林火蔓延多模型预测系统

论文摘要

林火蔓延多模型预测系统是根据产生式规则为推理原则建立的多模型预测系统。它的创新主要体现在：建立一种以产生式规则为基础的林火蔓延多模型预测体系；给出一种以王正非林火蔓延模型为基础的矢量叠加林火蔓延简单构型；给出了灰色GM(1，1)模型的变等步长应用方法；根据王正非模型与灰色模型的特性给出了多模型预测智能选择方法；在预测过程中，利用专一性就近原则进行预测数据构造。由于林火蔓延是一个多相、多组分可燃物在各种气象条件(温度、风向和风力等)和地形影响下燃烧和运动的极其复杂的现象，所以林火蔓延预测精度较低。要坚持“打早、打小、打了”的扑火原则，就必须有效提高林火蔓延的预测精度。在现有单模型预测精度不高的情况，只有采用多模型预测的手段来提高林火蔓延的预测精度。本文对森林火灾蔓延多模型预测系统的整体结构进行规划，采用了知识库、综合数据库、推理机构和模型库循环工作模式，并通过接口与森林火灾消防指挥智能决策支持系统实现协调并行工作。系统推理机以产生式正向推理规则作为调配原则，即：推理机根据综合数据库中动态数据(实时林火蔓延数据、实时气象数据、静态地理数据和计算过程数据)的构成情况匹配知识库中的相应知识，然后通过知识库调动模型库中的计算机模型(王正非林火蔓延模型、灰色GM(1，1)变等步长改造模型与预测数据预测的模块)进行数据处理，最后将预测林火蔓延趋势以大地坐标系的坐标形式输出。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源、研究目的及意义
• 1.2 国内外森林火灾状况
• 1.3 国内外关于预测的发展现况
• 1.3.1 预测方法分类
• 1.3.2 时间序列平滑预测模型
• 1.3.3 林火蔓延预测模型研究动态及发展趋势
• 1.4 论文主要工作
• 第2章 林火蔓延模型及改进
• 2.1 分量导出
• 2.1.1 可燃物作用项
• 2.1.2 风作用项
• 2.1.3 地形作用项
• 2.2 风与地形的组合及方程组
• 2.3 王正非模型选用依据
• 2.4 林火蔓延模型的改造
• 2.4.1 火场构型简化模型
• 2.4.2 林火蔓延模型改造
• 2.4.3 对综合数据库的修正
• 2.5 模型改进误差比较
• 2.6 本章小结
• 第3章 灰色模型及改进
• 3.1 灰色理论概述
• 3.1.1 GM（1，1）模型的机理
• 3.1.2 灰色 GM（1，1）模型
• 3.2 灰色理论选择依据
• 3.3 林火蔓延预测中的灰色模型变等步长预测
• 3.4 变等步长预测与灰色模型误差比较
• 3.5 本章小结
• 第4章 林火蔓延多模型预测原理设计
• 4.1 森林火灾蔓延多模型预测系统结构
• 4.2 林火蔓延多模型预测系统
• 4.2.1 接口（interface）
• 4.2.2 综合数据库（global database）
• 4.2.3 知识库（knowledge base）
• 4.2.4 推理机构（reasoning machine）
• 4.2.5 模型库（models library）
• 4.3 系统工作流程
• 4.4 本章小结
• 第5章 预测系统软件设计
• 5.1 数据储存形式
• 5.2 数据匹配
• 5.3 数据模拟机的试制
• 5.4 系统模块化设计
• 5.5 本章小结
• 第6章 仿真试验
• 6.1 仿真数据
• 6.2 预测结果
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢