基于广义超椭球模型的结构非概率可靠性指标

非概率凸集合模型仅需获知结构不确定性的范围或界限来度量结构可靠性,因而适用于小样本不确定性结构工程问题.针对广义超椭球模型,对其非概率可靠性度量问题进行了研究.首先,提出了基于广义超椭球模型的简单非概率可靠性指标,定义为结构功能函数的均值与离差之比,并讨论了该可靠性指标的不一致性问题.其次,为克服上述不一致性问题,提出了一种比例因子非概率可靠性指标,定义为不确定域向外扩大或向内收缩时,失效面与不确定域接触的最小比例因子.最后,通过3个工程算例分析验证了所提非概率可靠性指标的有效性和可行性.     

结构模糊可靠性分析方法的泛灰求解

针对现有的基于区间求解结构模糊可靠度方法的缺陷,提出了一种新的求解结构模糊可靠度方法.该方法利用泛灰数描述与结构基本变量概率分布相关的不确定参数,并将这些泛灰数引入到结构模糊可靠度计算中,得出了较为精确的结构可靠度计算结果.数值算例表明,该方法得到的结构可靠度区间更窄,实现了利用较少的信息量得到较精确的可靠度计算结果,相比传统的结构模糊可靠度计算方法能提供更多、更精确的关于结构安全程度的有用信息.     

铁路应急设施非概率可靠性选址优化研究

为解决小样本、贫信息下铁路应急资源储备点的可靠性选址问题,创新性地将选址-路径问题与区间非概率可靠性方法结合起来,考虑灾情发生后应急设施点在可接受的时间范围内响应受灾点的需求能力及其稳定程度,采用区间值度量路段阻抗,基于区间非概率可靠性理论及区间运算规则,提出路径的非概率可靠性度量及可靠最短路径选择方法;建立基于区间时间阻抗下可靠最短路径的无容量设施选址模型,提出约束条件限制的Monte Carlo改进算法,确定了铁路资源储备点选址的最优方案。实例表明,本文的优化方案能更好地保证救援的时间可靠性,改进的求解算法具有更小的时间复杂度,有效地缩短了运算时间,改善了解的质量。本文的方法与模型体系对于实现铁路应急设施可靠性选址,为决策者提供决策支持,提高铁路应急响应能力具有重要的指导意义。     

稳态热传导的二阶一致无网格法

将具二阶一致性的3点积分方法(quadratically consistent 3-point integration method,QC3)拓展到稳态热传导问题的无网格法分析中.数值结果表明,与标准三角形积分方法以及已存在的仅满足线性一致性的1点积分方法相比,所建议的QC3方法不仅能精确地通过二阶分片试验,而且在精度、收敛性以及计算效率等方面都表现出显著优势.     

毛细滞回内变量模型的高效数值积分方法

毛细滞回内变量模型是基于热动力学基本原理推导出来的土水特征本构模型,能够有效地描述干湿循环情况下非饱和土中的毛细滞回现象.研究了该模型的形式特点和数值积分方法,就经典的Euler法、4阶Runge-Kutta法和4阶Adams-Bashforth法的积分效果进行了对比.计算结果表明,Euler法精度很低,累计误差较大;4阶Adams-Bashforth法精度最高,且运算效率高于同阶的Runge-Kutta法,适合对该模型进行求解和参数标定.将基于Adams-Bashforth法的子程序集成到有限元程序中,两相渗流模拟结果的精度有了较大提高.     

向量优化问题有效点集的稳定性

在不需要紧性假设下,利用拟C-凸函数及回收锥的性质,建立了向量优化问题有效点集的稳定性,获得了一列目标函数和可行集均扰动情形下的向量优化问题与对应的向量优化问题有效点集的Painlevé-Kuratowski内收敛性结果。所得结果推广和改进了相关文献(Attouch H,RiahiH.Stability results for Ekeland’s-variational principle and cone extremal solution;Huang X X.Stabilityin vector-valued and set-valued optimization)中的相应结果,并给出例子说明了所得结果的正确性。     

传递辛矩阵群收敛于辛Lie群

通过作用量变分原理,给出了Hamilton正则方程离散积分的传递辛矩阵表示,利用Hamil-ton正则方程给出了其对应的Lie代数。说明了当时间区段长度趋近于0时,离散系统积分的传递辛矩阵群收敛于连续时间Hamilton系统微分方程分析积分得到的辛Lie群。     

保持球对称的相容流体算法的构造

重点研究如何在二维柱坐标系中保持流体运动的球对称问题.该问题需要对整个流体算法做细致的分析与设计,从而获得不同的方法.基于Caramana介绍的修正压强梯度算子构造了保持球对称的相容流体算法,该算法还包括了边人工粘性方法、子网格压力的计算方法,以及预估步与校正步相结合的策略.并且,考虑了总能量的守恒性,讨论了网格节点质量保持不变的必要性,以及基于相容格式证明了边人工粘性的耗散性.数值模拟结果与已知数据的比对验证了程序的正确性、稳定性.     

基于RST/IAHP的航空维修人因可靠性评估模型研究

针对航空维修人因可靠性定量评估这一难点问题,提出了一种基于粗糙集理论(RST)和区间层次分析法(IAHP)的人因可靠性评估模型.根据大量统计数据,运用决策树法建立分层次的航空维修科目人因可靠性指标评价体系.综合采用区间层次分析法和粗糙集方法确定指标权重,提出了采用区间型加权算法对指标进行聚合.以某航空维修系统更换发动机科目为例,对所提方法进行案例验证.结果表明,该方法具有实用、可操作性强等特点,为航空维修系统科目的人因可靠性评估提供了理论参考.     

基于合作博弈纳什议价的几种网络定价结构模型比较

本文基于目前的网络资费模式,提炼出三种网络定价结构模型,研究本地网络服务提供商(ISP)及用户之间的利润分配.首先,利用一个简化的网络业务质量(Qos)保证模型构造目标函数,说明合作博弈得到的解比非合作博弈情形下更优,合作博弈时得到纳什议价解与双方的相对议价权力有关.然后,从社会结构理论角度,说明议价权力取决于网络结构类型以及局中人在结构中所处的位置.相对议价权力大,获益较多;相对议价权力小,获益较少.最后,通过实例分析得到三种网络定价结构模型下的纳什议价解.结果表明,本地网络服务提供商的合并、收购、互联有利于提高其相对议价权力,从而获益增加.     

一类基于随机着色Petri网的多级供应链可靠性模型研究

由多种要索组成的供应链系统在实际运作过程中必须符合可靠性要求。供应链系统由于内外部的不确定性，特别是外部需求不确定性而与其他可靠性系统有所不同。本文在考虑其可靠性问题的条件下，提出了一种随机着色Petri网来对供应链系统可靠性问题进行建模分析。     

具有时滞耦合的n个van der Pol振子弱共振双Hopf分岔

研究了具有时滞耦合的n个van der Pol振子系统中发生的弱共振双Hopf分岔.应用改进的多尺度方法,得到了2∶5共振的复振幅方程.通过将复振幅设为极坐标形式,将复振幅方程转化为一个二维的实振幅系统.通过研究实振幅方程的平衡点及其稳定性,对系统在2∶5共振点附近的动力学行为进行了开折和分类.得到了一些有趣的动力学现象,如振幅死区、周期解和双稳态解等,相应的数值模拟验证了理论结果的正确性.     

随机结构系统基于可靠性的优化设计

提出了以梁板（薄板）为基体的随机结构系统（即结构元件的面积、长度、弹性模量和强度等均为随机变量）在随机载荷作用下,基于可靠性的优化设计方法．给出了随机结构系统安全余量和系统可靠性指标的敏度表达式;给出最佳矢量型算法．首先是用改进的一次二阶矩和随机有限元法求出安全余量的可靠性指标的表达式,然后用概率网络估算(PNET)法求出系统失效概率的公式,对该式两边求导得出了系统可靠性指标的敏度表达式,进而用最佳矢量型算法进行优化设计．在优化迭代过程中,采用梯度步和最佳矢量步相结合的方法进行计算．最后给出了一个算例,说明该方法计算效率高,收敛稳定,适合工程应用．     

具有测量误差的Wiener退化模型的可靠性研究（英文）

本文研究了具有测量误差的Wiener退化模型的基于退化数据的可靠性推断问题.给出了一个检验统计量来检验总体之间是否存在测量误差.给出了扩散参数的精确置信区间,其他模型参数与感兴趣可靠性指标的广义置信区间.得到了预测未来退化量的预测置信区间的构造方法.蒙特卡罗模拟说明了文中给的方法具有良好的性能.最后通过两个实际例子对文中的方法进行了说明.     

基于多项式混沌拓展模型和bootstrap的结构可靠性分析方法

多项式混沌拓展(polynomial chaos expansion,PCE)模型现已发展为全局灵敏度分析的强大工具,却很少作为替代模型用于可靠性分析。针对该模型缺乏误差项从而很难构造主动学习函数来逐步更新的事实,在结构可靠性分析的框架下提出了基于PCE模型和bootstrap重抽样的仿真方法来计算失效概率。首先,对试验设计(experimental design)使用bootstrap重抽样步骤以刻画PCE模型的预测误差;其次,基于这个局部误差构造主动学习函数,通过不断填充试验设计以自适应地更新模型,直到能够精确地逼近真实的功能函数;最后,当PCE模型具有足够精确的拟合、预测能力,再使用蒙特卡洛仿真方法来计算失效概率。提出的平行加点策略既能在模型更新过程中找到改进模型拟合能力的"最好"的点,又考虑了模型拟合的计算量;而且,当失效概率的数量级较低时,PCE-bootstrap步骤与子集仿真(subset simulation)的结合能进一步加速失效概率估计量的收敛。本文方法将PCE模型在概率可靠性领域的应用从灵敏度分析延伸到了可靠性分析,同时,算例分析结果显示了该方法的精确性和高效性。     

结构VAR的有向非循环图模型

研究用图模型方法辨识结构向量自回归(VAR)模型,图中的结点表示不同时刻的随机变量,结点间的边表示其所表示的随机变量之间存在的因果相依关系.针对建立有向非循环图的问题,提出了一种基于回归分析的判断方法,用回归方程的回归平方和之差作为统计量,确定当前变量之间相依关系的方向.与R ea le的逐一判别法和A lessio的图搜索方法相比,文中提出的基于统计分析的方法简单易行,且可获得唯一的当前变量有向非循环图.最后以两组模拟序列为例,验证了所提出的方法是可行且有效的.     

一类变结构动态系统的非光滑最优性条件

研究了一类事件驱动的变结构动态系统的非光滑最优性条件. 通过引入一个新的时间变量, 将变结构动态系统的最优性问题转化为古典动态系统的最优性问题. 基于广义微分和古典动态系统的最优性理论, 得到了该系统的Frechet上微分形式的必要性条件, 推广了已有文献的相关结论. 结果表明, 在系统的连续运行过程中, 控制变量、协态变量和状态变量满足最小值原理和协态方程. 在系统的运行模型发生改变时, 协态变量产生一定的跳跃, 哈密尔顿函数连续. 最后通过一个算例说明了该结论的有效性.     

有非更新寿命和成批加工的CIMS的可靠性研究

本文研究了具有非更新寿命和成批加工的CIMS生产线的可靠性问题.首先证明了在系统平稳状态下工作站的广义加工过程是万有马氏过程,然后利用准生灭过程理论,给出了系统稳态时运行指标的精确显式解.从而这使得CIMS生产线中工作站的寿命假定推进到了一类非更新的相型寿命上.     

非参数模型均值函数结构变点的Bootstrap检测

本文检测非参数回归模型均值函数结构变点,针对均值函数跃度的长期均值为零时,基于残量的CUSUM统计量对均值函数结构变点检验无效的问题,本文提出了一种基于均值函数的核估计的检验统计量,得到统计量在原假设和备择假设下的极限分布,并构造Bootstrap方法对非参数回归模型均值函数结构变点进行检验,证明了检验和估计的一致性;模拟结果表明本文方法明显优于已有方法。     

具有非期望产出的随机DEA模型研究

为解决含有不确定信息的非期望产出效率评价问题,建立了一个非期望产出的随机DEA模型.该模型将非期望产出作为负期望产出进行处理,引入了期望效率值、显著性水平来刻画随机问题,并通过机会约束规划的相关知识将模型转化为确定形式.对模型的最优值的相关性质进行了探讨,说明最优值与期望效率值、显著性水平之间的关系.最后给出数值实验说明该模型的有效性.