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城市暴雨洪涝灾害链辨识及系统性风险评估

中国管理科学 2024年

作者：刘高峰李佳静王慧敏龚艳冰陶飞飞河海大学管理科学研究所河海大学商学院天津大学管理与经济学部河海大学计算机与软件学院

城市暴雨往往引发一系列次生衍生灾害，形成暴雨洪涝灾害链，科学辨识城市暴雨洪涝灾害链及其诱发的系统性风险是城市公共安全应急响应的基础和关键。现有研究侧重于单一洪涝灾害的风险分析与评估，严重低估了城市暴雨洪涝灾害带来的影... 详细信息

城市暴雨往往引发一系列次生衍生灾害，形成暴雨洪涝灾害链，科学辨识城市暴雨洪涝灾害链及其诱发的系统性风险是城市公共安全应急响应的基础和关键。现有研究侧重于单一洪涝灾害的风险分析与评估，严重低估了城市暴雨洪涝灾害带来的影响。本文基于2017—2021年有关洪涝灾害新闻报道文本数据，利用规则模板及依存句法分析抽取灾害事件对，结合事件聚类泛化及共现分析方法，构建城市暴雨洪涝灾害演化的事理知识图谱，辨识城市暴雨洪涝灾害链扩散机理；考虑灾害链连锁反应对灾情的放大作用，引入暴雨洪涝灾害链风险度指标，建立城市暴雨洪涝灾害链系统性风险评估模型。针对近年来深圳、河南、山西典型暴雨事件，对比分析其暴雨洪涝灾害链特征及演化路径，并提出了不同地区系统性风险应对策略及管理启示。

关键词：暴雨洪涝灾害链事理知识图谱共现分析系统性风险

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论数据“三维权利链”的确权模式

江苏社会科学 2024年第4期 141-150页

作者：李祎恒申松河海大学法学院河海大学水利政策法制研究与培训中心

数据通过流通来体现贯通利用、决策产出、资产赋能等无形价值。数据确权是数据价值发挥的前提和基础。虽然《中共中央国务院关于构建数据基础制度更好发挥数据要素作用的意见》明确提出三权分置的产权机制,树立了以层级性结构搭建数据... 详细信息

数据通过流通来体现贯通利用、决策产出、资产赋能等无形价值。数据确权是数据价值发挥的前提和基础。虽然《中共中央国务院关于构建数据基础制度更好发挥数据要素作用的意见》明确提出三权分置的产权机制,树立了以层级性结构搭建数据权利的思路,但在实践中,由于具体规则的缺位,数据确权仍然面临数据主体权利模糊、数据流通利益分配标准不确定以及权利公示机制不完善等困境。权利链理论有助于在数据流通中厘清数据权益归属,最大化释放数据价值。围绕数据价值释放的三个阶段,权利链理论逻辑建立起数据全主体、全流通和全价值要素的三维权利链,并针对数据开放、数据共享、数据交换和数据交易等不同应用场景,明确了数据开放的价值取向、数据共享的权能要素以及数据市场权利保障领域,从而形成三维“权利节点-子系统”对应的确权模型。

关键词：数据确权数据价值链三维权利链

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基于模型预测的AUV轨迹跟踪滑模控制方法

中国惯性技术学报 2024年第2期32卷 205-212页

作者：黄浩乾郑康健马惊天河海大学能源与电气学院南京211100

针对自主水下航行器(AUV)在模型参数不确定和外界海流干扰情况下轨迹跟踪误差大的问题,提出一种基于模型预测的滑模控制方法。首先,基于李雅普诺夫稳定性理论,设计一种滑模控制器;其次,为高效利用计算资源,提高AUV的轨迹跟踪性能,设计... 详细信息

针对自主水下航行器(AUV)在模型参数不确定和外界海流干扰情况下轨迹跟踪误差大的问题,提出一种基于模型预测的滑模控制方法。首先,基于李雅普诺夫稳定性理论,设计一种滑模控制器;其次,为高效利用计算资源,提高AUV的轨迹跟踪性能,设计一种滑模控制器与模型预测控制相结合的控制框架;考虑到执行器饱和问题,利用滑模跟踪控制律,在该控制框架上构造收缩约束,确保闭环系统的稳定性;最后,采用仿真实验验证,实验结果表明所提方法与滑模控制器比较,在模型参数确定且无干扰情况下均方跟踪误差减小了60%以上,在模型恢复力参数不确定和海流扰动情况下均方跟踪误差减小了80%以上,能够克服时变恢复力对系统的影响,并对外界海流干扰有较好的抑制作用,保证了系统的鲁棒性。

关键词：自主水下航行器轨迹跟踪模型预测控制滑模控制

1980—2020年全球重大洪灾时空特征探析

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水科学进展 2024年第2期35卷 197-207页

作者：方秀琴蒋心远廖美玉任立良朱求安金佳鑫江善虎河海大学水灾害防御全国重点实验室江苏南京210098 河海大学地理与遥感学院江苏南京211000 河海大学水安全与水科学协同创新中心江苏南京210098

为充分理解全球洪涝灾害的时空演变规律,基于长时间序列全球历史洪灾数据,运用数理统计和GIS空间分析方法,在不同空间尺度和年代际、年际的时间尺度上,全面分析了1980—2020年重大洪涝灾害的时空特征。结果表明:①全球洪灾次数在21世纪... 详细信息

为充分理解全球洪涝灾害的时空演变规律,基于长时间序列全球历史洪灾数据,运用数理统计和GIS空间分析方法,在不同空间尺度和年代际、年际的时间尺度上,全面分析了1980—2020年重大洪涝灾害的时空特征。结果表明:①全球洪灾次数在21世纪前10 a达到峰值,死亡和影响人口在1990s达到峰值,累计经济损失在2010s达到峰值,次均经济损失在1990s和2010s最高;②洪灾发生次数及造成的经济损失在1980—2020年期间呈显著上升趋势,每次洪灾造成的人口损失呈现下降趋势;③亚洲洪涝灾害严重,洪灾的发生次数、死亡人数、影响人口及经济损失的累计值分别占全球总数的41%、68%、95%和63%,然而包括中国在内的亚洲诸多国家的洪灾人口损失呈下降趋势;④全球重大洪灾呈东西向分布,灾害重心有南移趋势,洪灾由集中趋于分散,影响区域逐渐变广。

关键词：全球洪灾时间变化空间分析时空特征

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绿色转型:关系调适、基本样态及其发轫机制

江苏社会科学 2024年第1期 136-145,I0004,I0005页

作者：陈涛李慧河海大学社会学系/环境与社会研究中心河海大学环境与社会研究中心

经典环境社会学研究聚焦环境问题或环境衰退的学理解剖与理论阐释,呈现“环境衰退论”的叙事特征。为应对环境挑战,人类积极调整人与自然以及人与人之间的关系,推动社会的绿色转型,勾勒出资源消耗迈向资源善用、环境损害迈向生态修复、... 详细信息

经典环境社会学研究聚焦环境问题或环境衰退的学理解剖与理论阐释,呈现“环境衰退论”的叙事特征。为应对环境挑战,人类积极调整人与自然以及人与人之间的关系,推动社会的绿色转型,勾勒出资源消耗迈向资源善用、环境损害迈向生态修复、生态代谢断裂迈向生态循环以及失序发展迈向协调发展的基本轮廓。制度-政策势能、经济-技术变革和社会-文化浪潮构成绿色转型赖以发轫和发展的基本机制,其中,制度-政策势能在中国的绿色转型实践中扮演着关键性角色。当前,绿色转型虽然已不只是学术想象与学术倡导,但这种转型实践还处于趋势性状态,面临着不平衡性、不稳定性和不充分性的挑战。对此,环境社会学需要持续开展更为深入的学理研究。

关键词：绿色转型环境衰退论关系调适资源善用生态循环协调发展

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基于深度元学习的小样本图像分类研究综述

计算机工程与应用 2024年第8期60卷 1-15页

作者：周伯俊陈峙宇南通大学工程训练中心江苏南通226019 河海大学计算机与信息学院南京211100

深度元学习是解决小样本分类问题的流行范式。对近年来基于深度元学习的小样本图像分类算法进行了详细综述。从问题的描述出发对基于深度元学习的小样本图像分类算法进行概括,并介绍了常用小样本图像分类数据集及评价准则;分别从基于模... 详细信息

深度元学习是解决小样本分类问题的流行范式。对近年来基于深度元学习的小样本图像分类算法进行了详细综述。从问题的描述出发对基于深度元学习的小样本图像分类算法进行概括,并介绍了常用小样本图像分类数据集及评价准则;分别从基于模型的深度元学习方法、基于优化的深度元学习方法以及基于度量的深度元学习方法三个方面对其中的典型模型以及最新研究进展进行详细阐述。最后,给出了现有算法在常用公开数据集上的性能表现,总结了该课题中的研究热点,并讨论了未来的研究方向。

关键词：深度学习元学习小样本学习图像分类

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基于机器学习的长江口溶解氧预测模型与评估

环境科学 2024年

作者：李晓瑛王华王屹晴张良憬吴怡河海大学环境学院河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室河海大学计算机与信息学院

溶解氧是反映水体自净能力与水环境质量的重要因素，实现对长江口溶解氧的数据驱动预测，对于环境管理具有重要意义.机器学习的高效算法被引入到长江口溶解氧的监测和预测工作中，挑选了位于该区域的6个关键监测站点：徐六泾、南通港、... 详细信息

溶解氧是反映水体自净能力与水环境质量的重要因素，实现对长江口溶解氧的数据驱动预测，对于环境管理具有重要意义.机器学习的高效算法被引入到长江口溶解氧的监测和预测工作中，挑选了位于该区域的6个关键监测站点：徐六泾、南通港、启东港、青龙港、南港和北港.首先探究了长江口溶解氧与其他水质因子间的响应和关系，然后使用改进支持向量机回归、人工神经网络和随机森林这3种模型，对2004～2020年月均水质数据进行模型预测对比分析.随机森林重要性评价说明温度、5日生化需氧量和氨氮这3个水质因子在6个断面的重要性指数均排名靠前，说明这3个水质因子对长江口溶解氧的浓度时空分布影响较大.改进支持向量机回归、人工神经网络和随机森林这3种机器学习模型预测结果中，随机森林模型在6个监测断面的总体平均误差为0.19，改进支持向量机回归和人工神经网络模型分别为0.38和0.47，3种模型均有较高的预测能力.对机器学习模型预测性能进行评价，得到训练集上的整体预测性能排名是RF(R2=0.971；RMSE=0.341 mg·L-1)>PSO-SVR(R2=0.884；RMSE=0.707 mg·L-1)>ANN(R2=0.792；RMSE=0.967 mg·L-1).测试集上的整体预测性能排名为RF(R2=0.986；RMSE=0.165 mg·L-1)>PSO-SVR(R2=0.951；RMSE=0.332 mg·L-1)>ANN(R2=0.800；RMSE=0.633 mg·L-1).因此，RF模型在所有监测断面上均表现出最佳预测能力，无论是在训练集还是测试集上都显示出优异的性能和泛化能力.

关键词：长江口溶解氧(DO) 支持向量回归(SVR) 人工神经网络(ANN) 随机森林(RF) 预测

基于子模型法的地震作用下混凝土重力坝宏细观损伤破坏研究

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工程力学 2024年第S1期41卷 15-22,82页

作者：殷亚娟任青文河海大学土木与交通学院江苏南京210098 河海大学力学与材料学院江苏南京210098

大型水工混凝土结构易在结构突变部位出现应力集中现象,工程结构的整体失效破坏起源于局部区域的损伤积累和裂缝失稳扩展。为明确混凝土重力坝在地震荷载作用下的力学特性,采用子模型法构建了基于实际工程的重力坝坝踵高应力区的精细化... 详细信息

大型水工混凝土结构易在结构突变部位出现应力集中现象,工程结构的整体失效破坏起源于局部区域的损伤积累和裂缝失稳扩展。为明确混凝土重力坝在地震荷载作用下的力学特性,采用子模型法构建了基于实际工程的重力坝坝踵高应力区的精细化模型。基于坝踵代表体的细观结构模型,研究了地震作用下重力坝局部受力变形特征以及损伤演变过程。研究结果表明:与宏观模型计算结果相比,细观子模型计算结果能够更真实地反映应力场,位移场,裂纹分布以及损伤演变过程。此外,研究发现细观结构内部的损伤发生时间早于宏观结构,表明宏观裂缝源于内部,混凝土结构破坏并非瞬间完成,而是由于其内部微细裂纹的演化形成更大的宏观裂缝导致。研究结果为重力坝宏观和细观尺度的损伤分布形式提供参考和借鉴。

关键词：混凝土重力坝地震荷载力学特性子模型损伤演变

基于集成学习的近实时FY-4A反演降水快速订正方法

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遥感学报 2024年第3期28卷 677-688页

作者：吕毅雍斌沈哲辉李季梅俊河海大学水灾害防御全国重点实验室南京210098 河海大学水文水资源学院南京210098

卫星遥感反演是大范围快速获取近实时高分辨率降水信息的重要途径。2016年成功发射的风云四号卫星(FY-4A)是中国自主研发的新一代地球静止轨道定量遥感气象卫星,由FY-4A反演的中国区域近实时降水产品(FY-4A REGC)为天气监测、水文预报... 详细信息

卫星遥感反演是大范围快速获取近实时高分辨率降水信息的重要途径。2016年成功发射的风云四号卫星(FY-4A)是中国自主研发的新一代地球静止轨道定量遥感气象卫星,由FY-4A反演的中国区域近实时降水产品(FY-4A REGC)为天气监测、水文预报、气候分析等研究提供了高分辨率的近实时降水数据,但其精度与全球卫星降水观测计划的对标产品(IMERG-Early)仍有差距,降水反演的核心订正算法亟待改进与提高。本研究针对中国内地区域,设定FY-4A REGC和IMERG-Early为模型输入和训练标定,采用最新的集成学习方法(LightGBM)动态构建了一种快速订正高分辨率FY-4A降水产品的新方法。以国家气象信息中心发布的气象地面自动站观测数据(CMPA)作为地面参考,将订正后的FY-4A降水产品(FY-4A Adj)与原始FY-4A REGC进行对比,结果表明新产品FY-4A Adj的相关系数、均方根系误差、相对误差等均有明显改善,而且订正算法有效地降低了原始FY-4A REGC数据对中国东南部区域降水的显著高估。综上,本文提出的基于集成学习的订正算法能够快速、有效地提高近实时风云降水数据FY-4A REGC的综合性能,为生产高精度高分辨率的国产卫星反演降水产品提供了新方法。

关键词：遥感风云卫星 FY-4A 集成学习近实时降水降水订正