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案例分析的多维情景空间方法及其在情景推演中的应用

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系统工程理论与实践 2015年第10期35卷 2588-2595页

作者：钱静刘奕刘呈焦玉莹清华大学工程物理系公共安全研究院

本文提出多维情景空间方法,构建"案例-情景-对象-要素"四层架构的案例模型.多维情景空间方法以情景作为推演的基本单元,以要素作为情景表达的基本维度,建立多维空间坐标系统,从而将情景表达为多维情景空间中由若干个"点"构成的"轨迹",... 详细信息

本文提出多维情景空间方法,构建"案例-情景-对象-要素"四层架构的案例模型.多维情景空间方法以情景作为推演的基本单元,以要素作为情景表达的基本维度,建立多维空间坐标系统,从而将情景表达为多维情景空间中由若干个"点"构成的"轨迹",实现对情景,情景相似度,情景推演的量化描述.基于该方法,以油罐火灾为例,选择近年来发生的若干典型油罐火灾案例,进行了案例分析与推理,建立了情景推演过程,并实现了基于情景推演的决策支持.

关键词：多维情景空间方法案例推理情景推演决策支持

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深度学习赋能波束管理:现状、挑战与机遇

中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2025年第1期64卷 40-50页

作者：王昭诚马可清华大学电子工程系北京100084

随着载波频率的不断提高和大规模天线阵列的广泛部署,基于模拟移相器的波束赋形成为下一代无线通信的标志性技术之一。此时,波束管理被用于获取和维护基站和用户端具有最大接收功率的最优波束对,以保障可靠的无线通信服务。传统波束管... 详细信息

随着载波频率的不断提高和大规模天线阵列的广泛部署,基于模拟移相器的波束赋形成为下一代无线通信的标志性技术之一。此时,波束管理被用于获取和维护基站和用户端具有最大接收功率的最优波束对,以保障可靠的无线通信服务。传统波束管理方法往往依赖于海量搜索。同时,传统数学模型无法全面的、准确刻画非线性的波束的内在关联和高维无线环境特征,因而难以取得令人满意的波束增益性能。近年来,得益于深度学习强大的自适应拟合能力,深度学习赋能波束管理得到了国内外广泛关注。本文总结了深度学习赋能波束管理的研究进展,并展望了未来的研究方向。首先,阐述了深度学习应用于波束管理的典型场景和潜在优势;随后,从空/时/频域切入,讨论当前深度学习赋能波束管理的主要研究路线和代表性工作;最后,面向更大规模的无线网络、更多元的波束管理功能和更鲁棒的深度学习模型,阐述未来的研究挑战与机遇。

关键词：深度学习波束管理空域时域频域

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基于实时数据的应急交通疏散仿真方法研究

系统工程理论与实践 2015年第10期35卷 2484-2489页

作者：苑盛成王刚桥马晔风张辉清华大学工程物理系公共安全研究院北京100084

突发事件应急管理是非常态复杂系统问题,目前缺乏有效的研究手段.由于突发事件发生频率低,演化模型不明确,不确定性高的特点,在常态下广泛适用的传统仿真模型和基于数据的模型,通常难以直接应用在非常态情景中.本文提出了基于实时数据... 详细信息

突发事件应急管理是非常态复杂系统问题,目前缺乏有效的研究手段.由于突发事件发生频率低,演化模型不明确,不确定性高的特点,在常态下广泛适用的传统仿真模型和基于数据的模型,通常难以直接应用在非常态情景中.本文提出了基于实时数据的应急交通疏散仿真方法,通过融合仿真模型和数据分析技术,使仿真系统能够兼容常态与非常态仿真计算,增强了其在非常态下的适应能力.本文以大规模交通疏散为例设计了仿真方法,该方法可以提高应急状态下交通仿真系统的预测准确性,并有能力提供多种事件的可能发生方向,为交通疏散应急管理提供决策支持.

关键词：交通疏散数据分析数值仿真应急决策

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面向突发事件的复杂系统应急决策方法研究

系统工程理论与实践 2015年第10期35卷 2449-2458页

作者：王刚桥刘奕杨盼杨锐张辉清华大学工程物理系公共安全研究院北京100084

突发事件应急决策问题具有典型的复杂系统特性,本文深入分析了传统决策问题和应急决策问题的差异,考虑应急决策问题的特殊约束条件,提出了面向突发事件的复杂系统应急决策方法——"基于跨域仿真的应急决策方法",该方法由三条基本准则、... 详细信息

突发事件应急决策问题具有典型的复杂系统特性,本文深入分析了传统决策问题和应急决策问题的差异,考虑应急决策问题的特殊约束条件,提出了面向突发事件的复杂系统应急决策方法——"基于跨域仿真的应急决策方法",该方法由三条基本准则、跨域仿真模型、基于跨域仿真的决策支持模型三部分组成.三条基本准则包括动态锚定、有效策略、底线原则,分别针对应急决策面临的决策目标动态不确定、方案评估缺乏评价依据、决策调整难以实施三大难题给出了解决途径;跨域仿真采用"数据-模型"融合的方式解决突发事件仿真的"仿不准"难题;基于跨域仿真的决策模型实现了复杂突发事件的有效决策.本文提出的基于跨域仿真的应急决策方法具有一定的方法论意义,可推广适用于多种具有复杂系统特征的广义决策问题.

关键词：应急决策跨域仿真复杂系统

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利他情境对驾驶个体跟驰行为的影响

清华大学学报（自然科学版） 2018年第11期58卷 1000-1005页

作者：邢邗张琳刘奕清华大学工程物理系公共安全研究院

地震灾害情景下的个体跟驰行为会受到利他情境的影响。基于驾驶模拟器，设置利他情境和中性情境两组驾驶任务，在相同的道路驾驶场景中，采集被试个体的跟驰行为数据。选择Gipps模型用于表示个体跟驰行为，采用遗传算法对不同个体的Gipp... 详细信息

地震灾害情景下的个体跟驰行为会受到利他情境的影响。基于驾驶模拟器，设置利他情境和中性情境两组驾驶任务，在相同的道路驾驶场景中，采集被试个体的跟驰行为数据。选择Gipps模型用于表示个体跟驰行为，采用遗传算法对不同个体的Gipps跟驰模型参数进行标定。对比不同驾驶任务组的标定结果表明：利他情境与中性情境驾驶任务组的组间差异显著；个体执行利他情境驾驶任务时，相比中性情境驾驶任务，驾驶的最大减速度上升、预估前车最大减速度上升、安全距离下降、最大加速度上升；利他情境下个体有意识紧跟前车以达到尽快完成驾驶任务的目的，同时在行驶过程中表现出个体对驾驶安全性有更高的期望。该研究表明：在应急交通疏散过程中，给予个体一定程度的利他情境，可能有助于提高交通疏散整体的安全性能与疏散效率。

关键词：交通疏散跟驰行为利他情境驾驶模拟器

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基于安全系统相似机理模型的事故分析

清华大学学报（自然科学版） 2018年第11期58卷 1006-1012页

作者：贾楠刘呈钱静清华大学工程物理系公共安全研究院

为了降低相似事故的发生率，该文结合相似系统理论，提出基于系统相似机理模型的事故分析方法。首先，给出了相似安全系统分析的定义及内涵，并且从相似学角度抽象了安全系统整体显现内涵表达式，进而构建安全系统相似机理模型；其次，... 详细信息

为了降低相似事故的发生率，该文结合相似系统理论，提出基于系统相似机理模型的事故分析方法。首先，给出了相似安全系统分析的定义及内涵，并且从相似学角度抽象了安全系统整体显现内涵表达式，进而构建安全系统相似机理模型；其次，提出基于安全系统相似机理模型的事故分析一般程式；最后，以天津港“8·12”特别重大火灾爆炸事故和与之相似的昆山中荣金属制品有限公司“8·2”特别重大爆炸事故为案例，分析事故致因，并从事故预防、安全管理等角度进行事故反思。结果表明：该方法可有效运用于相似事故的分析研究，研究结果为相似事故的分析和预防提供了全新的思路和启示。

关键词：相似事故分析系统相似机理相似度计算案例分析

基于Gauss烟团模型的大气扩散数据同化方法

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清华大学学报（自然科学版） 2018年第11期58卷 992-999页

作者：黎岢梁漫春苏国锋清华大学工程物理系公共安全研究院

发生核事故后，可以通过模型迅速预测泄漏的放射性物质的大气扩散情况，但释放源项、气象等参数的不确定性导致大气扩散模型计算的准确性受到影响。通常可以采用数据同化来改善模型预测结果。该文提出一种基于Gauss烟团模型的大气扩散... 详细信息

发生核事故后，可以通过模型迅速预测泄漏的放射性物质的大气扩散情况，但释放源项、气象等参数的不确定性导致大气扩散模型计算的准确性受到影响。通常可以采用数据同化来改善模型预测结果。该文提出一种基于Gauss烟团模型的大气扩散数据同化方法，可以结合观测数据改善模型的预测结果。该方法在迭代搜索中对烟团参数进行线性变换以简化Gauss烟团模型，利用粒子群优化算法对泄漏速率、释放高度、风向、平均风速这4个模型参数进行校正。该方法适用于平坦地形和均匀稳定气象条件下的中尺度扩散。采用稳态条件下双生子实验进行验证，观测点位的模拟值与真实观测值的相关系数达到0．99。在非稳态条件下对源项估计结果进行了测试，结果略优于集合Kalman滤波方法，相关系数达到0．68。该同化方法计算速度快，能有效提升模型的预测，可用于大气扩散数据同化。

关键词：放射性核事故大气扩散数据同化粒子群优化

基于证据推理法的城镇综合承灾能力网格化评价方法

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清华大学学报（自然科学版） 2018年第6期58卷 570-575页

作者：陈涛陈智超清华大学工程物理系公共安全研究院

目前针对区域综合承灾能力的研究大多仍基于城市尺度,少有针对城镇尺度的研究,且针对区域综合承灾能力的研究大多以行政单元为评价单元,精度稍显粗糙。该文根据华东某县级市实际城镇特色建立城镇综合承灾能力评价指标体系,基于证据推理... 详细信息

目前针对区域综合承灾能力的研究大多仍基于城市尺度,少有针对城镇尺度的研究,且针对区域综合承灾能力的研究大多以行政单元为评价单元,精度稍显粗糙。该文根据华东某县级市实际城镇特色建立城镇综合承灾能力评价指标体系,基于证据推理法结合层次分析法,以1km×1km的网格为基本评价单元,从定性、定量数据两方面完成对该市综合承灾能力的评估。该文主要探索了高精度的城镇综合承灾能力评价方法,得到网格化的高精度评价结果,发现“抗灾能力→空间布局因素→重大危险源”这一指标在整体评价中具有突出重要作用,评价结果与该地区实际情况基本吻合。该评价方法对城镇级别应急管理具有很好的应用价值,对提升城镇区域减灾防灾能力有积极意义。

关键词：综合承灾能力证据推理法层次分析法网格化城镇化

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基于韧性曲线的城市安全韧性建模

清华大学学报（自然科学版） 2020年第1期60卷 1-8页

作者：李瑞奇黄弘周睿清华大学工程物理系公共安全研究院

安全韧性已成为城市安全研究的热点领域。该文基于韧性曲线定义城市安全韧性水平,提出包含城市结构模型、城市安全韧性模型、突发事件模型、城市恢复模型的城市安全韧性定量分析框架,并以地震灾害为例,建立包含建筑、交通、能源、通信... 详细信息

安全韧性已成为城市安全研究的热点领域。该文基于韧性曲线定义城市安全韧性水平,提出包含城市结构模型、城市安全韧性模型、突发事件模型、城市恢复模型的城市安全韧性定量分析框架,并以地震灾害为例,建立包含建筑、交通、能源、通信、供水等子系统的虚拟城市模型,通过Monte Carlo方法开展城市安全韧性定量分析研究。该分析框架和方法具有较好的可拓展性,可为安全韧性城市构建与评价提供支持。

关键词：韧性曲线安全韧性城市 Monte Carlo方法