基于贝叶斯网络的计量服务品质评估

本文在调研南京市溧水区多家企业的基础上,提出了基于贝叶斯网络的计量服务品质评估。首先建立计量品质评估体系,然后将建立好的评估体系转换成贝叶斯拓扑模型,利用得到的数据计算出先验概率并且确定条件概率,最后刷新贝叶斯网络得到最终的概率评估值。本文的目的在于定量的得到服务评估值,对于提高以后的计量服务策略的制定提供了科学的依据。     

贝叶斯网络在运营隧道结构风险评估中的应用

运营地铁隧道结构风险复杂且影响大,如何高效评估运营地铁隧道结构风险等级,并快速辨识关键致险因素亟待解决。提出了基于模糊多态贝叶斯网络的地铁运营隧道结构风险评估方法。首先阐述了模糊多态贝叶斯网络模型的构建过程,然后根据贝叶斯原理进行地铁运营隧道结构风险因素的概率预测及重要度分析来评估系统风险。最后结合工程实例验证了该方法的适用性,为盾构地铁运营隧道结构的风险预测和防范提供了参考依据。     

基于贝叶斯网络的组合服务信任度评估方法

对组合服务信任度评估问题进行了研究。基于信任的不确定性和模糊性,给出了信任度的离散化表示方法;借助于贝叶斯网络的强大的推理能力,给出了组合服务的贝叶斯网络模型以及组合服务模型到贝叶斯网络的转换规则,利用贝叶斯网络的正向推理机制设计了基于贝叶斯网络模型的组合服务信任度评估方法。通过一个组合服务的买例,说明了组合服务的贝叶斯网络模型及其基于贝叶斯网络的组合服务信任度评估方法的使用方法。该评估方法基于信任的模糊性和不确定性,更符合信任的本质并易于实现。     

基于模糊概率赋值的新型贝叶斯异常检测模型

提出了一种结合模糊决策与贝叶斯方法的异常检测模型，该模型将系统中与安全相关的事件进行分类，并以模糊隶属度函数的形式给出各类事件发生异常的实时置信度。异常检测系统综合某时刻所有实时概率取值，做出贝叶斯决策。同简单使用阈值方法的贝叶斯入侵检测模型相比，采用了模糊概率赋值的贝叶斯异常检测模型，在提高对问题描述的精确性同时，由于它对多种类型安全相关事件提供支持而具有更好的适应性，可以更全面地对更复杂的系统行为进行建模。     

模糊支撑半径变量贝叶斯网络多态系统故障概率分析

针对现有隶属函数描述系统及部件故障状态的不足,构建了一种含模糊支撑半径变量的隶属函数来描述部件故障状态,提出了一种基于模糊支撑半径变量的贝叶斯网络多态系统故障概率计算方法。在隶属函数的构造中,用变量代替精确值描述隶属函数模糊支撑半径,建立了含模糊支撑半径变量的隶属函数;并将其引入贝叶斯网络,利用桶消元法对多态系统叶节点故障概率进行分析,得到叶节点故障概率变化曲线。将所提出的方法与文献中基于模糊支撑半径为定值的隶属函数贝叶斯网络方法相比较,验证了方法的有效性。最后,将该方法应用到数控机床主轴系统故障分析实例中,对叶节点故障概率进行计算。结果表明,该方法能够有效解决多态系统故障状态隶属函数选择中的主观性问题。     

空袭目标威胁评估的神经网络模型

空袭目标的威胁评估是防空作战决策和指挥的基本依据,是实现防空作战指挥自动化的环节之一,它的研究对防空作战有着重要的意义.本文在分析影响空袭目标威胁度因素的基础上,结合多属性决策权值的不确定性,利用神经网络的特点,建立威胁目标评估的神经网络模型.根据专家评估的训练样本,通过仿真证明了用神经网络模型评估空袭目标的威胁度的可行性,最后给出了威胁排序准则.     

基于多源域异构模型迁移的滚动轴承故障诊断方法

针对实际工业生产中不同规格和工况下滚动轴承振动数据分布差异大,多个相似数据集资源利用不充分,导致诊断模型准确率不高的问题,提出一种基于多源域异构模型迁移的滚动轴承故障诊断方法。该方法利用短时傅里叶变换获取滚动轴承振动信号的时频谱图;选择多种不同规格和工况下已知标签数据作为多源域,其他规格和工况下少量已知标签数据作为目标域;使用多个源域数据训练多个ResNet-34深度网络,并提出利用基于进化策略的与模型无关元学习改进异构模型参数迁移策略,使其能够自适应决定迁移到目标域的知识层级及内容;提出将源域知识迁移到VGG-16深度网络得到多个目标域模型后,将其提取的特征首尾相接输入同一个极限学习机中实现特征融合和分类,最终建立滚动轴承故障诊断模型。经试验验证,所提方法可实现不同规格和工况下滚动轴承间的迁移诊断问题,并具有较高的准确率。     

基于概率的高层建筑地震需求模型与风险评估EI北大核心CSCD

提出了基于贝叶斯理论的地震风险评估方法,综合考虑了地震危险性模型、输入地震动记录、结构参数和需求模型的不确定性,并以云南大理地区1970年-2017年间的地震数据为研究基础进行了详细讨论。在传统基于概率地震危险性分析方法的基础上,提出了基于贝叶斯理论的地震危险性分析方法,通过贝叶斯更新准则,确定了地震概率模型中未知参数的后验概率分布;通过贝叶斯理论建立了基于概率的地震需求模型,并在易损性中考虑了需求模型认知不确定性的影响;以42层钢框架-RC核心筒建筑为例,开展了地震作用下的风险评估。研究表明:基于贝叶斯理论的地震危险性分析方法,能够获得更为合理的危险性模型;忽略需求模型中参数不确定性的影响,将错误估计结构的地震易损性;不同加载工况将对高层建筑的地震风险产生显著影响。提出的概率风险评估方法,提供了可以考虑固有不确定性和认知不确定性的有效途径,有助于推动高性能结构地震韧性评价和设计理论的发展。     

基于代数决策图的贝叶斯网络参数简化技术

贝叶斯网络是一种进行不确定性知识表达和推理的有效工具,推理算法是贝叶斯网络研究的主要内容之一.目前,贝叶斯网络推理算法采用条件概率表(CPT)来存储贝叶斯网络中各节点的条件概率分布(CPD).CPT中的概率参数随父节点数目的增加呈指数增长,使得网络中概率参数急剧增加,降低了网络推理效率.为提高网络推理效率,本文提出采用代数逻辑图(ADD)取代CPT存储网络中各节点CPD的方法.结合有序二分决策图理论,分析并验证了ADD通过捕捉贝叶斯网络中父子节点之间的环境独立性来减少网络中的概率参数的原理,进而推导出了CPT到等价ADD转化的算法.最后,通过实例验证了ADD存储方式的有效性.结果表明,对于具有环境独立特性的贝叶斯网络,相对于CPT的存储方式,等价ADD存储方式可有效减少网络中的概率参数,为贝叶斯网络推理效率的提高提供一种有效手段.     

基于预测模型的虚拟试验不确定性分析方法

 工程系统中不可避免地存在各种参数不确定性,利用数值计算模型对系统进行虚拟试验时应进行不确定性分析.大型耗时计算模型的不确定性分析将面临严重的的计算复杂性问题,为此,针对工程应用中耗时计算模型,提出一种基于贝叶斯预测模型的不确定性分析仿真方法,采用概率分布为参数不确定性建模,研究系统响应预测不确定性的概率特征.泰勒杆撞击实例验证了该方法的高效性.     

The analyses of dynamic response and reliability of fuzzy-random truss under stationary stochastic excitation

A new two-factor method based on the probability and the fuzzy sets theory is used for the analyses of the dynamic response and reliability of fuzzy-random truss systems under the stationary stochastic excitation. Considering the fuzzy-randomness of the structural physical parameters and geometric dimensions simultaneously, the fuzzy-random correlation function matrix of structural displacement response in time domain and the fuzzy-random mean square values of structural dynamic response in frequency domain are developed by using the two-factor method, and the fuzzy numerical characteristics of dynamic responses are then derived. Based on numerical characteristics of structural fuzzy-random dynamic responses, the structural fuzzy-random dynamic reliability and its fuzzy numerical characteristic are obtained from the Poisson equation. The effects of the uncertainty of the structural parameters on structural dynamic response and reliability are illustrated via two engineering examples and some important conclusions are obtained.     

声呐目标跟踪关联中的模糊关联方法

声呐目标跟踪关联是为了获得精确的状态和属性估计、完全和实时的态势和威胁评估。在多台声呐系统联合探测中,根据相同目标、不同观测具有相似特征,提出了声呐目标模糊关联算法。模糊关联能够处理模糊性和不确定性信息,求解具有相似特征目标的关联值。通过将探测目标的方位数据模糊化,利用观测的模糊量和模糊隶属度函数进行数据关联,计算关联时长内两台声呐探测目标方位的关联值,仿真分析验证了上述算法的有效性并取得了较好的实验效果。     

基于贝叶斯理论及MCMC-MH算法推演地基土材料阻尼比的概率分布模型

浅层土壤的材料阻尼比参数分布可以通过多通道表面波(MASW)分析法提取的表面波衰减曲线来反演识别,但是衰减曲线对于较大深度和小空间尺度土壤性质的变化不敏感,反演的土壤材料阻尼比分布是非唯一的和不确定的。基于该研究建立了土体材料阻尼比随深度变化的先验概率分布模型,利用Nataf变换和Karhunen-Loeve将其分解为标准高斯变量与特征值及特征向量的乘积和;随后依据贝叶斯理论,以TLM-PML模型结合频率波数域-半功率带宽法对衰减曲线进行正演,并与试验数据联合构建似然函数,使用蒙特卡洛马尔科夫链(MCMC)-Metropolis(MH)算法得到土体材料阻尼比的后验概率分布模型;对马尔科夫链的收敛性和独立性进行检验获得了多组相互独立的后验样本数据;用独立的后验样本计算出自由场振动响应,利用核密度估计得到具有一定置信度的置信区间,并与试验数据进行比较,验证了该研究提出的土体阻尼比非确定性概率模型的合理性和可靠性。     

Response and reliability analysis of a high-dimensional stochastic system

The efficiency of the probability density evolution method (PDEM) is improved in this paper by embedding the Kullback–Leibler (K–L) relative sensitivity in the response analysis of a stochastic dynamic system. The response reliability obtained and the probability density function of the response peaks are used for ranking to get a reduced set of random variables for the PDEM analysis. The need of complicated point selection technique with the high-dimensional uncertain variables is therefore alleviated. The proposed method is illustrated with the response analysis of a random crowd-structure system where the load randomness is considered. The acceleration response induced by the presence of the crowd is evaluated with the proposed method. Results obtained highlight the significant improvements in the computation efficiency of the probabilistic response analysis of a high-dimensional dynamic system.     

Approaches for predicting the probability of failure of bridges subjected to high-speed trains

The scope of this paper is to evaluate different approaches for the prediction of the probability of failure of uncertain railway bridges subjected to high-speed trains. The peak acceleration of a bridge, which is commonly the governing response quantity for dynamic bridge design and failure, depends strongly on the type of train and the train speed. Since in many cases the critical speeds related to response maximums are below the design speed and failure, and during operation the speed varies up to the design speed, the assessment of the probability of failure is not straightforward. In this contribution, several more sophisticated measures of the probability of failure of the bridge-train interaction problem are proposed, considering the peak acceleration as a function of the speed in a certain interval and the distribution of the actual train speed. These measures are tested on two random test bridges, taking into account the main sources of uncertainty, i.e. damping, track irregularities, and the environmental impact. The mechanical model used for the prediction of the dynamic bridge response is composed of a beam bridge crossed by a planar mass-spring-damper model of the train. In this simplest approach that considers explicitly dynamic bridge-train interaction, random irregularity profiles capture the effect of track irregularities. It is shown that in certain speed intervals the predicted probability of failure strongly depends on the underlying measure of the probability of failure. In the first example bridge, whose response is governed by a pronounced resonance peak, exceedance of the serviceability limit state is predicted by all measures at virtually the same speed. The second example problem, where track irregularities lead to considerable response amplifications, only some of the measures predict failure. The results of this study may serve as an impulse for a more in-depth discussion on the appropriate prediction of the probability of failure of bridge-train interaction.     

基于激光雷达特征提取和增量式数据关联的障碍分类判决

针对移动机器人导航中障碍检测与辨识问题,结合自行研制的移动机器人MORCS-1实验平台,在对二维激光雷达获得的障碍测距数据分析的基础之上,提出将无监督聚类学习应用于障碍的特征提取,基于有效性索引函数和自调整学习机制解决未知特征个数的类别划分,并将模糊逻辑引入到增量式测距数据关联对障碍的动静态属性进行分类判决.在研究所的办公室环境进行了特征提取和障碍分类实验,实验结果验证了该方法的有效性.     

基于有限元法的模糊参数二维声场数值分析

为了分析不确定性二维声场,引入模糊集概念描述声场的物理参数、载荷和边界条件的不确定性,推导了分析模糊参数下二维声场问题的相关计算公式。在不同隶属度的截集下通过对模糊动刚度矩阵和模糊载荷矩阵进行泰勒展开,再用纽曼展开对模糊动刚度矩阵泰勒展开式的逆进行转化,采用摄动有限元法求解,最终得到模糊参数下的声压解集。以二维管道声场模型和某轿车二维声腔模型为研究对象分析了模糊参数下的声压响应,结果表明该文方法能有效分析模糊参数下的二维声场,具有重要的工程应用价值。     

基于模糊聚类分析的适老健身设施功能集构建

目的 针对社区适老化健身设施品类单一、无法满足60～74岁老年人多样化健身需求等问题,提出利用模糊聚类分析法对适老健身设施进行功能集的构建,为适老健身设施模块化、集成化设计提供参考。方法 通过对目标老龄群体进行需求调研与权重计算,得到13项适老健身设施的二级功能模块,并从功能域、结构域、用户需求域等角度构建各模块关联性矩阵,利用三大子关联矩阵数据推导出综合关联矩阵Rc标准指数,将其作为模糊等价矩阵数据输入Matlab软件中进行模糊聚类分析并生成动态聚类树,以得出多组适老健身设施功能集合方案。结果 通过模糊聚类与动态聚类树分析,得到4种适老健身设施功能集合方案,同时从结构学角度对适老健身设施的接触面和支撑面进行分析,选取结构相似的适老健身设施进行集成化设计,最终得出适老健身设施的最佳功能集。结论 通过模糊聚类分析方法建立的适老健身设施功能集,能够有效解决社区老龄群体对健身设施的多样化需求,为后续适老健身设施设计提供了新的思路。     

结构计算模型修正的区间反演方法

提出了结构计算模型修正的区间反演方法。该方法将计算模型修正问题归结为非线性全局优化问题，并采用一种遗传算法进行求解。方法考虑了作为修正参考值的试验模态参数具有一定误差，计算结果除可以给出修正后模型的估计值外还可以同时给出其不确定度，有利于对修正后计算模型的质量做出直观评价。算例表明本文提出的方法是可靠可行的，不仅可以判断采用的信息是否完备，而且可以对完备数据的稳定性情况进行判定。     

复合随机振动系统的动力可靠度分析

建议了一类新的复合随机振动系统动力可靠度分析方法。基于复合随机振动系统反应分析的密度演化方法,根据首次超越破坏准则,对密度演化方程施加相应的边界条件,进而求解密度演化方程,在安全域内积分给出结构的动力可靠度。结合精细时程积分方法与具有TVD性质的差分格式,研究了基于密度演化方法求解结构动力可靠度问题的数值方法。以受到随机地震作用、具有随机参数的八层层间剪切型结构为例,进行了结构动力可靠度分析并与随机模拟结果进行了比较。研究表明,建议的方法具有较高的精度和效率。