进行定量识别.本文拟建立城市形态、交通能耗和环境的集成模型,对单一城市内的不同空间组织(即城市形态),如土地...     

蒙特卡洛方法模拟黄东海区水体光学特性的技术研究

基于海洋光学辐射传输原理,采用蒙特卡洛方法,建立水体光学特性的正演模型,该模型可以利用水体的固有光学特性作为输入,模拟水体的表观光学特性。文中将其应用在我国近岸海域,利用本模型与2003年春季黄东海区的实测数据进行模拟,并对模拟所得遥感反射率光谱的谱型和数值与实测数据进行对比分析,结果表明:模型给出的遥感反射率的模拟结果与实测数据谱型一致,符合我国近岸二类水体的典型光谱,并且数值偏差能够控制在20%以内,为今后进一步研究我国近岸水体光学特性打下基础。