森林火灾大时间尺度活动成因规律及中长期预测预报理论研究

森林火灾大时间尺度活动成因规律及中长期预测预报理论研究ＴｈｅｏｒｅｔｉｃＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＬａｗｏｆＣａｕｓｅｏｆＦｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＦｏｒｅｓｔＦｉｒｅＡｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｎａＬａｒｇｅＴｉｍｅＳｃａｌｅａｎｄＩｔｓＭｉｄ－－ａｎｄ－－Ｌｏｎ...     

基于随机森林的城市建筑火灾风险等级评估方法

为实现城市建筑火灾风险智能量化评估,并解决消防资源优化配置问题,提出一种基于随机森林算法的城市建筑火灾风险等级评估方法。该方法框架由评估模型构建、火灾风险等级确定、特征重要性分析三部分组成,首先,基于随机森林算法和城市火灾特征数据建立火灾风险分数评估模型,对火灾风险进行数值化评估;其次,结合城市火灾防控实际和风险分数,确定地块建筑的火灾风险等级,并挖掘风险等级与建筑物性质之间的关系;最后,在此基础上通过特征重要性(feature importance, FI)算法,对火灾风险因子进行分析,挖掘出高影响因子的火灾隐患特征,以指导消防管理人员提高消防检查效率。以美国迈尔斯堡的历史火灾数据作为实验数据,建立了该城市的火灾风险评估模型,对城市建筑的火灾风险等级进行了量化分析。在上述成果基础上,设计开发了交互式消防热点风险地图,以方便相关人员快速确定地块建筑火灾风险,并据此调整消防检查的策略以及人力物力资源的分配。     

吉林省森林火灾发生规律的研究

根据我省近半个世纪森林火灾资料的周期分析，结果表明：①年度火灾次数存在17a为一周期；春季火灾次数有17a．7a，19a，2a四种周期；秋季火灾次数存在6a，11a．4a，15a四种周期．②1983年以来我省森林火灾逐年减少，用灰色理论的GM（1，1）时间响应函数来描述和预测是可行的．精度要求比较好．③1990年以来我省森林火灾出现历史最低值，这主要是加大了防火设施设备的建设和资金的投入，使森林防火技术措施有了进一步的完善．     

酒泉市肃州区近55a的气候变化特征、突变与周期分析

利用1951-2005年酒泉市肃州区气象观测站平均气温和降水量资料,运用多年趋势线、5a滑动趋势线、Mann-Kendall突变检验、滑动t检验和小波分析等方法对肃州区气候变化的主要特征、突变特点和周期特征进行分析.结果表明:近55a来,肃州区年平均气温呈明显上升趋势,年降水量呈微弱减少趋势.年平均气温和年平均降水量均有明显的突变,前者突变年份在1992年,后者突变年份较多,以1995年最显著.Morlel小波及其功率谱分析表明,年平均气温和年平均降水量的变化周期具有多尺度、多层次和多分辨的特性结构.其中,年平均气温存在21a和7.14 a(P≤0.16)的优势周期,年降水量存在21a,10.87a,9.09a和6.41a(P≤0.1)的显著周期,且中长期优势周期一致,中短周期不同.     

武陵山区典型县域气温变化特征分析——以重庆市酉阳县为例

基于1955-2016年连续性订正的气温数据,运用线性倾向估计、滑动平均等趋势分析方法,Mann-Kendall、累积距平突变检验方法,Morlet小波分析及R/S分析对酉阳县近60年的气温指标进行了研究,揭示该地区气候变化趋势、特征并进行预测及原因探析.研究显示:酉阳县气温在过去近60年里呈微弱上升趋势,升温率高于IPCC第五次报告中的近130年变暖率,为每10年上升0.13℃,并且在21世纪初期发生了增温突变;四季气温中,冬季各气温要素升高对年均温上升贡献最大,最低值为每10年上升0.171℃;酉阳县年均温演变过程中存在3类时间尺度的周期变化规律,各气温要素基本都存在6~9年的较强震荡周期,平均气温短期预测处于偏暖期;R/S分析表明年均气温Hurst指数为0.88,预示着酉阳县未来气温走势会持续升高.     

隧道火灾上游烟气温度分布规律的实验研究

隧道一旦发生火灾事故,火源上游蔓延烟气温度的高低决定着司乘人员逃生的危险程度。通过分析在1/20小比例尺寸隧道模型中开展的26种隧道较大火灾规模实验场景所对应的实验数据,研究了不同燃料类型、不同隧道截面尺寸的隧道火灾在不同纵向通风风速工况下对火源上游烟气温度的影响。研究结果表明,隧道宽度和纵向风速对顶棚下方烟气温度最大温升影响不大,而隧道高度对其影响较大;此外火源上游烟气温度随着纵向风速的增大而减小,随着隧道横截面尺寸的增大而增大;最后给出了隧道火灾顶棚下方火源上游烟气无量纲温升与无量纲距离的关系模型。     

1957—2011年陕西省降水特征分析及趋势判断

采用距平分析法、极差分析法和小波分析法,结合GIS空间分析技术,详细分析了1957—2011年陕西省降水空间格局特征、年际变化特征、降水持续性特征和周期性特征,并根据持续性特征和主周期对陕西省未来降水趋势做出判断。研究结果表明:1陕西省年降水量空间分布随着纬度增高而减少,总体趋势表现为从东南向西北逐渐递减,南北差异悬殊。400 mm和800 mm等降水量线均有总体南移的趋向,这与近几十年来陕西省降水量持续减少有密切关系。2降水量年际变化震荡剧烈、稳定性差,年降水量线性倾向率为-9.7 mm/10a,年降水量和各个季节降水量变化均呈波动态势,春季和秋季波动剧烈,下降趋势明显。3季节和年降水量Hurst值都大于0.5,表明降水量未来变化将与过去的变化趋势一致,但不同地区和时间尺度的持续性有所不同。4降水量在不同时间尺度上存在明显的震荡周期,34或24年为其主周期。5陕西省未来2~3年仍处于多水期,但2015年以后将会进入少水期,这种状况最长会持续11年之久。因此,未来陕西省暖干化趋势将凸显。     

森林火灾产生的原因分析及对策探讨

森林防火工作是林业工作的重要组成部分,做好森林防火工作,不仅关系到社会政治稳定、经济发展和人民生命财产安全,而且关系到生态环境建设和林业改革发展的顺利进行。本文对森林火灾产生的原因进行分析,并提出防范对策。     

高层建筑典型房间及共享空间火灾温度场分布规律

基于高层建筑的空间布局和结构特性,分析了其可燃物荷载和火灾发展类型,并建立了热传递模型。以某高层建筑综合体的办公层为典型场所,运用火灾动态模拟软件,对高层建筑典型功能房间及共享空间火灾条件下的温度场分布进行了数值模拟分析。分析结果表明:在研究场所典型的可燃物分布条件下,办公室的火灾功率可在500 s内增长至14.27 MW,房间和共享空间温度分层明显,房间的最高温度可达到1250℃,回廊内最高温度可达165℃。     

葫芦岛市城市火灾分布的特点及其对城市火险分析的启示

火灾是城市、城镇的主要危害之一,城市火灾动力学关系到人们的生命和财产安全。研究了城市火灾的分布情况以及火灾频率与气象参数的关系,发现城市火灾的频率-尺度分布以及频率-时间间隔分布满足幂律关系。这表明大火灾和小火灾之间存在相互关联,由小火灾的发生频率可以预测大火灾的发生频率。研究火灾频率和气象参数(如温度,湿度)之间的关系,结果表明火灾频率随着某些气象参数变化而变化,并且呈现一定的规律性,说明通过气象参数预测城市火灾发生频率是可行的。所做工作可望揭示城市火灾的一些复杂特征,对城市火灾风险分析也有一定的帮助。     

基于环境因素的露天煤矿粉尘质量浓度预测

为实现PM2.5、PM10和TSP粉尘质量浓度预测,利用哈尔乌素露天煤矿环境监测数据,以随机森林算法为基础,建立环境因素影响下的粉尘质量浓度预测模型,采用网络搜索的方法对随机森林模型进行参数调整.研究结果表明:采用加权算术平均值法对粉尘质量浓度数据进行降噪处理,能有效提高预测模型的准确性.特征重要性分析表明,环境影响因...     

基于随机生存森林的城市快速路交通事件持续时间预测研究

交通事故、抛锚等交通事件对城市快速路的运行影响极大;准确预测交通事件的持续时间可有助于主动交通管理措施的实施,提升通行效率与安全。本研究采用随机生存森林模型开展交通事件持续时间分析,以克服传统决策树模型易过度拟合和传统生存分析需限制性假定及识别协变量交互作用的缺陷。研究基于上海城市快速路网交通事件数据,并结合道路几何线形、交通运行、天气状况等数据。原始数据库分为训练数据(80%)和测试数据(20%)。分析结果表明事件类型、路段长度、发生地点、剩余车道数、交通流量等变量对交通事件持续时间有显著影响;影响时间预测准确率结果表明随机生存森林模型预测精度显著优于随机森林的预测精度。     

超长高海拔公路隧道火灾烟流扩散及温度分布规律

天山胜利隧道全长22 km,是目前世界最长的在建高海拔高速公路隧道。采用FDS(fire dynamics simulator)软件火灾动力学计算模型模拟了不同通风条件下海拔高度2 850 m的天山胜利隧道火灾发展过程,明确了不同通风条件下天山胜利隧道内火灾烟流的扩散规律以及温度的时空分布规律,提出了主隧道烟气的控制标准。结果表明：(1)考虑天山胜利隧道车型比例、多车辆串燃以及高海拔环境等因素,确定天山胜利隧道火灾火源规模折减为22 MW;(2)当隧道不通风时,火源上方拱顶温度由于隧道坡度影响,具有明显先增大后衰减的趋势,相比于无坡度条件下,前者达到最高温度快,且最高温度低;(3)隧道内温度随着通风速度的增加和远离火源而降低,隧道内可视度随着远离火源先增加后减小、随着风速增加而增大;(4)随着风速增加,人眼特征高度处温度高于60℃、可视度低于10 m的范围逐渐减少;(5)主隧道坡度为1.367%对应的火灾控烟临界风速为4 m/s,横通道坡度为-7.5%时无通风条件下进本无烟气进入。     

城市工业园区土壤重金属含量的空间结构特征及分布规律

城市工业园区不断发展,园区内工、农业生产等人为活动造成园区内土壤环境质量不断下降,地表土壤重金属污染环境日益突出,揭示园区内地表土壤重金属分布规律及其主要影响因素,是城市工业园区土壤污染防治和修复的重要基础保障.以湖南省湘潭市工业园区为例,利用地统计学和GIS空间分析技术结合的方法,对工业园区地表土壤中6种重金属Cr,Cu,Ni,Zn,As,Cd的空间结构特征和分布规律进行了研究,研究结果表明：6种重金属中元素Cr,Cu,Ni,Zn符合正态分布,As,Cd符合对数正态分布.研究区内6种重金属元素的实验半变异函数理论模型拟合效果较好.Cr的变程最大,其空间相关距离达到了93.3 km. Cu,Zn,Ni,As的空间相关性较强,元素的空间相关性受人为因素的影响较小;Cr,Cd具有中等程度的相关性,其空间相关性受自然因素和人为因素的综合影响.城市土壤中As,Ni,Zn,Cd,Cu的含量分布与研究区内工业企业的分布有密切关系.     

基于小波明显区域及空间分布的图像检索

提出了一种基于小波变换的明显区域检测方法,并改进了环型分割算法,使对视觉有意义的区域和区域特征提取更加快捷、方便。该算法不仅考虑到区域内的图像特征,而且还考虑到明显区域的空间分布信息,并把环型区域的颜色矩和在明显区域附近的Gabor特点,作为索引图像的特征向量。使用Corel图像库测试了提出的方法。实验表明,该方法切实可行。     

基于电商评论的网购商品特征提取及价格预测

随着电子商务的不断革新,网购消费者在众多同类型商品中挑选一件物美价廉的商品需要耗费大量时间和精力.本文以京东商城羽毛球商品为例,通过L DA主题模型从畅销商品的电商评论中挖掘用户购买羽毛球商品的需求信息,据此提取商品特征作为建立模型所需的解释变量,建立对商品价格的回归预测模型.得出结论,基于电商评论提取商品特征建立价格...     

基于主成分分析协同随机森林算法的热连轧带钢宽度预测

为提高热连轧粗轧带钢生产过程中换钢种、换规格及换辊后的首块带钢宽度设定模型精度,本文提出一种基于主成分分析协同随机森林(PCA-RF)算法的宽度预测模型.采用主成分分析法对数据样本合理分析,通过计算特征值、主成分贡献度及累计贡献度进行特征选择.在PCA筛选的变量数据集上训练最佳随机森林宽度预测模型.同时,使用支持向量机回归(SVR)、K-最近邻(KNN)模型进行对比验证.通过实际应用表明,PCA-RF各道次宽度模型R-squared值控制在99.9%~1,且96%以上样本点预测误差在-5~5mm,从而证明该模型实现了换钢种、换规格及换辊后的首块钢宽度的高精度预测.     

复杂截面上盖式地下隧道空间火灾烟气扩散规律及防火隔墙优化

为解决复杂截面上盖式地下隧道空间通风防火隔墙设置问题,将隧道空间划分为单一空间、多个组合空间、3个组合空间以及4个组合空间,通过CFD仿真计算得到不同隧道空间防火隔墙设置方案下火灾烟气扩散规律,结合模拟结果提出合理的防火隔墙优化方案,并在实际项目中实施。同时,对比分析主桥设置防火隔墙和不设置防火隔墙的火灾烟气扩散规律。研究结果表明：复杂截面上盖式地下隧道空间内不设置隔墙会造成烟气朝多个方向无组织扩散,严重影响位置较高行车面的人员安全。设置过多的隔墙会减小火灾在隧道内部的扩散空间,致使烟气较快地扩散到整个立交隧道空间,从而减少人员逃生时间,产生安全隐患。在主桥边界位置处设置隔墙可以将隧道划分为3个相对独立的空间,既可以避免烟气无组织扩散,又可以保障隧道有足够大的空间和足够长的逃生时间。双向行车的主桥中间设置隔墙(4个组合空间)有利于在火灾工况下为人员争取更多的逃生时间。故最优方案为将整个上盖式地下隧道空间分割为4个组合空间,即在匝道与主桥连接处分别设置2道隔墙,并在主桥中间加设1道隔墙。该研究为复杂截面上盖式地下隧道空间通风防火隔墙分区设计提供了参考依据,并且指导了实际工程应用。