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基于蒙特卡罗模拟对雷击风险评估风险值不确定性的探讨

作　者: 植耀玲
导　师: 冯民学；肖稳安
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 雷电科学与技术
关键词: 雷击风险评估不确定性信息扩散区间估计蒙特卡罗模拟
分类号: P429
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

不确定性现象广泛存在于在现实世界中,导致不确定性问题日益成为越来越多学科的研究对象。许多学科相继提出了各自关于不确定性的概念和方法,如数学中的随机性概念及概率的计算方法,经济学中的风险和不确定性概念及风险的测度方法等,不同领域的研究共同推动了不确定性理论研究的深入。不确定性也是雷击风险评估中一个现实而普遍的现象。虽然人们一直寄希望于评估者能够依据科学的评估方法得出确定的评估结果,然而,自然固有的随机性以及缺乏风险发生及其潜在后果的足量信息,限制了对雷击风险的认识。最好的评估人员所能做的,也只是凭借历史资料和搜集的信息、自身的技术和经验,对最有可能的情况做出评定和估算,得出相对确定的评估结果,因此,雷击风险评估自然就和不确定性联系在一起,从一定意义上讲,评估“既是一门科学又是一门艺术”。目前,GB/T21714-2风险评估方法从评估体系和评估参数来看都被认为是可靠、成熟的一种雷击风险评估方法,它与其他雷击风险评估方法都是以已知信息为假设前提,得出的评估结果是单一的估计值。而现实情况下,雷击风险评估面临气象、环境等诸多条件,其中广泛存在的不确定因素影响着研究的精度。用确定性的方法去研究不确定性问题,分析结果的可靠性也值得怀疑,且一定程度上限制了风险评估的发展。本文突破以确定性、完全信息为特征的传统评估模式,转而以不确定性为现实背景,对雷击风险评估参数和风险值不确定性问题进行了系统研究。首先,对雷击风险评估不确定性进行了概述,将雷击风险评估不确定性的影响因素分类,目的是帮助评估人员更好的运用评估体系,同时也能使评估报告使用者更好地理解和运用评估结果。其次,引入蒙特卡罗模拟技术,将GB/T 21714-2评估模型扩展应用于不同级别的评估目标。结合Excel建模,运用Crystal Ball(水晶球)分析软件,对雷击风险评估不确定性从定量分析方面进行了有益的尝试和探讨。再次,依据不确定性的相关理论,借鉴模糊数学和统计学等相关学科的研究方法和思路,运用定性与定量研究相结合的方法对雷击风险评估参数与风险值不确定性进行了数学和统计学描述,得出的结论为：可以将最可能风险值(一般用平均数或中位数)作为估计值,一定置信水平对应于客户的风险态度,区间估计代表了不确定性范围,该结论可以在实际业务中推广,通过图表附加一定文字解释的形式传递给客户。至此,从不确定性的角度对现有的评估方法进行了补充和完善。最后,提出了雷击风险评估不确定性的研究方向,形成了本文的研究结论。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-10
第一章绪论  10-15
  1.1 概述  10-11
  1.2 研究的目的与意义  11-12
  1.3 国内外研究进展  12-13
  1.4 研究方法  13-15
第二章雷击风险及不确定性研究理论基础  15-29
  2.1 风险与不确定性概述  15-19
    2.1.1 风险概念  15-16
    2.1.2 不确定性  16
    2.1.3 不确定性在概率模型中的传播  16-17
    2.1.4 不确定性处理步骤及量化方法  17-19
  2.2 建立雷击风险不确定性研究理论框架  19-20
    2.2.1 雷击风险评估的不确定性  19
    2.2.2 评估模型的应用级别确立  19-20
  2.3 GB/T 21714-2评估模型  20-26
    2.3.1 评估体系  20-23
    2.3.2 雷击灾害风险评估参数  23-24
    2.3.3 雷击风险管理流程  24-26
    2.3.4 风险容许值RT  26
  2.4 基于蒙特卡罗模拟的不确定性研究方法  26-29
    2.4.1 蒙特卡罗方法简介  26-27
    2.4.2 运用蒙特卡罗模拟分析方法的步骤  27-29
第三章雷击风险评估参数和风险值不确定性的探讨  29-52
  3.1 雷击风险评估评估参数不确定性探讨  29-42
    3.1.1 土壤电阻率测量结果的不确定性评定  29-31
    3.1.2 雷击大地密度(Ng)的不确定性探讨  31-38
    3.1.3 人员生命损失(L_1)的不确定性  38-42
  3.2 评估结果不确定性表达  42-52
    3.2.1 正态分布下蒙特卡罗模拟结果  43-46
    3.2.2 三角分布下蒙特卡罗模拟结果  46-48
    3.2.3 结合风险态度的风险不确定  48-52
第四章雷击灾害风险评估案例研究  52-64
  4.1 实证分析  52-60
    4.1.1 测量参数的概率分布输入  52-53
    4.1.2 主观不确定性的参数输入  53-58
    4.1.3 模拟次数与结果输出  58-60
  4.2 敏感度分析  60-63
  4.3 降低雷击风险评估不确定性的措施  63-64
第五章结论与展望  64-67
  5.1 结论和创新点  64-66
    5.1.1 从模型、技术上实现基于不确定性的雷击风险评估框架  64-65
    5.1.2 引入水晶球分析软件  65-66
  5.2 展望  66-67
    5.2.1 加强评估脆弱性分析  66
    5.2.2 区分雷击环境下的随机不确定性和模糊不确定性  66
    5.2.3 改进雷击风险评估模型  66-67
参考文献  67-69
致谢  69-70
作者简介  70

基于蒙特卡罗模拟对雷击风险评估风险值不确定性的探讨

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