基于Copula函数的装甲车辆齿轮传动可靠性分析

应用Copula函数研究了某型装甲车传动箱的主动齿轮和被动连接齿轮的系统可靠性问题。首先利用威布尔分布确定了边缘分布,求出阿基米德Frank Copula函数并进行了验证,得出了系统的可靠度函数和失效率。     

合肥市干旱识别及基于Copula的特征值重现期分析

以合肥市月降水量为干旱指标，以轻旱等级的上下限值为干旱发生阈值，并以月水面蒸发量与土壤耕作层有效含水率之和为干旱解除阈值，采用三阈值游程理论法识别干旱，以干旱烈度和峰值强度为干旱事件的特征值，利用适于描述具有上尾相关性的GH Copula函数构建特征值的联合分布，计算干旱事件特征值的各种重现期，辨析各种重现期的内涵及其对实际旱情的反映。结果表明，基于月降水量和月水面蒸发量识别的干旱能较准确地反映实际旱情；合肥市干旱始于10、7月的可能性最高，严重干旱绝大多数均始于或包含7月；发生于2019年7~12月的干旱烈度、峰值强度的重现期分别为27.4、42.9年，烈度和峰值强度的“AND”、“OR”联合重现期分别为48.0、25.7年；联合重现期越大的干旱不代表其对承灾体造成的损失越严重。     

A Bayesian semi-parametric bivariate failure time model

In this paper we introduce a Bayesian semiparametric model for bivariate and multivariate survival data. The marginal densities are well-known nonparametric survival models and the joint density is constructed via a mixture. Our construction also defines a copula and the properties of this new copula are studied. We also consider the model in the presence of covariates and, in particular, we find a simple generalisation of the widely used frailty model, which is based on a new bivariate gamma distribution.     

零件失效相关表决系统Copula可靠性模型

零部件失效相关是降低冗余系统可靠性的重要原因.从分解零部件失效相关结构和寿命边缘分布的角度,综合考虑了k/n(G)表决系统中导致失效相关的两类因素:共因失效和从属失效.运用Copula函数的相关性理论,建立了零部件失效相关的k/n(G)系统可靠度计算模型.因为无需确定零部件寿命向量的联合密度函数,且用低重差分运算替代了多重积分运算,反映了模型的简捷性和实用性.通过系统可靠度随零部件数目的变化曲线,验证了Copula可靠度理论的合理性;给出了模型中相关程度参数估计的两种统计方法.最后,算例说明了模型的有效性.     

基于Copula函数的失效相关构件可靠度计算

相关性可靠度的计算是可靠性工程的重点和难点。利用刻画相关性最有力的工具Copula函数,给出关于失效相关构件可靠度计算的新方法(Copula-Reliability算法),验证多模式失效的机械零件可靠度值是介于独立假设理论计算值和薄弱环节理论计算值之间的一个连续变化过程,克服Dietlevsen窄界、主次失效模式、独立性假设等方法的局限性。该方法不需要确定n种失效模式的联合密度函数,且用n重差分运算代替n重积分运算,简化了计算。通过实例与别的方法进行比较,说明方法的有效性、精确性。     

计及出力水平影响与自相关性的风电预测误差模拟方法

风电的预测误差不仅受预测出力水平的影响,而且时序上也存在显著的自相关性,基于此,提出一种兼顾两方面特征的风电预测误差模拟方法。充分利用Copula函数在描述变量间相关性方面的优势,通过分析风电出力的预测值与实际值间的联合概率分布,确定不同预测出力水平下预测误差的条件分布函数,对相邻时刻预测误差的相关性进行建模,并结合预测误差的条件分布函数,生成具有特定相关关系的备选数据列。顺次以前一时刻的预测误差为依据,从备选数据列中选取相应数据组成预测误差的模拟序列。算例仿真验证了所提方法的有效性。     

汉江干支流径流丰枯遭遇对跨流域调水的影响

引汉济渭工程是缓解关中地区缺水、改善渭河生态的重要措施之一。针对汉江干支流径流的丰枯遭遇规律对工程调水造成的巨大影响,以保障引汉济渭工程供水为目标,建立了调水区可调水量最大的模型,选用Copula函数确定了对跨流域调水影响最大的丰枯遭遇组合的概率,基于实测径流分析确定了不同丰枯遭遇组合情形下的典型年,并采用自迭代优化算法长系列计算分析了不同丰枯遭遇对各典型年调水的影响。结果表明:在56年长系列(1954—2009)计算中,供水保证率为95%,共计有8年调水量大于16亿m~3,其中,1975年调水最大,达到17.74亿m~3,2002年调水最少,为9.41亿m~3。汉江干支流不同丰枯遭遇组合情形下,干支流同枯概率为20.79%,调水量仅为9.41亿m~3,为水库调水量最小值,该组合对引汉济渭跨流域调水的影响最为显著,为最不利情况,应引起足够重视。研究成果对于引汉济渭工程水源区的水库调度和受水区的水资源配置均具有一定的参考价值。     

Combining Cumulative Sum Change‐Point Detection Tests for Assessing the Stationarity of Univariate Time Series

We derive tests of stationarity for univariate time series by combining change‐point tests sensitive to changes in the contemporary distribution with tests sensitive to changes in the serial dependence. The proposed approach relies on a general procedure for combining dependent tests based on resampling. After proving the asymptotic validity of the combining procedure under the conjunction of null hypotheses and investigating its consistency, we study rank‐based tests of stationarity by combining cumulative sum change‐point tests based on the contemporary empirical distribution function and on the empirical autocopula at a given lag. Extensions based on tests solely focusing on second‐order characteristics are proposed next. The finite‐sample behaviors of all the derived statistical procedures for assessing stationarity are investigated in large‐scale Monte Carlo experiments, and illustrations on two real datasets are provided. Extensions to multi‐variate time series are briefly discussed as well.     

基于〖WTHZ〗Copula函数的渡槽结构地震动易损性分析

在结构易损性分析中,由于构件之间的地震需求存在相关性,直接建立渡槽系统中基本构件的联合概率分布函数较为困难,为此引入二维Copula函数对构件地震需求之间的相关结构进行描述,简化联合分布函数的建模过程。首先,对某输水渡槽中的一跨进行时程分析,以地面峰值加速度为自变量,以排架的位移延性比和橡胶支座的变形大小为损伤指标,考虑地震动和结构参数的不确定性,建立排架、橡胶支座的易损性曲线;其次,通过Copula函数建立渡槽系统的易损性曲线;最后,通过1阶界限法得到渡槽系统易损性的上、下界。计算结果表明,基于Copula函数计算得到的失效概率均位于1阶界限法的上、下界之间。研究结果有助于简化渡槽系统易损性曲线的建模过程,为研究渡槽构件地震需求之间的相关性提供新思路和方法。     

基于Copula函数的郑州市夏季双重城市热岛及其影响因素关系分析

城市热环境变化影响城市小区域气候，探究影响因子与其作用机制，可有效减缓城市热岛现象。利用郑州市1960～2017年长序列数据，从相对热岛（RHI）和绝对热岛（AHI）两个层面探究驱动因子降雨（R）、蒸发（E）、建成区面积(B_BUA)、城镇化率(U_UR)的影响关系，利用交叉小波和小波相干探究热岛与降雨的雨热关系，采用Copula函数计算影响因子在不同取值条件下与热岛的遭遇概率。结果表明，相对热岛-相对降雨在短中周期、绝对热岛-降雨在短周期上均呈负相关关系，雨热关系不同步，且绝对热岛-降雨的关系最为显著；影响因子B_BUA、U_UR取值越大，R取值越小，则与RHI、AHI的遭遇概率越大；不同影响因子在不同评价层面，敏感性强弱不同，E在不同层面的反馈机制也不同，可见选取合适评价分析层面，有利于准确量化影响程度。