极值理论

摘要： 采用智能轮对在京沪高铁开展时速为350 km/h的高速列车的车轴动应力试验,测试里程达90余万km,建立实际运行状态下车轴关键截面的应力谱,基于测试结果分析上下行线路、速度等因素对车轴应力谱的影响,并根据极值理论建立用于评价车轴超声探伤间隔的140万km台架试验谱,分别采用Paris公式与NASGRO方程预测140万km台架试验谱作用下卸荷槽区域裂纹扩展寿命,并通过车轴裂纹扩展台架试验进行验证。研究结果表明:高速列车动力车轴最大应力截面为卸荷槽根部截面,最大应力幅值为119 MPa;当车轴为导向轴时,其应力谱的应力极值与等效应力比作为非导向轴时增大约7%;随外推里程增加,车轴应力谱极值逐渐趋于稳定,140万km及1500万km外推应力谱的应力极值分别为121 MPa与127 MPa;初始深度为7.0 mm的半椭圆裂纹在台架试验140万km试验谱加载下扩展至7.5 mm,分别使用Paris公式与NASGRO方程进行数值分析时,裂纹深度由7.0 mm分别扩展至9.1 mm与7.7 mm,可知将Paris公式与NASGRO方程用于评估车轴剩余寿命时均具有保守性,NASGRO方程计算结果更接近试验值。

摘要： 针对碳价格波动风险问题,基于国内某试点碳交易市场碳排放交易价格收益率数据,将ARMA-GARCH(auto regressive moving average model-generalized autoregressive conditional heteroscedasticity model)和EVT(extreme value theory)结合,构建ARMA-GARCH-EVT模型;以碳市场为研究样本,测算碳价收益Va R(value at risk)。结果显示,碳价收益率具有尖峰、厚尾等典型金融时间序列的特征,存在一定的自相关性和波动聚集性;同时,碳价风险具有非对称性。在99%的置信水平下,碳价上尾收益率Va R值为3.214 282,下尾收益率的Va R值为–2.826280。上尾和下尾的动态Va R序列均通过了Kupiec回测检验,这表明利用该模型能够较好地捕捉碳价波动所带来的风险,可以为市场极端事件的风险准备提供支持。

摘要： 以某公司的液压随动臂为研究对象,建立改进型D-H坐标系,通过运动学正解方程求解了液压随动臂末端执行器的三维工作空间。根据蒙特卡罗方法和极值理论求解压裂作业井口高度处的工作面,研究了在固定停车误差下,液压随动臂臂长对停车距离和工作宽度的影响规律。结果表明,在固定停车误差下,当前大臂长度大于等于后大臂长度时,随着液压随动臂前大臂的加长,停车距离等斜率增大,工作宽度基本不变;随着液压随动臂后大臂的加长,停车距离基本不变,工作宽度等斜率变宽。在此基础上,提出了通过设定合理接口高度,缓解两臂臂长差值较大的方法。研究结果可为液压随动臂优化设计提供理论参考。

摘要： 本文结合极值理论(Extreme Value Theory, EVT)和新的动态混合Copula(Dynamic Mixture Copula, DM-Copula)函数,提出了一种新的CoES估计方法DM-Copula-EVT。在EVT建模中,本文改进了阈值的选取方法以避免选择的主观性,并提出了一系列新的动态混合Copula以更好地刻画金融市场日益复杂的尾部关联性。此外,本文首次提出了检验CoES模型设定正确性的后验分析方法,包括无条件覆盖性检验和条件覆盖性检验。将本文建模和检验方法应用于我国金融市场,研究发现:相对于传统使用的t分布,EVT能更好地拟合指数的尾部分布;新的动态混合Copula函数能更好地刻画金融部门与系统之间的复杂关联性。

摘要： 通过长距离线路动应力测试,编制适用于车轴磁粉探伤周期优化研究的台架试验谱。首先,分析测试结果中车辆载重、线路工况、运行交路对车轴动应力的影响,并考虑车轮失圆的影响,确定不同影响因素的灵敏度;然后,进行应力谱极值推断,得到车轴外推应力谱;最后,得到台架试验谱,并开展台架疲劳试验。结果表明:车轴最大应力截面上的最高频次应力,在动车组满载运行时增大至空载运行时的1.2倍,在曲线和道岔工况下相较于直线工况分别增大了15.6%和13.0%;车轴动应力极值在动车组运行于不同交路时约有16 MPa的波动,随着外推里程的增加,极值逐渐趋于稳定;外推应力谱可划分为极值应力区、高频次应力区、过渡应力区3个区域,在应力分区的基础上等损伤建立了3级台架试验谱;在完成含表面2 mm深弦形缺陷车轴的108周次疲劳加载台架试验后,缺陷表面和根部未萌生微裂纹,车轴磁粉探伤周期延长具有较强的可行性。

摘要： 为探讨高速铁路列车脱轨系数安全指标的随机特性,基于虚拟激励法与极值理论,采用多体动力学理论与有限元法建立车桥随机振动模型。采用垂向密贴、横向线性蠕滑轮轨关系建立车-桥耦合系统动力学方程;运用虚拟激励法将轨道不平顺转化为一系列频率点处简谐荷载的叠加,将非平稳问题转化为确定性的时间历程问题,通过分离迭代法求得轮轨力功率谱;基于调制函数,采用谐波叠加法在每一时刻求和得到轮轨力时程样本;通过极值理论探究脱轨系数最大值概率分布函数并求得其最大值。同时讨论了不同挠跨比情况下,轮轨力功率谱的平稳特性。基于该计算模型,以24.6 m混凝土简支梁为研究对象,研究不同车速下脱轨系数极值分布情况。研究结果表明:极值分布能很好的求得不同车速下的脱轨系数极值;速度越大,脱轨系数极值分布的离散型越强,对应的99.73%置信度脱轨系数值越大;置信度99.73%对应极值能较好的控制住时域样本最大值;就所研究的工况而言,桥梁变形对轮轨力功率谱平稳特性的影响很小。

摘要： 选取了2015年10月至2021年9月创业板综指的日收盘价数据,使用GARCH部分拟合创业板的动态波动的基础上,利用极值理论拟合尾部极端数据,并用POT方法计算出残差序列不同分位数下的VaR和ES估计,最后将其与历史模拟法、普通GARCH模型同时进行回测分析,比较其估计效果。实证结果表明,利用GARCH-EVT组合模型,在较高置信水平下计算得到ES能够更加精确地度量我国创业板市场的风险。

摘要： 我国发布的“双碳”政策进一步促进了以风光电为主的新能源发展,高比例新能源并网的同时带来了系统调峰问题。为增加系统的调峰能力,将电力可调节负荷逐步纳入系统调峰,使电力负荷参与现货市场交易可达到间接调峰效果,但负荷参与现货市场交易存在一定的收益风险。为此,提出一种考虑日前现货市场风险的电力负荷参与系统调峰控制模型。首先,分析电力负荷参与系统调峰的作用机理。其次,在国内日前现货市场交易机制的基础上,基于VaR(Value of Risk)法与极值理论,对电力可调节负荷参与日前现货市场交易风险进行量化分析。基于此,同时考虑风光电出力与基础负荷的不确定性风险,建立考虑日前现货市场风险的负荷参与系统调峰双层控制模型,并通过KKT条件转化为单层混合整数线性规划。最后,通过实例仿真,验证所提模型的有效性。结果表明,所提模型在保证日前调峰效果的同时可提高负荷收益,为现货市场交易环境下的系统日前调峰提供可行的新思路。

摘要： 针对现有基于完全图检测的频谱感知算法存在的计算复杂度高、低信噪比时性能不佳的问题,提出了一种基于分组极差图的改进算法。该算法将观测信号的功率谱以适当的长度进行分组,而后提取其分组极差序列,将其转换成特定无向简单图,并利用图的Gini系数作为完全图特征以实现对信号的检测。相较于现有的图域感知算法,引入分组处理环节能够有效减少图域变换中的处理样本量,且Gini系数计算无需高维矩阵的特征分解,因而计算复杂度降低。仿真结果表明,信噪比大于等于-4 dB时算法检测概率可达0.96以上,平均单次运行时间约为原有图域频谱感知算法的5.6%,有效提高了检测性能并减少了计算复杂度。

摘要： 在高速度、高密度的现代铁路运输条件下,轨道不平顺峰值管理是指导轨道养护维修、保障列车行车安全的重要评价标准。为研究现有峰值管理办法的合理性,采用基于极值理论峰值过阈值法模型,以历史检测数据中超限数据作为建模对象,利用广义帕累托分布拟合超限数据样本,结合峰值管理的超限峰值划分及超限概率提出峰值管理建议值。相较于研究轨道动检数据整体分布情况,所提方法更关注轨道不平顺超限值的分布规律,因此,得到的峰值管理值侧重反映线路劣化区段,更符合养护维修的实际需求。研究结果表明,现有峰值管理值大部分指标及等级划分较为合理,但轨向及加速度管理值相对宽松,可根据线路实际情况适当提高标准;轨距的管理值相对严格,可适当放宽标准。

摘要： 对地质异常相关知识与分布特性进行研究,明确地质异常属于极值理论范畴.通过对极值理论原理进行深入研究,确立极值理论阈值选取方法,并对极值模型参数选取进行估计,从而构建出地质异常极值建模方法.将模型应用到湖北大冶鸡冠咀铜金矿区进行成矿预测研究,结果表明该方法能够有效识别出地质异常分带信息.确定的异常区域范围与实际工程勘探相吻合.

摘要： 以淮河上中游主要城市的逐日降水资料为基础,通过极值理论中的超阈值模型模拟城市暴雨的超阈值序列,采用极大似然估计法计算模型参数,采用概率图、分位数图、重现水平图、密度函数图等4种较直观的诊断图形对模型的合理性进行全面评估,并借助轮廓似然函数估计方法估计模型关键参数及设计暴雨的置信区间.研究结果表明:可以选择超阈值GPD模型作为淮河上中游主要城市暴雨统计推断的分布函数类型.轮廓似然函数法可以反映重现期长短对设计暴雨置信区间的影响,能更精确地估计设计暴雨的置信区间.本文方法和研究成果对于准确把握极值暴雨的变化范围,全面评估极值暴雨的不确定性具有重要意义,可为建立淮河上中游城市内涝综合应对体系,规避城市内涝风险和减少城市内涝损失提供技术支撑.

摘要： 针对操作风险损失数据“右偏、厚尾”的特点,分析POT方法下操作风险损失强度建模、损失频率建模的思路和过程,给出POT框架下的操作风险尾部风险VaR和ES的计算方法,利用我国商业银行的操作风险损失数据进行了实证分析.实证结果表明:用极值理论来度量操作风险以真实数据为导向,不必事先对损失分布进行假设,避免由于损失分布选择不当带来的模型风险；POT方法中的GDP分布与操作风险尾部拟合较好,能恰当描述分布的“厚尾”特性,避免低估风险的弊端.

摘要： 本文引入极值理论POT模型对北京市猪肉市场价格波动尾部分布进行了有效拟合,获得了价格波动极端风险广义帕累托分布(GPD)函数,同时运用风险价值(VaR)方法计算极端风险值.研究表明:运用极值理论POT模型度量猪肉市场价格波动极端风险是适合的.当市场遭遇百年一遇极端风险时,北京市猪肉市场价格上涨风险高于下跌风险,月度间最大上涨幅度达到35.8％,最大下跌幅度为32.05％.

摘要： 探寻可靠的EUA期货市场风险度量方法已成为一个关键问题.论文以EUA期货价格对数收益率为研究对象,运用神经网络分位数回归方法估计不同置信水平下市场的风险价值(VaR),并选择传统的GARCH-GED模型作对比.研究发现,在预测1％VaR时,神经网络分位数回归模型虽优于GARCH-GED模型,但两者都低估风险,且后者低估风险程度更高.为此,论文将极值理论(EVT)与神经网络分位数回归模型结合(QRNN-EVT)预测1％VaR,实证结果表明该方法能够提高VaR的预测精度.

摘要： 大坝服役过程中,对其预警指标进行实时估计具有重要意义.基于极值理论,针对大坝位移历史监测序列,拟定合理的阈值,利用广义帕累托分布(GPD)对超阈值序列进行刻画,结合大坝失事概率,建立位移预警指标估计超阈值(POT)模型.通过实时更新建模序列,完成对位移预警指标的实时估计.实例分析,针对某混凝土重力拱坝29号坝段某测点在典型时间段2007～2009年、2007～2010年和2007～2011年的位移监测序列,利用POT和传统区间极值(BMM)模型分别完成对2010年、2011年和2012年位移预警指标的估计,验证了POT模型比传统区间极值(BMM)模型更加安全合理.

摘要： 本论文利用极值理论Extreme Value Theory(EVT)分析台湾健保局门诊医疗费用的成本.本文发现民国92年至民国98年平均门诊医疗成本超过12,000元以上即具有厚尾分配之现象,并且所配适出来的Generalized Pareto Distribution(GPD)模型与实际高额门诊费用十分吻合.实证结果GPD模型可以反应民国99年推动的政策之下控制高额门诊费用的效果.最後,我们利用GPD模型讨论商业保险中实支实付与定额给付选择权的门诊医疗成本,结果发现,在现今平均门诊医疗成本为2,000到3,000元,此选择权的给付成本约占三到五成,此结果说明,这种保单之下,保险公司必须承担极高的医疗成本.本研究对于医疗保险之风险管理提供重要的建议与经济意涵。

摘要： 针对目前国内多数风电场建设中气象站统计资料短缺，而风电场实际测风时间较短的现状，基于传统极值理论，从本质上探讨风电场50年一遇最大风速的算法，用Gumbell 分布的极值理论肯定了独立暴风法的样本筛取方法及应用。通过风电场短期测风数据计算50年一遇最大风速，为风机选型，极限载荷的计算提供参考依据。

摘要： 本文综合比较了现有VaR测度模型的样本外表现,包括文献中常用的9个VaR估计模型和两个经典模型组合策略.基于这些模型,应用上证综指、深圳成指和沪深300指数作为中国股票市场样本数据,实证发现很难找到一个模型能够显著优于简单GARCH模型.这一结果打破了模型越复杂预测效果越好的传统观念,对各种复杂VaR测度模型在中国股票市场的实用性形成挑战.

摘要： 本文综合比较了现有VaR测度模型的样本外表现,包括文献中常用的9个VaR估计模型和两个经典模型组合策略.基于这些模型,应用上证综指、深圳成指和沪深300指数作为中国股票市场样本数据,实证发现很难找到一个模型能够显著优于简单GARCH模型.这一结果打破了模型越复杂预测效果越好的传统观念,对各种复杂VaR测度模型在中国股票市场的实用性形成挑战.

摘要： 本发明公开了一种基于广义极值理论的瓷绝缘子红外检测阈值优化方法、系统及存储介质，包括如下步骤：将红外检测出来的劣化绝缘子利用绝缘电阻表测试阻值，选择绝缘电阻作为样本集；求出劣化绝缘子温差数据；使用广义极值分布对样本进行拟合，根据广义极值分布的函数表达式，对函数的三个参数进行极大似然估计，得到分布的参数值，求出劣化绝缘子温差数学模型；采用K‑S检验，检验样本是否符合分布；红外检测瓷绝缘子温差阈值的获取。本发明利用极值理论对样本进行拟合分析，得到红外检测瓷绝缘子的不同程度的温差阈值，完善了判定准则，从而提高了红外检测瓷绝缘子的检测准确率，大大降低了电网系统存在的隐患。

摘要： 本发明涉及高铁轨道技术领域，具体地说，涉及一种基于极值理论的轨道不平顺峰值超限管理方法，其包括以下步骤：一、建立峰值过阈值法模型；二、参数估计；三、动态不平顺峰值管理指标的拟定及合理性评价；本发明采用极值理论中的峰值过阈值法模型，根据一定规则选取阈值，对历史检测值超过阈值的数据进行建模，并运用广义帕累托分布研究并确定新样本序列的分布函数，将既有峰值标准不同等级的容许偏差管理值视为损失值VaRP来反推超限概率，以此来评价既有峰值管理标准的合理性。

摘要： 本发明是一种基于极值理论的深度人脸识别方法，包括通过深度卷积神经网络对训练人脸图像进行特征提取，对提取的特征进行SVM分类训练，得到决策面，通过深度卷积神经网络对测试人脸图像进行特征提取，结合分类训练得到的决策面进行预测，得到决策值，基于极值理论对决策值进行统计分析得出预测结果。该方法只需每个人脸类具有极少量的训练样本，能够适应实际应用中人脸在很大范围内的光照、姿态、表情、遮挡等变化，能够有效区分陌生人脸，识别率高。同时该方法训练效率高，能够适应实际应用中对增量学习的需求。

摘要： 本发明公开了一种基于断裂极值理论确定混凝土允许损伤尺度的方法，包括以下步骤：S1：开展断裂试验，获取峰值荷载；S2：根据应力强度因子手册，计算外荷载和黏聚力产生的应力强度因子；S3：根据裂缝扩展准则，建立裂缝尖端应力强度因子平衡方程，进而推导出外荷载的表达式；S4：根据断裂极值理论，确定混凝土临界有效裂缝长度；S5：根据临界有效裂缝长度计算允许损伤尺度。本发明采用上述基于断裂极值理论确定混凝土允许损伤尺度的方法，充分考虑了混凝土的断裂极值特性，应用其在对混凝土裂缝扩展进行分析时仅需测量断裂试验的峰值荷载，试验操作简单，计算结果的精确度高，同时适用于不同尺寸和类型的试件。

摘要： 本发明公开了一种基于极值理论的配电网消纳能力评估方法，首先利用极值理论进行波动性负荷建模，确定配电网线路中与配电网波动性负荷重现期和重现水平；其次利用极值分布拟合节点注入功率的尾部分布，计算T年期线路最大负载率，以量化线路潮流和不同越限概率下配电线路的负载能力；最后根据配电网的实际负荷类型计算多类型负荷下的馈线负载率作为配电网线路负载评价指标，评估其分布式电源消纳能力。本发明能够获得不同重现期下的线路负载率水平和拟定线路极限负载率下的重现期；因此能够及时对线路的波动性负荷消纳能力的评估，并对未来含有高比例波动性负荷接入的配电网规划提供理论依据。

摘要： 本发明提供一种基于极值理论的智慧城市网络设备性能异常阈值评估方法，所述方法包括：基于目标性能数据和极大似然估计方法，确定广义帕累托分布模型的目标参数；基于目标参数，确定智慧城市网络设备性能的异常阈值；目标性能数据是基于智慧城市网络设备的运行数据确定的；目标参数包括规模参数和形状参数。本发明提供的基于极值理论的智慧城市网络设备性能异常阈值评估方法，通过使用极大似然估计方法确定广义帕累托分布的参数，解决了一般参数估计方法准确率低，性能低效的问题，并且得到的广义帕累托分布的参数更加接近真实值，为广义帕累托分布求解异常边界阈值打下基础，提高了异常边界阈值计算的准确率。

摘要： 本申请涉及一种基于极值理论的SAR目标开集与增量识别方法及装置。所述方法包括：通过根据SAR图像中的目标特征，计算各目标与其他类别目标之间的欧式距离，并利用极值理论确定各类目标的边界，得到开集识别模型，再次针对每类目标，将距离边界问题转换为集合覆盖问题，选择出每类的关键样本用于增量学习并轻量化开集识别模型。然后在利用开集识别模型对已知类别目标分类，同时寻找出未知类别目标。当模型找到未知类别的目标，并根据该未知目标更新开集识别模型以增加该模型的已知目标类别。采用本方法能够可以对已知类别目标进行正确分类，同时可以辨别出未知类别的目标。

摘要： 本发明提供一种基于深度学习和极值理论的数据异常判断方法及系统，根据当前数据集中的数据样本，构建异常评分模型，并对异常评分模型进行迭代优化，使得异常评分模型趋近优化目标；通过异常评分模型获取数据样本的异常分数值；根据获取的数据样本的异常分数值中的极端值，估计极值分布公式参数，使用阈值计算公式计算异常分数阈值；利用异常评分模型获取当前数据集中的待判断数据的异常分数，将待判断数据的异常分数与异常分数阈值进行比较，标定异常数据。本发明端到端对异常分数优化有利于充分利用数据和表征学习能力；同时能根据实际数据集来判断异常分数阈值，有效避免人工判断阈值的复杂性和主观性，提高方法迁移能力和异常识别能力。

摘要： 本发明涉及高铁轨道技术领域，具体地说，涉及一种基于极值理论的轨道不平顺峰值超限管理方法，其包括以下步骤：一、建立峰值过阈值法模型；二、参数估计；三、动态不平顺峰值管理指标的拟定及合理性评价；本发明采用极值理论中的峰值过阈值法模型，根据一定规则选取阈值，对历史检测值超过阈值的数据进行建模，并运用广义帕累托分布研究并确定新样本序列的分布函数，将既有峰值标准不同等级的容许偏差管理值视为损失值VaRP来反推超限概率，以此来评价既有峰值管理标准的合理性。

摘要： 本发明公开了一种基于广义极值理论的瓷绝缘子红外检测阈值优化方法、系统及存储介质，包括如下步骤：将红外检测出来的劣化绝缘子利用绝缘电阻表测试阻值，选择绝缘电阻作为样本集；求出劣化绝缘子温差数据；使用广义极值分布对样本进行拟合，根据广义极值分布的函数表达式，对函数的三个参数进行极大似然估计，得到分布的参数值，求出劣化绝缘子温差数学模型；采用K‑S检验，检验样本是否符合分布；红外检测瓷绝缘子温差阈值的获取。本发明利用极值理论对样本进行拟合分析，得到红外检测瓷绝缘子的不同程度的温差阈值，完善了判定准则，从而提高了红外检测瓷绝缘子的检测准确率，大大降低了电网系统存在的隐患。