海洋環(huán)境條件設(shè)計(jì)參數(shù)推算模型不確定度研究.pdf

1、海洋環(huán)境條件設(shè)計(jì)參數(shù)推算模型在海洋工程及海岸防災(zāi)等方面有著重要的應(yīng)用。海洋工程設(shè)計(jì)需要計(jì)算多年一遇重現(xiàn)期水平,海岸防災(zāi)等部門需要考慮對(duì)海洋災(zāi)害建立有效預(yù)警,這些都涉及到海洋環(huán)境條件設(shè)計(jì)參數(shù)推算模型。國(guó)際金融危機(jī)使我國(guó)外向型經(jīng)濟(jì)的發(fā)展嚴(yán)重受挫,又恰逢國(guó)家轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式,強(qiáng)調(diào)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,因此從國(guó)家經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的高度考慮,未來(lái)可持續(xù)發(fā)展的、藍(lán)色的海洋經(jīng)濟(jì)必定會(huì)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn),而提供這一切的基礎(chǔ)正是大量海洋工程和海岸工程的建設(shè)。基

2、于海洋環(huán)境下不確定度及精確地選擇適用設(shè)計(jì)參數(shù)推算模型為這些海洋、海岸工程和防災(zāi)部門提供了依據(jù)。
　　 以往海洋環(huán)境條件下設(shè)計(jì)參數(shù)推算模型的選擇大部分是人工的,常用的做法有概率紙、適線法等,這樣做不但沒(méi)有減少模型的不確定度,恰恰相反,人為因素的干擾在一定程度上反而增加了模型的不確定度。而且有時(shí)候?qū)τ谕唤M海洋環(huán)境下的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),不同的模型均能通過(guò)假設(shè)檢驗(yàn),但是計(jì)算出來(lái)的結(jié)果卻相差較大,在這種情況下,選擇哪一組計(jì)算結(jié)果作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也成

3、了難題。
　　 現(xiàn)階段設(shè)計(jì)參數(shù)推算模型不確定度的研究主要集中在對(duì)具體分布模型的形式分析及其自身信息的不確定度上,然而實(shí)際上的整體不確定度通常包含兩類信息量,第一類信息量包含著如何選定模型時(shí)帶來(lái)的不確定度,這部分的不確定性往往會(huì)被忽略:第二類信息量是當(dāng)已經(jīng)假定某個(gè)分布模型時(shí)該模型自身的不確定度。因此本文利用信息熵反映隨機(jī)事件不確定度這一性質(zhì),通過(guò)信息熵作為模型整體不確定度分析的橋梁,綜合考慮兩類信息量,在樣本數(shù)據(jù)的數(shù)量、離散程度,

4、模型的分布形式以及模型參數(shù)估計(jì)量帶來(lái)的抽樣誤差這幾個(gè)方面對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)推算模型的信息熵進(jìn)行了分析,提出了一種更加全面的計(jì)算整體不確定度的方法,并以此方法計(jì)算了同一實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)下不同模型的整體不確定度,為模型的選擇和評(píng)價(jià)提供了新的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù),這方面的研究成果主要有以下幾個(gè)方面:
　　 (1)針對(duì)第一類信息包含的不確定度,主要從數(shù)據(jù)樣本的數(shù)量和離散程度進(jìn)行了分析;對(duì)于第二類信息包含的不確定度,主要從模型分布形式及其參數(shù)估計(jì)量?jī)蓚€(gè)方面進(jìn)行了分

5、析。通過(guò)定理分別證明了樣本數(shù)據(jù)的數(shù)量和離散程度對(duì)信息熵的影響,結(jié)果表明樣本數(shù)據(jù)數(shù)量和離散程度與信息熵成正比;總結(jié)歸納了常見(jiàn)設(shè)計(jì)參數(shù)推算模型自身不確定度的計(jì)算公式,這些公式只和模型自身分布參數(shù)有關(guān);運(yùn)用蒙特卡洛方法對(duì)參數(shù)估計(jì)量的進(jìn)行了抽樣,并將誤差結(jié)果用信息熵表示出來(lái)。
　　 (2)將兩類信息所包含不確定度的各個(gè)方面均通過(guò)信息熵表示,給出了一種更加全面的信息熵計(jì)算公式,為模型的選擇標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)指標(biāo)提供了一種新的建議和依據(jù)。應(yīng)用該公式