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Quantifying the influence of corrosion defects on the failure prediction of natural gas pipelines using generalized extreme value distribution(GEVD)model and Copula function with a case study 认领 引用
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作者 Changzhou Wang Lijing Zhang Gang Tao 《Emergency Management Science and Technology》 2024年第1期297-302,共6页
Since the corrosion defects in gas pipelines have similar corrosion characteristics to the surrounding soil,the random growth of these defects may be correlated,so we can not simply treat the corrosion defects as comp... Since the corrosion defects in gas pipelines have similar corrosion characteristics to the surrounding soil,the random growth of these defects may be correlated,so we can not simply treat the corrosion defects as completely correlated or independent.Therefore,this paper proposes a method that can accurately calculate the failure probability of the pipeline system considering the correlation of corrosion defects:using MATLAB software to fit the parameters of the GEV model to select an appropriate distribution model;using Monte Carlo simulation(MC),considering different correlation coefficients and quantities,the system failure probability of pipeline corrosion defects is calculated;the results show that the system failure probability of the pipeline and the correlation coefficient are basically linear;when the correlation coefficient is increasing,the pipeline is regarded as an independent.There is a large error between the calculated failure probability of the series system and the actual result;the system failure probability of the pipeline increases with the increase of the assumed number of corrosion defects.When the correlation coefficient is greater than or equal to 0.6,the system failure probability of the pipeline increases significantly.An increase and the system failure probability of the pipeline decreases significantly. 展开更多
关键词 generalized extreme value distribution GEVD copula function corrosion defects select appropriate distribution matlab software gev model gas pipelines calculate failure probability
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Multidimensional seismic fragility analysis of subway station structures using the adaptive bandwidth kernel density estimation and Copula function 认领 引用
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作者 Chunyi Cui Jingtong Zhao +3 位作者 Minze Xu Chengshun Xu Hailong Liu Kunpeng Wang 《Underground Space》 SCIE EI CSCD 2025年第3期110-123,共14页
Structural damages during an earthquake are typically controlled by seismic demands,which are represented by the combination of amplitude of ground motion and cyclic load effects.Since traditional methods normally ass... Structural damages during an earthquake are typically controlled by seismic demands,which are represented by the combination of amplitude of ground motion and cyclic load effects.Since traditional methods normally assume the lognormal distributions of seismic demands and resistance parameters,uncertainties are inevitably induced in the seismic fragility analysis.In this paper,the Copula function and adaptive bandwidth kernel density estimation method(ABKDE)are used to establish a novel multidimensional seismic fragility analysis framework.Based on the results of incremental dynamic analysis for subway station structures,ABKDE is adopted to establish single-parameter seismic fragility curves for both the maximum inter-story drift ratio(MIDR)and cumulated dissipated hysteretic energy(CDHE),respectively.Subsequently,the Copula function is used to formulate a bivariate seismic fragility function considering the correlations among seismic demand measures and establish the corresponding fragility curves.Finally,comparative analyses are conducted to evaluate seismic fragility curves using Copula-based dual and single-parameter damage models as well as the traditional damage models.It is found that the seismic fragility analysis method using the Copula function has the ability to gain a comprehensive consideration of the MIDR and CDHE during the damage process of subway station structures.Moreover,this newly developed seismic fragility analysis framework can capture the influence of the correlation between deformation and energy under various peak ground accelerations on structural damage.Thus,this framework can provide a scientific basis for predicting structural damage in subway stations subjected to varying intensities of ground motion while considering multiple damage indicators. 展开更多
关键词 Multidimensional seismic fragility Subway station structure Adaptive bandwidth kernel density estimation Gaussian kernel function Copula function
基于三元Copula函数的三峡库区消落带岸坡动态失稳风险评估 认领 引用
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作者 钟韵 申子超 +5 位作者 张广欣 邱利文 黄桂云 吴笛 党美荣 朱士江 《水土保持学报》 CAS CSCD 北大核心 2026年第2期386-396,共11页
[目的]为深化对复杂水文边界条件下岸坡动态失稳过程的风险评估,提出一种多因子联合概率—物理耦合分析框架。[方法]以降雨强度(I)、降雨历时(D)和库水位变动速率(R)为核心触发因子,基于三元Copula函数建立水文因子的联合分布,与非饱和... [目的]为深化对复杂水文边界条件下岸坡动态失稳过程的风险评估,提出一种多因子联合概率—物理耦合分析框架。[方法]以降雨强度(I)、降雨历时(D)和库水位变动速率(R)为核心触发因子,基于三元Copula函数建立水文因子的联合分布,与非饱和渗流-稳定性有限元模型耦合,提出临界触发边界函数(CRPC),实现从水文情景到失稳响应的定量映射;考虑植被-排水协同效应,实现边坡失稳的联合概率评估。[结果]三元Clayton Copula(θ=10.213)在拟合优度与相关性检验中表现最佳,较好地刻画了水文因子的非线性依赖关系。模型回溯验证表明,预测与实测失稳时刻的误差仅0.5 h,事件点至CRPC的标准化距离为0.08,布里尔得分(Brier score)为0.12,曲线下面积(ROC-AUC)达0.87,显示出较强的判别力。协同植被-排水防护显著降低失稳风险,单次事件失稳概率下降约4.7%,年失稳概率降低36.3%,效果优于单一措施。[结论]构建的三元Copula-物理耦合框架能够揭示水文多因子非线性相关性及其对边坡力学响应的影响,验证结果表明,该框架在失稳时序再现和风险识别方面具有较好可靠性,可为库区滑坡风险预测、预警及生态-工程防护优化提供定量依据。 展开更多
关键词 消落带 岸坡稳定性 Copula函数 植被护坡 概率评估
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基于Vine Copula函数的黄河流域多变量复合事件风险评估 认领 引用
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作者 郭盛明 吴海江 +3 位作者 粟晓玲 屈艳萍 冯凯 姜田亮 《水资源保护》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第3期137-145,共9页
针对全球变暖背景下多变量复合事件频发趋强,其级联灾害效应及复杂非线性影响日益突出的问题,采用Vine Copula函数评估了黄河流域夏季气象干旱、高温、农业干旱三变量复合事件发生的风险,并量化了在某一等级气象干旱和/或高温发生条件下... 针对全球变暖背景下多变量复合事件频发趋强,其级联灾害效应及复杂非线性影响日益突出的问题,采用Vine Copula函数评估了黄河流域夏季气象干旱、高温、农业干旱三变量复合事件发生的风险,并量化了在某一等级气象干旱和/或高温发生条件下,轻度等级以上农业干旱的风险。结果表明:黄河流域夏季气象干旱、高温、农业干旱同时发生的三变量“和事件”的高风险热点区域主要位于流域中下游地区;相较于流域西北部,东部地区发生三变量“和事件”和气象干旱/高温、农业干旱同时发生的三变量“或事件”的风险更高;在不同等级气象干旱和高温同时发生或至少有一个发生的条件下,流域东部发生轻度等级以上农业干旱的风险显著高于西部。 展开更多
关键词 农业干旱 气象干旱 高温 复合事件 Vine Copula函数 风险评估 黄河流域
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基于Copula函数的上海地区雨洪潮遭遇概率研究 认领 引用
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作者 王文鹏 袁亚玲 +4 位作者 赵庚润 刘敏 李琪 陈元芳 黄琴 《长江流域资源与环境》 CAS CSSCI CSCD 北大核心 2026年第2期524-535,共12页
江河交汇之处的城市普遍遭受本地暴雨叠加上游洪水及外潮顶托威胁,探明雨洪潮遭遇规律,是城市防洪安全设计的必要条件。采用Copula函数理论,分析上海地区遭暴雨、太湖来洪、吴淞口高潮顶托的联合分布律,估计最可能雨洪潮组合情景。结果... 江河交汇之处的城市普遍遭受本地暴雨叠加上游洪水及外潮顶托威胁,探明雨洪潮遭遇规律,是城市防洪安全设计的必要条件。采用Copula函数理论,分析上海地区遭暴雨、太湖来洪、吴淞口高潮顶托的联合分布律,估计最可能雨洪潮组合情景。结果表明:Frank型Copula联结P-III型边际分布是描述雨洪潮遭遇分布律的最优模式;按联合概率计,雨洪潮各按千年一遇设防只相当于联合防御重现期333年一遇;按同现概率计,变量独立条件下明显高估了同现重现期,考虑变量相关性2000年以来严重威胁上海的菲特、麦莎、烟花台风,雨洪潮同现重现期依次降至1200、131、69年一遇,仍可能再次发生;暴雨遭遇洪潮组合的条件分布律呈现暴雨愈大洪潮愈高的特点。结果可为上海地区防洪安全设计提供参考,提高对雨洪潮随机并发致洪的防御能力。 展开更多
关键词 联合分布 三维Copula函数 联合概率 同现概率 条件最可能组合
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基于三维Copula函数的干旱事件识别及其演变特征研究 认领 引用
6
作者 季永月 曾思栋 +2 位作者 阳林翰 吴涵 夏军 《水资源保护》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第3期118-126,217,共9页
为研究气候变化背景下全球干旱演变的时空特征,基于三维Copula函数,融合降水与潜在蒸散发差值(PPET)、土壤湿度(SM)和径流3个干旱要素,构建了综合季节性干旱指数(CSDI),并分析了1982—2021年全球干旱的时空差异。结果表明:CSDI与标准化... 为研究气候变化背景下全球干旱演变的时空特征,基于三维Copula函数,融合降水与潜在蒸散发差值(PPET)、土壤湿度(SM)和径流3个干旱要素,构建了综合季节性干旱指数(CSDI),并分析了1982—2021年全球干旱的时空差异。结果表明:CSDI与标准化降水蒸散指数(SPEI)的相关系数为0.914;在历史典型干旱事件验证方面,相比SPEI,CSDI在干旱初期识别的干旱覆盖面积更大,且与PPET和SM负异常的时空一致性更高,对2009—2010年中国西南、2010—2011年非洲之角及1992年中欧历史干旱事件的初、中、后期演变过程刻画完整;在干旱特征方面,1982—2021年全球干旱呈现出显著的空间差异,干旱与半干旱区表现为高频次、长持续和高强度的耦合特征,湿润区整体风险较低,但北半球部分中高纬度湿润区出现较高的干旱频次与强度;典型干旱区平均干旱历时缩短,而湿润区在频次增加的同时,呈现出更持久的干旱过程,总体上,全球干旱演变趋势呈现出频发化、快发化、极端化的特征。 展开更多
关键词 综合季节性干旱指数 标准化降水蒸散指数 土壤湿度 Copula函数 干旱特征 全球干旱
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基于Copula函数的郑州市暴雨与内涝风险关系研究 认领 引用
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作者 张金萍 杨沂荣 +1 位作者 王尧 张熙 《水资源保护》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第3期57-64,共8页
针对短历时强降雨引发城市内涝的问题,基于多源数据与SWMM模拟,构建了考虑降雨特征、下垫面属性、社会经济属性、管网运行属性的郑州市中心城区内涝风险评估指标体系,并引入Copula函数建立了降水量、降雨强度与内涝风险的二维联合分布... 针对短历时强降雨引发城市内涝的问题,基于多源数据与SWMM模拟,构建了考虑降雨特征、下垫面属性、社会经济属性、管网运行属性的郑州市中心城区内涝风险评估指标体系,并引入Copula函数建立了降水量、降雨强度与内涝风险的二维联合分布模型。结果表明:降水量、降雨强度、不透水率、平均坡度、人口密度是影响郑州市中心城区内涝风险的重要因素,管网排水能力不足会加剧内涝风险;155场短历时降雨事件中,中风险与高风险事件占比分别为53.5%和22.6%,研究区排水系统对中等及以上强度降雨的承载能力有待提升;降水量与内涝风险的同步遭遇概率达87.2%,降雨强度与内涝风险的同步遭遇概率为59%,降水量和降雨强度均是内涝风险的重要影响因素。 展开更多
关键词 城市暴雨 内涝风险 SWMM Copula函数 郑州市
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基于Copula函数的黄河上中下游水沙丰枯遭遇对比分析 认领 引用
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作者 李桂秋 窦明 +1 位作者 王偲 张彦 《人民黄河》 CAS 北大核心 2026年第8期55-61,68,共7页
为了揭示黄河复杂的水沙协同变化规律,基于2002—2022年黄河上中下游3个水文站的径流量与输沙量数据,利用二维和三维Copula函数构建了水沙联合分布模型,并计算了水沙丰枯遭遇的概率。结果表明:各水文站径流量和输沙量在P同平>同枯;... 为了揭示黄河复杂的水沙协同变化规律,基于2002—2022年黄河上中下游3个水文站的径流量与输沙量数据,利用二维和三维Copula函数构建了水沙联合分布模型,并计算了水沙丰枯遭遇的概率。结果表明:各水文站径流量和输沙量在P同平>同枯;异步遭遇中以“一平一枯”概率最大;在流域空间尺度上,径流量或输沙量在各水文站间的丰枯异步概率显著高于同步概率(径流量异步概率70.80%,输沙量异步概率66.54%),同步遭遇中均以同丰概率最高;黄河水沙丰枯遭遇在水文站内以同步为主,而在空间上则以异步为主,下游同步性最强,中游异步性最为显著。 展开更多
关键词 Copula函数 径流量 输沙量 丰枯遭遇 风险概率 黄河
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基于Copula函数的引调水工程径流丰枯补偿性评估研究进展与展望 认领 引用
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作者 姚飛 张丹奕 +3 位作者 陈平 高沛 胡贤群 杨秀芹 《科学技术与工程》 EI 北大核心 2026年第17期7111-7122,共12页
归纳了基于Copula函数的引调水工程径流丰枯补偿性评估模型的建立和求解方法,总结了径流丰枯补偿性评估指标的计算和应用情况。研究结果表明,现有研究以引调水工程单一水源区和单一受水区的径流或降水数据建立二维Copula函数评估模型为... 归纳了基于Copula函数的引调水工程径流丰枯补偿性评估模型的建立和求解方法,总结了径流丰枯补偿性评估指标的计算和应用情况。研究结果表明,现有研究以引调水工程单一水源区和单一受水区的径流或降水数据建立二维Copula函数评估模型为主;常用相关指标法和极大似然法拟合得到最适用的分布为Clayton、Frank和Gumbel Copula函数,基于保证率法划分丰枯等级,计算9种丰-平-枯组合情景下的丰枯遭遇概率;以丰枯同步和丰枯异步、有利调水和不利调水的组合概率定量评估引调水工程径流丰枯补偿性,确定中国南水北调、引汉济渭和滇中引水等主要引调水工程都具有一定的丰枯补偿能力。提出的建议如下:使用免费开源Copula函数工具箱MhAST进行二维Copula函数参数拟合及其参数不确定性分析;使用距平百分率法划分径流序列丰枯等级,避免得到的丰枯遭遇概率、丰枯同步与丰枯异步组合概率、有利调水与不利调水组合概率不能清晰地表达水源区和受水区之间的丰枯补偿关系;将丰-丰遭遇事件看作有利调水的情景,将其发生的概率纳入有利调水的组合概率中。 展开更多
关键词 Copula函数 引调水工程 径流丰枯补偿 评估指标
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基于模糊聚类与Copula的场景特征自适应风速预测模型 认领 引用
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作者 王永真 唐豪 +3 位作者 韩特 李嘉宇 韩恺 冶兆年 《全球能源互联网》 EI CSCD 北大核心 2026年第1期24-35,共12页
针对多变量风速预测中存在的特征选择复杂、计算效率低及模型泛化能力不足等问题,提出一种融合场景划分与最优Copula选择的自适应风速预测模型。构建了“场景聚类-动态变量选择-滚动预测”的三阶段协同机制:首先,采用模糊C均值聚类算法... 针对多变量风速预测中存在的特征选择复杂、计算效率低及模型泛化能力不足等问题,提出一种融合场景划分与最优Copula选择的自适应风速预测模型。构建了“场景聚类-动态变量选择-滚动预测”的三阶段协同机制:首先,采用模糊C均值聚类算法将多维气象数据划分为具有相似特征的天气场景;其次,运用Copula函数构建多变量相关性模型,依欧氏距离筛选最优Copula函数,结合综合相关系数,实现场景自适应的动态变量选择;最终,设计分场景LSTM预测模型与实时数据滚动更新策略,通过动态匹配场景特征与预测模型提升预测精度。以欧洲某地区公开的天气数据进行验证表明,所提出的方法模型在风速预测准确性上优于单一场景预测模型。具体表现为,均方根误差降低3.6%,标准化误差降低5.2%,平均绝对百分比误差降低4.2%,决定系数提高4.5%。 展开更多
关键词 风速预测 长短期记忆网络(LSTM) Copula函数场景自适应 模糊C均值聚类
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基于Copula函数的永定河流域天然径流变异特征研究 认领 引用
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作者 牛凯杰 姜守政 +2 位作者 刘庚 张鹏飞 李晓璐 《水利发展研究》 2026年第2期81-92,共12页
为探究20世纪70年代以来永定河天然径流衰减的根本原因,诊断了永定河流域典型水文站天然径流序列变异点,采用Copula函数研究永定河流域天然径流与降水—径流响应结构关系变异特征,并讨论导致其变异的主要原因。研究表明:1956—2016年永... 为探究20世纪70年代以来永定河天然径流衰减的根本原因,诊断了永定河流域典型水文站天然径流序列变异点,采用Copula函数研究永定河流域天然径流与降水—径流响应结构关系变异特征,并讨论导致其变异的主要原因。研究表明:1956—2016年永定河干支流天然径流序列具有显著衰减趋势性与突变性;降水—径流相关性结构在1983年前后的边缘分布、联合分布和条件分布概率变化呈显著调整,降水与天然径流的联合概率和分布区间在变化期内明显变小,满足相同产流需要的降水量在变化期内显著增加,表明20世纪80年代后永定河流域水文响应关系和产流机制已发生根本性变化;退耕还林、城镇化以及地下水开采可能是永定河天然径流及水文响应关系变异的原因。 展开更多
关键词 天然径流 变异 Copula函数 水文响应关系 永定河流域
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基于Copula函数的灞河流域水沙丰枯遭遇研究 认领 引用
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作者 葛杰 康秀 +1 位作者 韩剑桥 曹绮欣 《人民黄河》 CAS 北大核心 2026年第7期38-44,共7页
为研究灞河流域水沙丰枯变化规律,基于马渡王水文站1965—2023年的年径流量和年输沙量系列,采用Mann-Kendall突变检验和双累积曲线法识别了水沙系列突变点,采用均方根误差和赤池信息准则优选了年径流量和年输沙量的边缘分布和联合分布函... 为研究灞河流域水沙丰枯变化规律,基于马渡王水文站1965—2023年的年径流量和年输沙量系列,采用Mann-Kendall突变检验和双累积曲线法识别了水沙系列突变点,采用均方根误差和赤池信息准则优选了年径流量和年输沙量的边缘分布和联合分布函数,定量评估了水沙丰枯遭遇概率。结果表明:1)年径流量和年输沙量显著减少,水沙系列在1989年发生了突变。2)1965—1988年和1989—2023年,年径流量的最优边缘分布函数均为P-Ⅲ型,年输沙量的最优边缘分布函数分别为Logn型和Gev型,水沙最优联合分布函数分别为Frank Copula和Gumbel Copula函数。3)1965—1988年和1989—2023年,水沙丰枯同步概率分别为64.12%和69.17%,显著高于丰枯异步概率,发生“水丰沙枯”“水枯沙丰”事件的概率很小,说明水沙具有明显的丰枯同步演变规律。4)水沙边缘分布设计值比联合分布设计值小5.5%~15.0%,基于联合分布的年径流量和年输沙量的设计值更可靠。 展开更多
关键词 水沙 Copula函数 边缘分布 联合分布 丰枯遭遇 灞河流域
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基于藤Copula函数的高温干旱复合胁迫对夏玉米产量的影响研究 认领 引用
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作者 刘忠贤 田宏伟 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2026年第3期145-152,共8页
为探究高温干旱复合胁迫对夏玉米产量的影响,本文基于河南省91个气象站1991—2020年逐日最高气温、逐日降水量和逐年产量数据,识别逐年花期高温强度、干旱强度和减产率,利用藤Copula函数构建高温强度、干旱强度和减产率的三维联合累积... 为探究高温干旱复合胁迫对夏玉米产量的影响,本文基于河南省91个气象站1991—2020年逐日最高气温、逐日降水量和逐年产量数据,识别逐年花期高温强度、干旱强度和减产率,利用藤Copula函数构建高温强度、干旱强度和减产率的三维联合累积概率分布函数,分析花期高温干旱复合胁迫对夏玉米产量的影响。结果表明,对河南夏玉米花期高温强度、干旱强度和减产率分别进行边际分布拟合时,最优边际分布函数均为广义极值分布(generalized extreme value distribution,GEV),R2分别为0.99、0.99和0.93。利用最优Copula函数对各变量进行二维联合,拟合出的理论概率与实际的经验概率均接近,拟合精度较高。总体上随着胁迫强度的增加,花期高温干旱复合胁迫造成河南夏玉米减产的概率增加,主要以重度和中度减产概率的增加为主。花期高温干旱复合胁迫下,夏玉米产量波动对干旱的敏感性要高于高温。研究结果有助于决策者和种植户更好地了解高温干旱复合事件对河南省夏玉米产量的潜在影响,对降低生产风险具有重要意义。 展开更多
关键词 河南省 夏玉米 高温干旱 产量 Copula函数
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基于Copula函数的闽东高温干旱复合事件风险评估 认领 引用
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作者 陈小英 黄文霖 +2 位作者 余会康 阮翠冰 陈思 《亚热带资源与环境学报》 2026年第2期191-202,共12页
基于1971—2023年闽东9个国家气象站逐日光、温、水等观测数据,根据区域性高温过程监测指标和区域性干旱过程监测评估方法,对高温、干旱事件分别进行识别,在此基础上,采用极值理论方法及Copula函数构建高温干旱强度联合分布模型,对高温... 基于1971—2023年闽东9个国家气象站逐日光、温、水等观测数据,根据区域性高温过程监测指标和区域性干旱过程监测评估方法,对高温、干旱事件分别进行识别,在此基础上,采用极值理论方法及Copula函数构建高温干旱强度联合分布模型,对高温干旱复合事件危险性进行风险评估。结果表明:利用Gumbel Copula函数可以有效构建闽东高温干旱强度的二维联合分布,获取任意高温强度和干旱强度组合事件发生的风险概率和重现期;近53 a,闽东各区域发生高温干旱复合事件的变化趋势不显著,发生复合事件最多的区域为闽东沿海,共出现17次。闽东全域高温干旱复合事件以轻、中度为主,闽东沿海则以重度、特重为主,由高温事件引发复合事件的风险概率大于干旱事件。相同级别复合事件的重现期闽东全域均大于闽东沿海,其中闽东全域、闽东沿海出现轻度复合事件的最小重现期分别为2.7 a、1.8 a,发生特重级别以上的复合事件最小重现期分别为16 a、9 a;历史事件中最强高温干旱复合事件闽东全域为53 a一遇,闽东沿海为62 a一遇。 展开更多
关键词 高温干旱 复合事件 边缘分布拟合 Copula函数 重现期 闽东
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Claytoncopula函数与贝叶斯网络相结合的飞机电源系统可靠性分析 认领 引用
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作者 许将军 涂晓光 +1 位作者 彭旭 杨国龙 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2026年第7期198-203,共6页
为准确计算具有共因失效部件的飞机电源系统的可靠性,将Clayton copula函数与贝叶斯网络相结合进行可靠性计算。根据相依部件的共因失效比例求出Clayton copula函数的相关性参数θ值;利用Clayton copula函数计算相依部件子系统的故障概... 为准确计算具有共因失效部件的飞机电源系统的可靠性,将Clayton copula函数与贝叶斯网络相结合进行可靠性计算。根据相依部件的共因失效比例求出Clayton copula函数的相关性参数θ值;利用Clayton copula函数计算相依部件子系统的故障概率;结合贝叶斯网络评估飞机电源系统的可靠性。计算结果对比分析表明,该方法计算得到的飞机电源系统可靠度与实际情况更加吻合。 展开更多
关键词 飞机电源系统 可靠性 共因失效 贝叶斯网络 Copula函数
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基于Copula的长江流域复合干热事件演变特征分析 认领 引用 被引量:1
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作者 毛雅雯 刘柯莹 敖天其 《人民长江》 北大核心 2026年第1期73-81,共9页
为揭示长江流域复合干热事件的时空演变特征,利用1961~2022年长江流域月降水和月气温观测资料,基于标准化降水指数(SPI)和标准化温度指数(STI)分析了复合干热事件的发生频率和发生面积变化特征;在此基础上,利用Copula函数构建高温和干... 为揭示长江流域复合干热事件的时空演变特征,利用1961~2022年长江流域月降水和月气温观测资料,基于标准化降水指数(SPI)和标准化温度指数(STI)分析了复合干热事件的发生频率和发生面积变化特征;在此基础上,利用Copula函数构建高温和干旱的二维联合分布函数,计算不同强度阈值下的联合重现期。结果表明:1961~2022年长江流域中下游地区为复合干热事件的高发区;1992~2022年相比1961~1991年,长江流域上、中、下游的发生频率均呈现增加趋势,中下游区域增长较显著;轻度、中度复合干热事件发生面积增长速率分别为每10 a增长2%和1%;长江流域内轻度复合干热事件较为频繁,平均重现期在0~26 a,中度以上复合干热事件重现期在9~92 a,上游平均重现期略高于中下游;2006、2013、2019年和2022年为复合干热事件典型年,联合重现期分别为181,335,109 a和401 a。研究成果可为深入认识长江流域复合干热事件的演变规律提供科学支撑。 展开更多
关键词 复合干热事件 重现期 SPI STI Copula函数 长江流域
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基于Copula函数和随机森林的辽宁省高温干旱复合灾害变化特征 认领 引用
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作者 刘宇彤 刘茂华 +4 位作者 陈妮娜 米娜 于文颖 武晋雯 冯锐 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2026年第5期1595-1604,共10页
全球气候变化背景下,高温干旱复合灾害频发,对粮食安全、生态环境及社会经济可持续发展构成严峻挑战。本研究基于1971—2024年气象观测数据,运用嵌套式Copula模型结合随机森林算法构建强度指数,耦合GIS技术对辽宁省高温干旱复合灾害的... 全球气候变化背景下,高温干旱复合灾害频发,对粮食安全、生态环境及社会经济可持续发展构成严峻挑战。本研究基于1971—2024年气象观测数据,运用嵌套式Copula模型结合随机森林算法构建强度指数,耦合GIS技术对辽宁省高温干旱复合灾害的时空分异、重现期特征和强度演变规律进行分析。结果表明:研究期间,辽宁省高温干旱复合灾害发生频次呈现西高东低的格局,西部为持续扩张和强化的高频集聚区,而东部及沿海地区则长期稳定为低频区。辽宁省高温干旱复合灾害以短重现期(0~2年)事件为主导,其发生频次高、空间集聚性强,西部是核心高发区;随着重现期延长,灾害发生范围急剧收缩、频次降低,长重现期事件仅在西部零星分布。单次事件强度经历了弱发-初增-剧增-维持-衰减的阶段性演变,于1990s达到峰值;而累计强度则从1970s的西部单极低值集聚,逐步演变为2010s的西部-中部双极高强度集聚格局,且西部核心区强度在研究期末达到峰值。综上,辽宁省西部为高温干旱复合灾害核心影响区域,且灾害强度呈增加趋势。本研究结果可为辽宁省防灾减灾策略制定及风险管控提供科学依据。 展开更多
关键词 高温干旱复合灾害 Copula函数 随机森林 GIS
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基于高斯混合模型与Copula函数的水文不确定性处理器研究 认领 引用
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作者 闫家铭 胡宏昌 +5 位作者 宫博亚 曹翔 董志强 刘慧 张秋兰 SHI Xiaogang 《水文》 CSCD 北大核心 2026年第3期15-23,共9页
传统的水文不确定性处理器(Hydrological Uncertainty Processor,HUP)在使用中存在计算复杂、基于正态-线性假设、边缘分布拟合不精等缺陷。针对HUP的上述局限性,提出了基于Copula函数与高斯混合模型(Gaussian Mixture Model,GMM)的GMM-... 传统的水文不确定性处理器(Hydrological Uncertainty Processor,HUP)在使用中存在计算复杂、基于正态-线性假设、边缘分布拟合不精等缺陷。针对HUP的上述局限性,提出了基于Copula函数与高斯混合模型(Gaussian Mixture Model,GMM)的GMM-CHUP模型。GMM-CHUP采用GMM提高边缘分布拟合精度,结合Copula函数刻画变量的非正态、非线性特征,使用蒙特卡洛-马尔可夫链(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)简化计算。为验证该模型的有效性,在黄河源区三个水文站点的洪水概率预报中,同时使用确定性物理模型、GMM-CHUP模型、CHUP模型、基于反向传播神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)的BP-HUP模型进行对比分析。结果表明:相较于确定性水文模型,GMM-CHUP在1~3 d预见期内能保持较好的预报精度;GMM-CHUP在边缘分布构建中更具优势,精度较CHUP提高1%~2%左右;同时较BP-HUP模型更能反映水文过程中的不确定性。 展开更多
关键词 概率预报 水文不确定性处理器 蒙特卡洛抽样 Copula函数 高斯混合模型
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面向海上风电的GARCH残差耦合Copula函数的风浪联合时序场景生成方法 认领 引用
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作者 朱志家 王海鑫 +2 位作者 景锐 夏明超 杨俊友 《全球能源互联网》 EI CSCD 北大核心 2026年第3期392-406,共15页
风速与浪高均会影响海上风电出力的安全性与稳定性,现有海上风电相关研究对风浪协同作用的考虑尚不充分。尤其是台风过境时,风浪剧烈变化对风电出力的影响需要精准的建模方法。为此,提出一种融合统计建模与时序结构的风浪联合场景生成方... 风速与浪高均会影响海上风电出力的安全性与稳定性,现有海上风电相关研究对风浪协同作用的考虑尚不充分。尤其是台风过境时,风浪剧烈变化对风电出力的影响需要精准的建模方法。为此,提出一种融合统计建模与时序结构的风浪联合场景生成方法,有望捕捉风与浪的共变规律。首先针对台风场景使用风浪数据采用核密度估计法构建边缘分布函数。其次,基于GARCH模型按季节提取数据的波动特征,并构建标准化残差。最后对边缘分布函数与残差构建Copula函数簇联合分布,通过Kendall系数、Spearman系数及平均欧氏距离综合评价获取台风与不同季节最优Copula模型,随后引入AR(1)扰动生成具有时序性的联合场景,并采用K-medoids算法对场景聚类缩减并概率赋值。结果表明该方法适用台风与不同季节的风浪关系,通过Copula模型与AR时序机制,有效提升风浪场景时序性,可为强风浪波动下海上风电的安全稳定出力提供参考。 展开更多
关键词 风浪相关性 Copula函数 时序场景生成 风浪时空分布
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基于流量-水质T-Copula联合分布的赣江尾闾水系骨干河道氟化物水环境容量研究 认领 引用
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作者 杨煊 褚克坚 +2 位作者 秦硕 叶福竹 顾莉 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2026年第2期97-105,共9页
为解析赣江尾闾水系骨干河道氟化物水环境容量的时空特征,引入T-Copula函数构建了基于流量-水质联合概率密度分布的不确定性水环境容量计算框架。以氟化物为目标污染物,解析了2024年不同时期赣江尾闾水系骨干河道的氟化物水环境容量分... 为解析赣江尾闾水系骨干河道氟化物水环境容量的时空特征,引入T-Copula函数构建了基于流量-水质联合概率密度分布的不确定性水环境容量计算框架。以氟化物为目标污染物,解析了2024年不同时期赣江尾闾水系骨干河道的氟化物水环境容量分布特征,并基于修正OAT方法开展了敏感性分析。结果表明,全年各骨干河道均具有一定的水环境容量,但部分河道存在潜在的超容量风险;赣江尾闾水系干流段与北支渔业用水区分别具有最大、最小水环境容量期望值;不同时期尾闾水系水环境容量期望值呈现一定的往复波动情势;河流流量的季节性分异是造成尾闾水系氟化物水环境容量动态变化的关键驱动因素。 展开更多
关键词 河道水环境容量 流量-水质联合概率密度 T-Copula函数 氟化物 赣江尾闾水系
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