极值分布

摘要： 为了表征桥梁结构不确定性和随机参数相关性对桥梁结构抗震性能的影响,从概率角度对桥梁进行抗震性能分析,基于部分分层抽样原理建立了时-频非平稳地震作用下桥梁非线性随机地震响应分析方法。基于地震动演化功率谱,采用谱表示方法生成非平稳地震动样本,并采用基于正交函数的思想对谱表示方法中的随机变量进行模拟,通过两个基本随机变量表征地震动的不确定性;采用基于数论的部分分层抽样方法对地震动-结构随机变量抽样,从而对桥梁非线性随机地震响应进行模拟,减小桥梁随机地震响应分析中的抽样方差;以一座实际高墩连续刚构桥为数值算例,对其进行了非线性随机地震响应分析,详细研究了桥梁结构不确定性和随机参数相关性对其地震可靠度的影响。研究结果表明:随机地震作用下,桥梁随机地震响应是典型的零均值非平稳随机过程,从地震动开始到结束,桥梁结构地震响应概率密度曲线存在由窄边宽,再由宽变窄的演化过程;随机地震作用下,桥梁结构关键响应的平均峰值因子存在一定差异,其通常在1.8~2.2变化;桥梁结构不确定性和随机参数相关性对高墩桥梁地震响应极值分布和地震可靠度的影响较为显著,忽略桥梁结构的不确定性和随机参数相关性将高估桥梁结构的地震可靠度。

摘要： 为研究风荷载作用下大跨度低矮建筑金属屋面板的疲劳损伤分布规律,以坡度为1/60的双坡屋面建筑为研究对象,基于1975~2019年间的风速风向数据,研究了双坡屋面板50年重现期的疲劳损伤累积值。采用Gumbel分布描述日极值风速分布,混合Von Mises分布描述风向分布,并用单参数Archimedean Copula函数描述二者的相关性,得到了风速风向的联合分布;基于双坡屋面的测压风洞试验结果,考虑连续变化风速和离散风向角对疲劳寿命的影响,研究了金属屋面板的疲劳损伤累积值。结果表明:双坡屋面板疲劳损伤与主导风向、屋面位置等因素密切相关,位于主导风向处的迎风屋檐、边角等气流分离位置的疲劳损伤累积值远大于其他区域;良态风环境下,该双坡屋面金属屋面板50年风致疲劳损伤累积值最大可达0.746,风荷载可引起迎风屋檐、边角位置金属屋面板的疲劳破坏;对于金属屋面板而言,风致疲劳破坏是引发风揭事故的巨大隐患,应高度重视。

摘要： 对大跨建筑进行雪荷载研究时,有时候需要研究当地的雪深分布情况,但我国气象站雪深的逐日数据并未公开。本文基于已有的遥感产品数据,计算得到我国境内每年最大积雪深度的分布情况,并以那仁宝力格两个站点为例,通过插值获得站点的年最大积雪深度数据序列,并对其进行了极值分布的研究。研究发现,该站点雪深数据符合极值Ⅲ型分布。

摘要： 为了研究地震动作用下的随机结构响应,提出了一种结构动力可靠度的简化分析方法。首先,在首次超越破坏准则的基础上,采用极值分布描述建立了结构动力可靠度的等价功能函数表达,并定义了结构动力响应的安全裕量;然后,应用点估计法计算了等价功能函数响应值,进而计算出了前四阶中心矩,并引入了简化四阶矩方法求解结构动力可靠度指标及相应失效概率;最后,以受到随机地震动作用并具有随机结构参数的一榀框架的动力可靠度问题为例,与随机模拟方法计算结果对比,验证了建议方法的计算精度和计算效率。

摘要： 气体绝缘开关(GIS)设备需要根据最低气温选择气密元件,在超设计低温情况下存在因气密元件异常而出现大面积泄漏事故导致设备无法正常运行的风险.选取山东省内9个站点为研究对象,收集了1973～2016年间气温观测数据,使用基于广义极值(GEV)分布的年极值法,计算了按现行规程确定的多年平均气温进行设计选型遭遇超设计低温的风险水平,并按当地历史观测最低气温及按典型地区最低气温确定最低设计气温时遭遇超设计低温的风险进行了评估,为优化调整输变电设备的设计气温提供了理论支持和应用参考.

摘要： 气体绝缘开关(GIS)设备需要根据最低气温选择气密元件,在超设计低温情况下存在因气密元件异常而出现大面积泄漏事故导致设备无法正常运行的风险。选取山东省内9个站点为研究对象,收集了1973~2016年间气温观测数据,使用基于广义极值(GEV)分布的年极值法,计算了按现行规程确定的多年平均气温进行设计选型遭遇超设计低温的风险水平,并按当地历史观测最低气温及按典型地区最低气温确定最低设计气温时遭遇超设计低温的风险进行了评估,为优化调整输变电设备的设计气温提供了理论支持和应用参考。

摘要： 对基于缩尺比为1:250某大跨建筑在B类地貌下进行了25个不同风向角下的刚性模型测压试验,分析了屋盖结构表面风荷载特性.试验结果表明:全风向角下,屋盖表面均受风吸力作用且各升力系数随风向角变化趋势一致;来流下游区域屋檐受再附剪切层和尾流的影响,受脉动风压与负压较强;45°风向角下脉动与极值风压系数最大值大于其他风向角,为最不利风向角.

摘要： 均值单变点检测是研究变点问题的基础.论文根据均值单变点模型的特点,构造截断经验欧氏似然比检验函数并给出显式表达.在此基础上,得到了零假设下检验统计量的极限分布为极值分布,给出变点的诊断方法.在有变点的情况下,进一步给出变点位置的估计和其相合性的理论证明.最后通过数值模拟和尼罗河年流量的实证分析说明所提方法的有效性和实用性.

摘要： 为了对复杂非线性桥梁结构进行随机地震作用下的动力可靠度分析,基于最大熵原理,构建了一种高效的桥梁非线性地震可靠度分析方法.首先阐述了桥梁结构地震可靠度分析与极值分布估计的关系,将桥梁结构的地震可靠度分析转化为对应的极值分布估计;然后建立了复杂桥梁结构非线性地震响应极值分布估计的最大熵方法,针对现有的最大熵分布求解过程受初值影响较大、不容易收敛等问题,提出一种基于似然函数的最大熵分布求解方法,从而实现了桥梁结构地震响应极值分布和地震可靠度的高效求解;最后以一座典型的高墩大跨连续刚构桥为例,通过蒙特卡洛模拟验证所提方法的精度和效率,并将结果与核密度估计和对数正态分布拟合的计算结果进行对比分析.结果表明:基于似然函数的最大熵分布求解方法不仅能够获得全局最优解,而且求解过程不受初值的影响、具有较好的数值稳定性,所提方法能够对随机地震作用下桥梁结构地震响应的极值分布和动力可靠度进行精确估计;核密度估计和对数正态分布无法对小失效概率水平下结构地震响应的极值分布进行估计,建议采用最大熵方法对桥梁结构进行地震可靠度分析.

摘要： 文章针对样本数据服从极值分布、样本中出现异常数据的检验问题进行了研究。首先基于尺度参数σ的最佳线性无偏估计(BLUE),并利用次序统计量的贡献率,构造了检验统计量,然后通过Monte-Carlo模拟得到了检验统计量的分位数,给出了异常数据的疑似个数和具体检验方法,最后通过实例说明所给出的检验方法是可行的。

摘要： 安徽地处我国南北气候过渡带,天气气候复杂多变,极端强降水事件多发,常引发中小河流洪水、山洪、城市内涝等灾害,造成严重的经济损失和人员伤亡,因而对安徽省极端强降水研究具有重要意义.本文应用安徽省所有国家站逐小时降水资料,分析近55年(1961-2015年)安徽省小时降水变化特征,基于广义极值分布研究安徽省小时降水极值分布及不同重现期小时雨量,可为气象灾害风险预警及实时气象防灾减灾等业务提供技术支撑.

摘要： Hermite矩模型理论建立了非高斯过程与高斯过程的显式变换关系.本文采用Taylor展开式详细推导了Hermite矩模型系数的非线性方程组,确定了各阶模型的适用范围.针对低阶矩模型不能保证前四阶矩完全相等的缺陷,提出了迭代计算方法,提高了低阶矩模型的变换精度.利用Hermite矩模型变换关系,建立了非高斯风压时程的概率密度计算公式、风压极值的概率密度计算公式以及不同极值发生概率的风压极值计算方法.基于多次采样均值、均方根、偏斜系数、峰态系数之间的相关关系和Hermite矩模型的变换关系,建立了多次采样风压极值的概率密度计算格式.对比分析了Kareem、Tamura提出的非高斯风荷载极值的计算方法与本文方法的异同.结果表明,Kareem方法高估了非高斯风荷载极值,Tamura方法引入与高阶谱矩相关的带宽因子不适用于实测风压极值的计算.本文提出的方法得到的风荷载极值更接近于实测极值.

摘要： 近二十年来汽车工业和交通运输的迅速发展,道路交通流量不断增长,重型车辆大量涌现,使得车辆荷载较以往发生了很大的变化.但是有关城市桥梁车辆荷载方面的研究较为滞后.本文基于安装在城市物流区快速路上的动态称重系统(WIM)采集到的车流数据,分析了车辆总重的数字特征,通过多重混合分布概率模型得到了车辆总重的三阶混合对数正态分布函数.基于经典极值理论,采用改进的Gumbel法,确定了目标基准期内车辆荷载的极值分布,建立了车辆荷载模型,得到目标基准期内车辆荷载评估值.该方法简单易行,稳定性好,易于工程应用。

摘要： Hermite矩模型理论建立了非高斯过程与高斯过程的显式变换关系.本文采用Taylor展开式详细推导了Hermite矩模型系数的非线性方程组,确定了各阶模型的适用范围.针对低阶矩模型不能保证前四阶矩完全相等的缺陷,提出了迭代计算方法,提高了低阶矩模型的变换精度.利用Hermite矩模型变换关系,建立了非高斯风压时程的概率密度计算公式、风压极值的概率密度计算公式以及不同极值发生概率的风压极值计算方法.基于多次采样均值、均方根、偏斜系数、峰态系数之间的相关关系和Hermite矩模型的变换关系,建立了多次采样风压极值的概率密度计算格式.对比分析了Kareem、Tamura提出的非高斯风荷载极值的计算方法与本文方法的异同.结果表明,Kareem方法高估了非高斯风荷载极值,Tamura方法引入与高阶谱矩相关的带宽因子不适用于实测风压极值的计算.本文提出的方法得到的风荷载极值更接近于实测极值.

摘要： 根据1949-2011年热带气旋路径资料,统计分析了影响珠江口海域的热带气旋气候特征,包括热带气旋频数、强度及路径趋向等特征,结果显示,在近63年间共有75个热带气旋样本影响珠江口海域,有3个年份出现多达4个热带气旋影响该海域;出现12级以上强风的台风样本约占总数的3成;热带气旋的移动方向以西北和偏西方向为主,约占总数的7成.分别采用χ2检验和Колмогоров法对热带气旋样本频数及最大风速序列分别进行拟合适度检验,结果表明,影响珠江口海域的热带气旋最大风速服从Poisson-Gumbul复合极值分布,计算影响珠江口海域的热带气旋中心附近的概率风速,得到的50年一遇10分钟平均风速为51.1m/s,100年一遇10分钟平均风速为56.8m/s.

摘要： 声呐是常见的水面水下跟踪传感器，由于其受各种环境因素制约，其探测噪声分布往往难以确定。文章采用Kolmogorov-Smimov检测方法，对采集的某型声呐探测方位误差数据进行了分布检测，检测发现，声呐探测误差分布数据主要集中在正态分布，幂律分布，极值分布这三者当中，其中极值分布占了较大比重。

摘要： 本文对厦门地区1959～2008年的年最大风速资料进行统计分析，分别应用极值I型(Gumbel)、极值Ⅱ型(Frechet)、威布尔分布(Weibull)以及广义越界分布(GPD)四种极值分布常用模型拟合极值风速分布。鉴于四种分布函数表达式经过形式变换均可以变为两个变量的线性关系，采用线性拟合的办法对模型各参数进行估计。极值I型模型参数估计可直接得到，而后三种模型由于含有3个参数，首先利用相关系数法确定一个参数，再利用线性拟合求出另外两个参数。根据剩余方差、拟合度偏差、柯尔莫哥洛夫拟合适度3种检验指标对四种模型参数估计进行比较，结果表明极值Ⅱ型分布拟合度最优，适用于厦门地区极值风速分布。由于年极值风速数据可看作相互独立的，所以极值风速可以描述为一随机过程。通过Monte—Carlo方法产生大容量样本，弥补风速资料少，样本容量小的缺陷，利用最优分布模型，通过重现期和分布函数的关系得到厦门地区不同重现期所对应的极值风速。同时考虑到最大风速出现的方向并不相同，按照风向统计厦门地区年极值风速序列，和上述最大风速分析方法相似，最后估计出厦门地区16个风向的极值风速，为恰当选择建筑方向、减小作用在建筑结构上的风荷载提供依据。

摘要： 基于2014-2015年福建省2106个自动站的逐分钟雨量资料,分析各自动站逐6min雨强.研究表明3～9月是福建降水的多发期,其中5月最多;10月～次年2月是福建降水的少发期,其中10月最少.6min雨强极值多分布在3～9月.福建降水多发生在上午～中午,占总站数39％;强降水的多发时段在凌晨～上午,占总站次46％～52％.6min雨强≥6mm站次高分布区集中在闽西北.6min雨强≥12mm站次高分布区集中在沿海地市山区,内陆较为分散.6min雨强极值大部集中在12～18mm,占62.3％.

摘要： 基于2014-2015年福建省2106个自动站的逐分钟雨量资料,分析各自动站逐6min雨强.研究表明3～9月是福建降水的多发期,其中5月最多;10月～次年2月是福建降水的少发期,其中10月最少.6min雨强极值多分布在3～9月.福建降水多发生在上午～中午,占总站数39％;强降水的多发时段在凌晨～上午,占总站次46％～52％.6min雨强≥6mm站次高分布区集中在闽西北.6min雨强≥12mm站次高分布区集中在沿海地市山区,内陆较为分散.6min雨强极值大部集中在12～18mm,占62.3％.

摘要： 基于2014-2015年福建省2106个自动站的逐分钟雨量资料,分析各自动站逐6min雨强.研究表明3～9月是福建降水的多发期,其中5月最多;10月～次年2月是福建降水的少发期,其中10月最少.6min雨强极值多分布在3～9月.福建降水多发生在上午～中午,占总站数39％;强降水的多发时段在凌晨～上午,占总站次46％～52％.6min雨强≥6mm站次高分布区集中在闽西北.6min雨强≥12mm站次高分布区集中在沿海地市山区,内陆较为分散.6min雨强极值大部集中在12～18mm,占62.3％.

摘要： 本发明涉及一种基于分布式极值搜索算法的储能系统及其能量优化管理方法，属于储能系统能量优化领域。该方法包括步骤：检测当前储能单元及其相邻的储能单元的运行状态信息；通过运行状态信息判断分布式发电单元产生的电量是否满足负载的需要；若满足，则根据经济调度要求智能判断储能系统充电或分布式电源向大电网供电；若不满足，则根据经济调度要求智能判断储能系统放电或负载向大电网购电；若选择储能单元充电或是放电，则执行分布式极值搜索控制器来控制执行单元；判断储能单元的电荷量是否满足期望的标准；若满足，则结束；若不满足，则继续使用控制器进行优化控制。本发明能够实时的调控储能系统的输入输出，确保了系统的稳定，有效的减少了能源的损耗。

摘要： 本发明公开了一种基于广义极值T分布偏差的非周期拥堵检测方法，包括1、获取路网速度数据，并进行数据预处理；2、从历史数据中选择与当前时段具有相同时间特征的样本，并与当前速度观测值合并作为检测算法的输入数据集；3、利用基于广义极值T分布偏差的算法检测数据集中的异常值；4、如果当前速度观测值为异常值，则认为当前时段发生了非周期拥堵；5、以交通日志来验证检测结果，并通过性能指标来优化算法参数使得算法性能达到最优。本发明以数据为驱动，运用异常值检测来识别城市路网中非周期拥堵的交通状态，具有较高的精度和可靠性。

摘要： 本发明涉及基于极值‑高斯混合分布模型的高速公路通行能力计算方法，包含步骤：采集高速公路内侧车道的车头时距的实测值；建立车头时距的极值‑高斯混合分布模型的概率密度函数；解出车头时距的极值‑高斯混合模型的概率密度函数中的混合分布参数的值；检验车头时距的极值‑高斯混合分布模型的拟合效果是否达标；计算得到极值通行能力和正态通行能力；计算获得高速公路通行能力计算值。本发明能实现在现有标准规范的基础上，得到相比现有技术更准确的高速公路通行能力计算值；可以通用到任意高速公路的任一采集断面，精确估算高速公路通行能力计算值，普适性良好，便于推广。

摘要： 本发明公开了一种基于广义极值T分布偏差的非周期拥堵检测方法，包括1、获取路网速度数据，并进行数据预处理；2、从历史数据中选择与当前时段具有相同时间特征的样本，并与当前速度观测值合并作为检测算法的输入数据集；3、利用基于广义极值T分布偏差的算法检测数据集中的异常值；4、如果当前速度观测值为异常值，则认为当前时段发生了非周期拥堵；5、以交通日志来验证检测结果，并通过性能指标来优化算法参数使得算法性能达到最优。本发明以数据为驱动，运用异常值检测来识别城市路网中非周期拥堵的交通状态，具有较高的精度和可靠性。

摘要： 本发明公开了基于环境轮廓线的岛礁海域风浪联合分布极值推算方法，涉及海洋工程技术领域，方法包括：获取测试区域内预定周期时间序列的风速、波高和周期的变化值；在各段风速范围内统计风速样本数，采用韦布尔模型获得风速概率分布；在各段风速范围内，统计波高和周期联合分布的样本数，采用韦布尔模型获得各段风速范围内的波高概率分布；采用对数正态分布获得各段风速范围内不同波高的周期条件概率分布；根据风速概率分布、波高概率分布和周期条件概率分布获得风速、波高和周期的联合分布概率；采用环境轮廓线法获得不同重现期及风速下的波高和周期联合分布极值要素。该方法综合考虑岛礁海域风浪联合分布的特征，全面和精确的反映了风浪极值。

摘要： 本发明公开了一种基于交通冲突极值分布的仿真模型标定方法，包括如下步骤：(1)交通冲突数据采集；(2)实测交通冲突极值分布拟合；(3)交通仿真模型搭建；(4)交通仿真模型标定。本发明首先采集实际的交通冲突数据，然后对交通冲突极值分布进行拟合，然后搭建交通仿真模型，最后基于本发明提出的方法对仿真模型进行标定。本发明可以提高交通仿真模型的精度，在交通安全评价中具有实际的工程应用价值。

摘要： 本发明公开了一种基于广义极值分布的叠前非高斯AVO反演方法，该方法包括分析页岩储层弹性参数、叠前地震数据中噪声的分布特征，构造包含反射系数统计分布约束的AVO反演目标函数，采用广义极值分布来描述反射系数的统计分布，采用改进的粒子群算法对AVO反演目标函数进行求解。本发明采用广义极值分布来表征反射系数的非高斯特性，并基于贝叶斯反演框架，提出了一种基于广义极值分布的叠前非高斯AVO反演方法，较基于高斯假设的方法的精度有了明显的提高，获得的结果能够大幅度地提高油气勘探和开发过程中钻井的成功率。

摘要： 本发明涉及一种基于截断样本和三参数分布的时域波浪载荷极值外推方法，其特征在于，包括以下步骤：提取原始时历的幅值样本；剔除设定数目的较小幅值样本，得到截断后的截断样本(x1，x2，…xm)；选用三参数广义极值分布G(x；σ，γ，μ)拟合得到的截断样本(x1，x2，…xm)，其中，采用概率权重矩法估计尺度参数σ、形状参数γ和位置参数μ；获得对应的波浪载荷的外推极值X。本发明提供了一种兼顾合理性、稳定性和准确性的波浪载荷极值的外推方法。与现有技术相比，本发明的积极进步效果在于：本发明具有幅值提取合理、分布函数选取合适和外推精度高的优点，在保证波浪载荷样本得到准确、稳定地拟合的同时，可以方便地进行极值外推。

摘要： 本发明提出了一种基于极值分布及小波变换特征的多载波信号类型识别方法，这是针对OFDM、FOFDM、FBMC、UFMC四种多载波信号，所提出的一种基于超阈值极值及小波变换特征的5G多载波信号识别方法。该方法分为两个步骤：首先，通过对多载波信号的时域模值平方序列进行POT分布拟合检验，以实现对OFDM类及非OFDM类信号的类间识别；而后，分别提取两类信号的频谱Haar小波变换中段的POT极值特征及其线谱存在性特征，以实现类内多载波信号的识别。本发明避免了算法对训练样本的依赖性，提高了算法在低信噪比条件下的识别性能。

摘要： 本发明公开了一种基于广义极值分布的光伏发电站组串衰减率评估方法，该方法首先对全站逆变器的发电性能进行分析，抽选具有代表性的逆变器下的组串进行衰减率检测，根据抽检结果和全站逆变器的发电性能，利用GEV概率分布模型，估计全站组串的整体衰减水平，通过较小的现场检测成本及合理的数学估计模型，得到数量庞大的全站组串的总体衰减水平，本发明有助于光伏电站运维管理人员及时发现组件性能异常，具有极大的现场应用前景。