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自动机危险化学品泄漏源定位结论

收藏本文 2024-03-16 点赞:4141 浏览:11080 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:泄漏源的定位是危险化学品事故应急救援的基础与关键。论文基于监测方式、扩散方式以及源强反算算法探讨进行设计,以―定位模型建立——模型优化——定位模型验证‖为探讨主线,开展危险化学品泄漏源定位的相关科学探讨。主要完成了以下工作:(1)以优化策略为模型框架建立泄漏源定位的优化反算模型,率先提出利用方式搜索法进行毒气泄漏源的定位。利用事故现场数据和扩散方式将泄漏源定位转化为优化不足求解,利用方式搜索法逐步更新寻找计算浓度与监测浓度的最优匹配。另一方面,方式搜索法提供了领域空间的搜索思想,为嵌入其他全局搜索法提供论述基础,提升定位准确性和有效性。进而,通过设计混合算法结构以及混合时机的选取等角度浅析,利用基于镶嵌型的混合优化算法进行源强反算试算,结果表明混合算法显著提升了反算精度。(2)建立基于贝叶斯推理和优化算法相结合的泄漏源参数识别策略,将模型参数的先验信息、最终反算结果都通过概率分布来描述。在贝叶斯推理的基础上,利用MCMC抽样策略对后验概率分布进行抽样,得到参数的估计值。为了改善MCMC抽样历程的计算效率,提出基于优化算法的初始化历程,在抽样之前利用优化算法进行全局最佳化采样,使得混合的算法既能保持贝叶斯策略对不确定性不足的求解性能,又提升计算效率。(3)建立基于元胞自动机策略的气体扩散方式,实现事故物质浓度在空间中的实时动态分布预测。通过优化模型策略或贝叶斯推理策略,将元胞自动机模型与实际观测数据相结合进行泄漏源的反演。仿真结果表明该模型策略能够提升反演结果精度,降低错误识别的概率。(4)通过仿真模拟与外场试验验证相结合,验证泄漏源定位策略的有效性。在论述模型探讨的基础上,通过仿真数据在简单环境中进行验证;再利用外场试验进行实证检验。建立外场试验平台,通过固定监测网络与移动监测的结合,有效获取事故物质的浓度信息。结果表明优化策略在复杂环境中若扩散模型选取不当将造成较大误差,而贝叶斯推理由于考虑到观测误差以及模型误差,不论是仿真验证还是实证检验都能够获取相对较好的结果。革新之处主要体现在:1)引入了源强反算思想,率先提出利用方式搜索法进行源强反算探讨。在优化模型框架下,建立了不同监测方式下的泄漏源定位策略。2)将贝叶斯推理与优化策略相结合,利用优化算法获取MCMC抽样的初始抽样点,既保证贝叶斯策略对不确定性不足的求解性能,又提升了计算的效率和精度。3)将元胞自动机策略引入用于毒气扩散的建模与求解,更准确的描述物质在空间中的动态分布。关键词:源强反算论文混合优化策略论文贝叶斯推理论文元胞自动机论文预警预测论文

    摘要5-7

    ABSTRACT7-17

    第一章 绪论17-33

    1.1 选题背景及作用17-22

    1.1.1 探讨背景17-22

    1.1.2 探讨作用22

    1.2 选题的国内外探讨近况22-29

    1.2.1 概率统计策略23-26

    1.2.2 最优化策略26-28

    1.2.3 现有探讨有着的不足28-29

    1.3 探讨思路29-33

    1.3.1 探讨内容29-30

    1.3.2 探讨案例30-33

    第二章 泄漏源定位的基本论述与策略33-55

    2.1 毒气扩散的论述与模型34-36

    2.1.1 气体扩散的探讨策略34-35

    2.1.2 气体扩散的高斯模型35-36

    2.2 泄漏源定位的优化策略36-49

    2.2.1 梯度型优化算法38-39

    2.2.2 智能优化算法39-49

    2.3 气体监测方式对定位的影响49-53

    2.3.1 监测数据的准确性49-50

    2.3.2 监测布局的有效性50-52

    2.3.3 实时监测的移动对策52-53

    2.4 本章小结53-55

    第三章 基于方式搜索法的泄漏源定位探讨55-85

    3.1 引言55

    3.2 泄漏源定位的优化建模策略55-60

    3.2.1 基于多监测点的优化建模57-58

    3.2.2 基于单监测点的优化建模58-60

    3.3 基于方式搜索法的泄漏源定位实现60-72

    3.3.1 方式搜索法60-61

    3.3.2 方式搜索算法在泄漏源定位中的运用61-67

    3.3.3 方式搜索算法反算性能评价67-72

    3.4 基于混合遗传-方式搜索法的反算定位72-83

    3.4.1 混合算法结构设计72-75

    3.4.2 混合时机的选取75-76

    3.4.3 混合遗传-方式搜索法的泄漏源定位76-83

    3.5 本章小结83-85

    第四章 基于贝叶斯推理与优化算法结合的泄漏源定位85-99

    4.1 引言85-86

    4.2 基于贝叶斯推理的泄漏源参数识别策略86-94

    4.2.1 贝叶斯推理86-90

    4.2.2 后验概率分布的抽样90-91

    4.2.3 基于贝叶斯推理的泄漏源定位91-94

    4.3 基于贝叶斯推理与优化算法结合的泄漏源参数识别策略94-97

    4.3.1 基于优化策略改善的贝叶斯推理反算94-95

    4.3.2 混合优化策略的贝叶斯推理在泄漏源参数识别中的运用95-97

    4.4 本章小结97-99

    第五章 基于元胞自动机的扩散建模及其在泄漏源定位中的运用99-117

    5.1 引言99

    5.2 基于元胞自动机策略的扩散建模99-103

    5.2.1 气体传输扩散的机理浅析99-101

    5.2.2 基于元胞自动机策略的扩散模拟101-103

    5.3 CA 扩散模型的有效性验证103-113

    5.3.1 CA 扩散模型的仿真试验设计103-105

    5.3.2 仿真结果与浅析105-112

    5.3.3 CA 扩散模型的性能评价112-113

    5.4 基于元胞自动机的扩散模型在泄漏源定位中的运用113-115

    5.5 本章小结115-117

    第六章 外场试验验证与误差浅析117-133

    6.1 外场试验设计117-122

    6.1.1 试验目的与案例117-120

    6.1.2 试验平台的建立120-122

    6.2 不同监测方式下的外场试验122-124

    6.2.1 固定监测点下的试验122-123

    6.2.2 固定监测结合移动监测下的试验123-124

    6.3 泄漏源定位的外场试验验证124-131

    6.3.1 试验结果与浅析124-127

    6.3.2 泄漏源定位的试验验证与浅析127-131

    6.4 本章小结131-133

    第七章 结论与展望133-137

    7.1 主要工作与结论133-134

    7.2 主要革新点134

    7.3 探讨展望134-137

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