人工模块地震动加速度时程的参数研究

本文将地震波按场地进行了分类，在每一类场地上挑选了一定数量的有代表性的地震波，对每一条地震波用时间序列分析理论中的自回滑动了平均模型（ＡＲＭＡ）进行了模拟，建立了ＡＲＭＡ模型参数及平稳过程参数对地震参数（震级和震中距）的回归方法，通过对比模拟地震波和原始地震波的波形及反应谱，表明人工地震波可以满足抗震分析和理论研究的需要。     

基于神经网络模型的结构参数提取新方法

参数识别是结构健康监测、性能评估的关键问题之一。作为一种代表性的动力系统时域参数化模型方法,自回归滑动平均(Auto-regressive and moving average,ARMA)模型在机械和土木工程结构的参数识别中得到了广泛应用;另一方面,尽管一般而言神经网络模型的权重和阈值并不需要具备明确的物理意义,但由于神经网络具有描述复杂函数关系的能力,作为一种非参数化模型方法在结构动力系统的建模和控制领域发挥重要作用。该文首先通过结构运动平衡方程的离散时间解,证明了非参数化神经网络模型与ARMA模型在描述线性结构动力系统的响应时间序列上的等效性,在此基础上,提出了一种从结构的非参数化神经网络模型中抽取结构物理参数的新方法。通过一个多自由度系统的数值模拟结果和一个四层钢框架模型的动力试验实测数据验证了所提出的结构参数抽取方法的有效性。     

多维ARMA（p,q）模型自协方差矩阵的一种算法

本文推导了多维ＡＲＭＡ（Ｐ，ｑ）模型自协方差与模型参数关系的矩阵表达式，并给出了计算多维ＡＲＭＡ（Ｐ，ｑ）过程自协方差函数的一种方法。     

基于ARMA模型的地铁站环控系统能耗预测

本文通过对时间序列的研究分析,提出一种基于自回归移动平均(ARMA)模型来预测地铁站环控系统能耗的方法。对采集的地铁站环控系统能耗数据进行平稳性检验和白噪声检验;依据数据样本的自相关系数、偏自相关系数及AIC准则确定模型最优参数,建立可有效预测地铁站环控系统能耗的ARMA模型;采用4种方法对拟合模型的有效性进行检验;利用平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)对模型拟合效果进行分析。结果表明,该方法能够有效提取能耗数据中有用的信息,MAE和RMSE分别可达0.101和0.470,对于地铁站环控系统能耗预测具有较高的拟合精度。     

基于ARMA模型的加速退化试验可靠性评估

有限时间内很难获得大量电子产品的失效数据,传统可靠性评估方法存在一定局限。在分析传统加速退化试验可靠性评估的基础之上,提出利用时间序列对产品加速退化过程描述的方法,使用自回归滑动平均混合(ARMA)模型对退化数据进行建模,通过参数估计得到其退化规律的表达式,从而外推出其失效寿命,进而利用极大似然估计理论进行可靠性评估。最后以某电源电路板加速退化试验数据为例,分时间序列建模和可靠性评估两大步骤,分别对95℃、105℃、115℃下加速退化试验数据进行分析处理,得出可靠性评估结果,验证该方法的有效性和实用性。     

基于工业物联网的安全生产装备状态监测系统研究

随着工业不断地发展,安全生产的话题受到人们的关注。工业物联网作为一种新兴技术,能够为安全生产提供良好的解决方案。该文基于工业物联网技术,对安全生产装备状态监测系统设计进行探究,主要包括系统框架设计、硬件设计、数据采集设计、云平台搭建以及架设Web用户端等方面。试验验证表明,该系统能够对工业生产设备状态进行实时监测和预警,装备状态监测系统的应用对提高工业生产中的安全性和效率具有重要的现实意义。     

基于时间序列预测的消防水系统监测预警研究

为了确保能及时发现消防水系统的安全问题,需要对消防水系统进行监测预警。这次研究提出了一种采用时间序列预测算法的消防水系统监测预警系统,通过时间序列算法构建数据预测模型。结果表明,这次研究构建的数据预测模型不仅在水压预测中与真实值相差仅0.002MPa,可达到0.023%的最低误差,最快在35ms内实现所有模块的响应。因此这次研究对提高消防水系统的监测预警精度具有重要意义。     

基于ARMA模型的高速列车隧道压力波预测研究

为研究高速列车通过隧道时车外气压波动规律以提供预测信号给车内保压控制系统,对典型的实测隧道气压波动信号进行分析,建立ARMA预测模型。首先将实测的非平稳气压波动信号转化成标准正态平稳时间序列,然后利用这些参考信号建立时间序列模型,并采用非线性最小二乘法进行模型参数估计,最后利用该模型对信号进行预测。通过实测信号与预测信号进行对比,取得了一定的预测精度,可以达到预测要求。     

基于状态空间响应面方法的结构系统可靠度分析

提出一种在有限元分析中判定结构系统是否失效的准则。实例验证该准则具有较高的可信度。依据该准则经有限元分析可确定样本点所在的状态空间。建立起一种重构结构功能函数的统一方法:状态空间响应面方法,解决了一般响应面方法不能求解输出变量不连续分布的问题。该方法以样本点距离失效空间和可靠空间的距离之差作为样本点的输出变量。数值仿真实例表明该方法有一定的广泛性并具有较高的精度。     

状态空间控制方法在磁悬浮系统应用的研究

从增强悬浮稳定性的目的出发，根据单电磁铁的物理模型建立了磁悬浮系统在平衡点的数学模型，并且为状态控制器选择了恰当的状态模型。在此基础上对磁悬浮系统状态空间控制方法进行了理论和仿真分析，通过对结果的分析可得出状态空间控制方法能够对悬浮系统进行精确和有效稳定控制。     

应用GPS/GPRS技术的列车检测系统研究

随着列车运行速度的提高，实施列车监控具有十分重要的意义。利用计算机通讯技术、GPS技术（全球定位技术）和GPRS技术（通用无线分组业务）实现列车定位，对影响行车安全的因素进行在线检测和信息的集中显示、存储和故障报警，并可进行历史数据的查询。通过GPRS实现数据的无线传输和资源的共享。主要介绍了系统各部分功能及其实现以及走行部故障报警模型的建立，通过实际线路中的试验应用，证明该系统有一定的可靠性和实用性。根据一段时间运行试验数据可优化某些故障判据，逐渐完善系统。     

基于RTK GPS技术的超高层结构风振观测

结构使用期间,由于各种原因,会造成其不同程度的损伤和破坏,为了保证结构的安全和尽可能地延长它的使用年限,应对其进行实时地健康监测与安全性评估。随着RTKGPS技术的逐步成熟,这一高效、快速、全自动、全天候和高精度的健康监测方法在特大型土木工程中开始应用。以某超高层建筑为背景,设计了基于GPS的风振观测系统,进行了强风下的现场试验;采用小波理论对实测的风速和风压进行了小波量图与小波相干分析,针对小波相干分析中由于噪声引起的伪相干现象建立了基于蒙特卡罗的统计显著性水平估计方法;最后对结构的风振响应进行了模态分析,与有限元数值分析结果吻合较好。     

基于动态差分GPS的滑坡位移监测系统

针对目前滑坡位移监测中的难点以及野外应用中的高度自动化、全天候、不受天气影响等要求,综合比较了各类滑坡位移监测方法和已有的监测系统,基于动态差分GPS算法,结合GPRS无线传输网络,设计了一种低成本的滑坡位移实时监测系统.将安置在滑坡监测现场的两台GPS接收机通过无线网络把观测到的原始数据传输至监控中心,然后在计算机上作差分解算,并实时显示出基线长度的变化曲线.实验结果表明该系统的测量精度能够满足滑坡位移监测的要求.     

多路径效应在GPS结构健康监测中的研究进展

先进的GPS技术已成为结构健康监测的一种有效手段,但其测试精度始终受到多路径效应的干扰。本文首先介绍了结构健康监测的概念以及目前常用的监测方法,归纳了GPS对土木工程结构健康监测的独特优越性;然后,在简要介绍GPS监测原理和几个典型工程应用的基础上,重点论述了GPS监测中多路径效应产生的原因、消除策略以及国内外研究现状,最后对多路径效应需要进一步重点研究的问题进行了展望。     

Analysis of structural responses of bridges based on long-term structural health monitoring

Structural health monitoring system (SHMS) has been increasingly used for the maintenance of vehicle bridges nowadays. In this paper, a centralized SHMS is developed to monitor multiple bridges. The structural responses of two vehicle bridges in China, including the deformation of main components, creep and shrinkage of concrete, and strain caused by the temperature are estimated and analyzed based on the long-term monitored data. A numerical simulation has been carried out to investigate the deformation of the bridges, as well as the strain and stress on the specific sections. The results show a good agreement with the measured data. Wavelet analysis method has been introduced to investigate the characteristics in time and frequency domain, where the strain components caused by the season temperature variation, daily thermal effects, and random traffic loads can be clearly distinguished as the signals at four levels.     

全球定位系统及其应用综述(三)——GPS的应用

着重研讨了GPS在军事、地球物理和大地测量、航空航天及空间技术、工程测试、交通运输及工农业生产中广泛的创新的应用情况，客观地总结了GPS是具有重要战略意义和较高实用价值的系统工程，是继移动通讯和互联网后的第三大高新应用技术，它将在国防建设、国民经济及现代社会中发挥极其重要的作用。     

基于区间分析的不确定性结构动力学模型修正方法

提出了一种基于区间分析的不确定性有限元模型修正方法。在区间参数结构特征值分析理论和确定性有限元模型修正方法基础上,假设不确定性与初始有限元模型误差均较小,采用灵敏度方法推导了待修正参数区间中点值和不确定区间的迭代格式。以三自由度弹簧-质量系统和复合材料板为例,采用拉丁超立方抽样构造仿真试验模态参数样本,开展仿真研究。结果表明,当仿真试验样本能准确反映结构模态参数的区间特性时,方法的收敛精度和效率均较高;修正后计算模态参数能准确反映试验数据的区间特性。所提出方法适用于解决试验样本较少,仅能得到试验模态参数区间的有限元模型修正问题。     

声固耦合系统数值计算方法的研究与应用

机械设备的振动噪声控制至关重要,声固耦合问题是机械振动噪声分析领域常见的多物理场耦合问题.对声固耦合分析方法进行研究,为声固耦合分析提供一定的理论依据.声固耦合问题可分为强耦合与弱耦合两类,声固耦合方法可根据耦合程度计算公式或工程经验选择;基于结构有限元法与声学边界元法研究了2种耦合方法的耦合方程与耦合流程,采用主流的振动噪声分析软件对具体声固耦合实例进行分析,得到模型在2种不同耦合方法下计算的模型和场点的频率响应结果.2种耦合方式的计算结果在整个曲线走势与出现峰值的频率方面基本一致.在高频区域,弱耦合方法由于忽略了空气对结构振动的阻尼作用,计算结果的数值较大.对于薄壁结构,空气对结构的影响较大,应采用强耦合;对于质量或厚度较大的物体,可采用弱耦合.结果论证了声固耦合方法的选择依据,总结了声固耦合方法的应用范围.