基于水文特性的暴雨选样方法的频率转换

为了获得暴雨选样年最大值法与年多个样法之间的频率转换关系,基于降雨资料系列的水文特性,根据雨强相等的原则,推导出采用指数分布适线时的暴雨选样方法之间的频率转换关系,并探讨降雨历时与年均选样个数对转换关系的影响;基于年最大值法与超定量法的Ghahraman Khalili转换关系,提出年最大值法与年多个样法之间的非线性多参数转换关系,并结合雨量站统计参数特性,推导出参数经验公式,以充分体现水文特性的地区性.利用位于不同水文区域的温州西山站和兰溪水文站的降雨资料系列,与Chow式和Ghahraman Khalili式进行对比,验证了提出的转换关系的可行性.     

基于耐震时程法的重力坝失效概率密度演化分析

混凝土重力坝在强地震动作用下的响应,对结构的安全评价及损伤破坏模式有着深远的影响。采用耐震时程分析(ETA)法生成耐震时程加速度曲线(ETAs),获取Koyna混凝土重力坝在地震作用下的动力响应,得出结构在不同损伤评价指标下的概率密度演化过程及失效概率时程曲线。建立Koyna混凝土重力坝有限元模型,模拟坝体在ETA时程下(对应均匀增加的峰值加速度)的动力响应及损伤过程;采用塑性耗散能、损伤耗散能、损伤体积及基准损伤体积作为损伤评价指标,基于概率密度演化(PDE)理论,建立其概率密度演化模型,利用概率密度演化法计算不同损伤评价指标下的概率密度曲线随ETA时程的演化过程;选取2个典型破坏状态分别作为中等破坏、严重破坏的评价标准,结合概率密度曲线与失效概率的关系,分析并比较不同损伤评价指标、不同评价标准下的失效概率时程曲线,实现了坝体在不同峰值加速度地震动下的失效概率分析评价。对于以往的研究结果,损伤评价指标服从正态分布只是一种假定,并没有详细的依据,从本文的分析结果可以看出:损伤评价指标的概率密度分布结果只是近似于正态分布的形式,用PDE法得到的损伤评价指标的概率分布结果与正态分布的形式有一定的偏差;基于耐震时程加速度曲线下的概率密度演化过程具有较高的计算效率及精度,与正态分布假定相比具有明显的偏峰,更趋近于真实的概率分布;选取塑性耗散能、损伤耗散能作为损伤评价指标可以更保守地表征坝体在不同地震动强度下的失效概率。     

济南短历时暴雨强度公式研究

文章基于暴雨强度公式在城市雨水利用与防洪排涝中的重要地位,选择可代表济南市区降雨特点的黄台桥站的降雨资料,采用年最大值法进行数据选样,利用耿贝尔曲线进行频率调整,采用计算机辅助的图解法与线性最小二乘法相结合的综合方法,推求雨强公式中各待定参数值,并进行精度分析.结果显示：（1）重现期10年以下的均方差符合标准要求;（2）重现期大于10年可与2004年版公式联合求解,取二者中较大值作为城市雨水利用工程的设计依据.     

指数分布产品的小样本可靠性参数评估方法

介绍了小样本可靠性参数评估的Bootstrap方法和随机加权法的基本思想,以及指数分布随机样本的Monte Carlo抽样过程;分析了指数分布随机观测样本的平均寿命估计的相对误差,研究了小样本情况下,相对误差的统计特性随样本量的变化关系及其分布情况,并对仿真结果进行了对比分析。     

城市雨水池设计雨量公式的统计方法

基于北京市53 a的日降雨量资料,分别采用年最大值、年超大值、年超定量和年多个值法进行选样对比,并用频率曲线(对数正态分布、皮尔逊Ⅲ型分布、对效皮尔逊Ⅲ型分布、耿贝尔分布)进行拟合.理论频率曲线的参数估计采用矩法.各种分布的拟合优度检验采用x~2检验法和K-S检验法.拟合准则采用离差平方和最小的原则.拟合各种选样方法数据,皮尔逊Ⅲ型分布函数拟合误差最小.在资料年数不长或需要计算小于1a重现期的情况下,建议采用年多个值法,否则采用年最大值法、皮尔逊Ⅲ型分布拟合最佳.     

重庆主城暴雨强度公式推求

根据重庆主城三十年(1954～1983) 的原始暴雨资料, 采用“年多个样法”建立数理统计样本, 分别应用指数分布曲线和皮尔逊- Ⅲ型分布曲线, 调整样本中暴雨资料频率, 得出暴雨强度- 降雨历时- 重现期的关系, 在此基础上首次提出并运用“解析法”和“分组平均法”求解单一重现期暴雨强度公式的参数、调整各重现期暴雨强度公式的参数值,得到重庆市主城暴雨强度公式     

基于Fourier变换-源强模拟技术近场声全息正则化方法比较

近场声全息中通常需要采取正则化方法来改善重建的不适定性.研究在基于Fourier变换-源强模拟技术的近场声全息理论基础上,分别对截断奇异值法和Tikhonov法进行了比较,并使用广义交叉验证法和L-曲线法对正则化参数进行选取,最后采用不同的组合方法对声场重建进行仿真分析.结果表明：运用L-曲线法结合Tikhonov正则化方法,重建声场的相对误差较小,能有效地解决该理论重建过程中的不适定性.     

阴影集的模糊支持向量机样本选择方法

样本选择可以提高模糊支持向量机训练速度并在一定程度上提高其抗噪能力,但存在有效样本选择困难和选样率高的问题,利用阴影集对模糊集的分析能力,提出一种新的基于阴影集的模糊支持向量机样本选择方法,将模糊集合划分为可信任、不可信任及不确定3个子集,仅在可信任和不确定子集中选样,并分别采用子空间样本选择和边界向量提取的方法选样．实验结果表明,该方法在保持分类器泛化能力的前提下可以有效降低选样率和训练时间．因该方法去除了样本中的不可信任数据,所以当训练样本中含有噪声时,还可以有效提高分类器的分类性能．     

小样本下装备平均维修时间验前分布确定方法研究

针对装备维修性试验数据小样本的实际,选取Bayes方法,对小样本下平均修复时间（mean time to repair,MTTR）验前分布的求取方法进行改进。依据不同的样本量,分别采用Bootstrap方法、最大熵法、Bootstrap与最大熵结合法及极小子样的虚拟增广样本法确定总体的验前分布,重点对其原理和计算过程进行说明,并利用实例对每种验前分布确定方法进行了验证分析,最后总结比较了各种方法的优缺点,为其实际使用提供了参考。     

非一致性条件下的年降雨量插补延长方法

为了满足水文水利计算对资料的要求,需要对短系列或不完整的水文资料进行插补延长.然而,在变化环境下,水文系列往往难以满足一致性要求,非一致性条件下采用传统常参数回归方程进行插补延长的适用性面临挑战.针对这一问题,提出采用时变参数回归方程解决非一致性条件下水文资料插补延长问题,并采用梯度下降法求解方程参数.选取纯池站和七步...     

Application of profile likelihood function to the uncertainty analysis of hydrometeorological extreme inference

Profile likelihood function is introduced to analyze the uncertainty of hydrometeorological extreme inference and the theory of estimating confidence intervals of the key parameters and quantiles of extreme value distribution by profile likelihood function is described. GEV (generalized extreme value) distribution and GP (generalized Pareto) distribution are used respectively to fit the annual maximum daily flood discharge sample of the Yichang station in the Yangtze River and the daily rainfall sample in 10 big cities including Guangzhou. The parameters of the models are estimated by maximum likelihood method and the fitting results are tested by probability plot, quantile plot, return level plot and density plot. The return levels and confidence intervals of flood and rainstorm in different return periods are calculated by profile likelihood function. The results show that the asymmetry of the profile likelihood function curve increases with the return period, which can reflect the effect of the length of sample series and return periods on confidence interval. As an effective tool for estimating confidence interval of the key parameters and quantiles of extreme value distribution, profile likelihood function can lead to a more accurate result and help to analyze the uncertainty of extreme values of hydrometeorology.     

Estimating probability curves of rock variables using orthogonai polynomials and sample moments

A new algorithm using orthogonal polynomials and sample moments was presented for estimating probability curves directly from experimental or field data of rock variables. The moments estimated directly from a sample of observed values of a random variable could be conventional moments (moments about the origin or central moments) and probability-weighted moments (PWMs). Probability curves derived from orthogonal polynomials and conventional moments are probability density functions (PDF), and probability curves derived from orthogonal polynomials and PWMs are inverse cumulative density functions (CDF) of random variables. The proposed approach is verified by two most commonly-used theoretical standard distributions: normal and exponential distribution. Examples from observed data of uniaxial compressive strength of a rock and concrete strength data are presented for illustrative purposes. The results show that probability curves of rock variable can be accurately derived from orthogonal polynomials and sample moments. Orthogonal polynomials and PWMs enable more secure inferences to be made from relatively small samples about an underlying probability curve.     

基于Bayes方法和模糊检验的年最高水位的概率模型研究

提出了年实测最高洪水位分布概率模型的模糊检验方法，并以此分布为先验分布，用Bayes方法得到验后分布的统计参数，以进一步修正概率模型的统计参数，得到更新的模型参数．计算实例中，以长江下游某市水文站实测的58年最高洪水位资料为样本，用K-S法和模糊检验法对年最高水位的分布规律进行检验，其结果表明：用K—S法检验，年最高水位概率分布对正态分布和极值I型分布都不拒绝，但通过模糊检验法可以证实正态分布更接近实际；再利用后10年的实测最高洪水位的小样本，对模型的分布参数进行了修正．提出的年最高洪水位的更新概率模型及参数计算方法，为现有堤防工程的加高设计方案决策提供了理论基础．     

Improved response surface method and its application in stability reliability degree analysis of tunnel surrounding rock

An approach of limit state equation for surrounding rock was put forward based on deformation criterion.A method of symmetrical sampling of basic random variables adopted by classical response surface method was mended, and peak value and deflection degree of basic random variables distribution curve were took into account in the mended sampling method. A calculation way of probability moment, based on mended Rosenbluth method, suitable for non-explicit performance function was put forward. The first, second, third and fourth order moments of functional function value were calculated by mended Rosenbluth method through the first, second, third and fourth order moments of basic random variable. A probability density the function(PDF) of functional function was deduced through its first, second, third and fourth moments, the PDF in the new method took the place of the method of quadratic polynomial to approximate real functional function and reliability probability was calculated through integral by the PDF for random variable of functional function value in the new method. The result shows that the improved response surface method can adapt to various statistic distribution types of basic random variables, its calculation process is legible and need not iterative circulation. In addition, a stability probability of surrounding rock for a tunnel was calculated by the improved method, whose workload is only 30% of classical method and its accuracy is comparative.     

基于等温松弛电流法的交联聚乙烯电缆绝缘老化研究

等温松弛电流(Isothermal Relaxation Current,IRC)法属于非破坏性试验,且其不需与电缆出厂时参数进行对比即可判断交联聚乙烯(Crosslinked Polyethylene,XLPE)电缆绝缘老化状态.对测得等温松弛电流数据整理得到I-t曲线,并运用三阶指数函数模型,对试验所得数据进行拟合处理得到不对称钟形曲线和指数函数分峰曲线.结合这三种曲线,与引入的老化因子值对比分析.结果表明,在IRC法评估电缆老化状态时,电缆样品绝缘老化程度与其现役年限的多少具有明显的一致性;在不对称钟形曲线中,当峰值出现位置所对应的时间(横坐标)值越大,表明其老化程度相对越严重.     

云首水库设计年径流计算

为确定规划中无径流资料的云首水库工程规模,需要分析计算设计年径流量及年内分配.采用地理综合法计算了云首水库坝址以上控制流域年径流的均值、变差系数和偏态系数,获得了该流域在丰水年(P=20%)、平水年(P=50%)、枯水年(P=75%)和特枯水年(P=95%)的设计年径流量分别为2 393,1 198,654,318万m3.采用水文比拟法确定了年内分配.研究表明,采用地理综合法计算年径流的均值、变差系数和偏态系数,采用水文比拟法确定年内分配,可作为无资料地区年径流合理分析计算的方法组合.     

中硬场地地震影响系数谱的概率保证

我国抗震规范中采用的是地震影响系数谱,从概率上来研究规范反应谱具有重要意义.采集中硬场地上205条地震记录,研究了反应谱的概率分布模型,并运用K-S检验进行了验证.通过统计分析获得了对数正态分布,研究了规范反应谱的概率保证,发现规范反应谱在某些区段的概率保证仅有20%-30%.在加速度、速度和位移控制段获得不同概率保证的谱曲线,并对规范反应谱进行了调整,依据规范反应谱的形式运用最小二乘法对得出的谱曲线进行了拟合,拟合效果较好.     

基于线性矩系数图的日降雨量年最大值系列频率分布选型

为提高对暴雨数据的预测精度,探讨城市暴雨频率分布选型,考察线性矩系数图作为城市暴雨分布直观判断工具的可行。以南京市58年日降雨量年最大值系列为例,采用线性矩系数图方法,并配合L-kurtosis的偏差以及K-S检验法,分析5种常的3参数分布函数(即GEV、GLO、LN3、GPA和PE3)的拟合情况,得到计算结果,并绘制线性矩系数图。根据线性矩系数图观判断,皮尔逊III型分布(PE3)拟合最佳,3参数对数正态分布(LN3)次之,该结果与L-kurtosis的偏差和K-S检验法保持很的一致性。结果表明,线性矩系数图作为一种判断工具,应用在国内城市暴雨频率分布选型上有其可行性。     

灰色自记忆神经网络模型在年径流预测中的应用

径流序列是一种非线性、弱相依高度复杂的动力系统,径流预测还处于探索阶段,提高径流预测精度关键在于对有限样本包含的信息进行充分发掘.采用一种理论和方法很难充分挖掘径流序列所包含的信息.基于组合预测思想,应用灰色理论,自记忆性原理与BP神经网络三种理论与建模方法对年径流序列进行挖掘,在此基础上提出年径流预测的灰色自记忆神经网络模型.结果表明,模型能够很好地反映径流的变化规律与极值趋势,具有较好的拟合与预报精度.