水分配系统的系统可靠性研究综述

研究了城市给水管网可靠性模型，总结了水分配系统的可靠性分析方法，并介绍了熵在其可靠性分析中的应用。     

基于剩余能量熵的供水管网可靠性优化设计

针对供水管网(WDS)的可靠性优化设计问题, 提出将剩余能量熵作为可靠性度量指标,建立以剩余能量熵最大化、以管网建造年费用和运行费用最小化为设计目标的多目标优化模型.结合一典型管网算例,应用非支配排序遗传算法-II（NSGA-II）并引入诱导变异算子求解该模型,给出设计目标间的Pareto前沿面.优化结果表明,成本和采用剩余能量熵描述的可靠性指标得到了显著的优化,诱导变异算子的引入大大加快了种群向目标解域的收敛速度.在解集中,将剩余能量熵与Vaabel提出的剩余能量因子和Todini提出的恢复力指标进行比较.比较结果显示,剩余能量熵与剩余能量因子、恢复力指标均存在很好的正相关关系,证实了以剩余能量熵作为可靠性指标的可行性.通过比较管网在各管段依次发生故障时的剩余能量熵和流量熵,发现剩余能量比流量熵更能够灵敏地反映故障工况,表明基于剩余能量熵指标设计的管网更能够提高管网应对故障的能力.     

基于关联熵与复合物元的地下管网健康度评估

本文利用物元分析理论和信息熵理论对地下管网的健康度进行了定量的研究.首先在分析影响地下管网安全因素的基础上,建立了地下管网安全度评价体系.其次,通过第三方破坏因素和管网运营时间筛选出较易发生事故管段.再次,利用关联熵结合复合物元的方法,确定出了评价指标的权重,并在此基础上计算复合物元,针对地下管网健康度评价建立了综合评价模型.对地下管网健康度进行了量化分析.最后应实例验证了模型的有效性.结果表明复合物元模型计算过程简单、实用性强,能够简明确切地反映出地下管网的健康程度.     

势容损耗及熵产与导热优化

热量传递势容(势容)反映了物体的导热能力,在导热过程中势容有损耗,对应于势容损耗最小的导热过程效率最高,传热速率最大。熵反映了过程的可逆性,在导热过程中熵有增加(熵产),对应于熵产最小的过程是 损失最小的过程,这种过程最大程度地保持了系统作有效功的能力。讨论了势容损耗和熵产在导热优化中的作用,以圆形导热管为例,分析了这两种优化目标函数的差异。     

传热推动力损耗的温度场熵分析

运用物理场熵的概念,以传热推动力在空间温度场中不可逆损耗,定量表达传热过程不可逆程度,并将温度场熵分析法应用于矩形散热翅片效率的研究,得到温度场熵与翅片长度成正比、与厚度和导热系数成反比的定量关系。并通过与翅片散热效率曲线对比表明,温度场熵不仅反映了传热过程中系统的热力性能和热效,而且揭示了翅片热效变化的内在机理,对优化此类热力系统的设计具有实际应用价值。     

熵值分析法在特征提取中的应用研究

研究模式识别系统中特征提取与选择的方法和途径。方法根据熵函数的性能,利用熵值分析法进行有效特征的提取,结果熵值分析法比较准确地反映了识别对象在特征 的分离程度,结论,这种方法对提高模式识别系统的识别效果具有积极的作用。     

系统和熵

论述系统的熵与系统的温度，能量等系统信息密切相关，熵不仅描述系统状态的特征，也反映系统的过程和变化的性质，利用宏观的熵方法分析和处理各种复杂系统具有广泛的适用性。     

横山桥镇农村供水管网水质模型构建及应用

针对农村供水管网水质现场实测的局限性和模糊性,采用EPANET构建余氯和三卤甲烷的水质模型进行实时模拟,将熵权理论应用于水质模糊评价,并以横山桥镇农村供水管网为实例展开研究,及时发现了供水管网中评价点4处水质不合要求,采取措施改善水质.结果表明该模型对确保供水安全具有一定的应用价值.     

基于小波包变换与近似熵的储集层识别

通常不同地层特征对应的地震波复杂程度均有差异.近似熵是一种反映信号复杂程度的特征量,对储层特征有一定反映.但是,地震波是有一定带宽的信号,在此带宽内,可能某一部分频段对油气层较为敏感,而其他频段的信号则对油气层的反应不够敏感,如果直接进行近似熵的计算,其结果往往不能很好地反映储层特征.鉴于这种情况,对小波包变换和近似熵结合进行储集层预测的方法进行研究,即对小波包分解的结果进行近似熵计算.实际资料计算结果表明,结合小波包分解和近似熵的储层识别方法,能够精确刻画储层形态.     

PERT工序作业时间概率分布的熵理论研究

PERT技术中工序作业时间是不确定的,因而需要求解不确定性工序时间的概率分布问题,这也是PERT应用的核心问题.为此本文将极大熵模型引入PERT中来.根据极大熵原理—熵达到最大并且满足约束条件的概率分布是偏差最小、最符合客观实际的,求解工序时间概率分布的关键问题就是寻找客观的约束条件.首先根据施工经验可假定工序作业时间的3个估计值(最大值、最小值、平均值),然后根据已知量建立可约束工序作业时间的条件,最后应用极大熵模型,通过数学运算,由客观的约束条件求解出工序作业时间概率分布问题.本文求解出的概率分布结果与数理统计中假设检验的求证结果一致,从而验证了PERT技术的概率分布假定是符合客观实际的.     

两超导电荷量子比特与压缩相干态相互作用的纠缠特性

通过计算线性熵研究了两超导电荷量子比特与压缩相干态相互作用系统的纠缠动力学特性,讨论了两超导量子比特相对位相和压缩参数对线性熵的影响。结果表明：两超导量子比特初时处于最大纠缠态时,线性熵的值在复苏时间的一半时刻几乎趋近于零。随着压缩参数的增大,线性熵随时间的演化呈现更多的振荡行为,并且延长了线性熵最大值的持续时间,而线性熵的最大值基本保持不变。两超导量子比特的相对位相减小了两比特和场的纠缠。     

发动机汽缸的工作可靠性分析

在对发动机汽缸磨损量与相应的最大车辆行驶里程进行统计分析的基础上,通过K-S检验分析确定了发动机汽缸磨损分布规律,并运用模糊熵理论,提出了确定发动机汽缸磨损失效隶属函数参数以及汽缸工作可靠度的研究方法.计算结果表明,确保发动机汽缸具有较好的工作可靠性和使用经济性的车辆最大行驶里程为176 130 km.     

Characteristics Extraction of Vehicle State Information Based on Entropy Calculation

A method of extracting and detecting vehicle stability state characteristics based on entropy is proposed. The vehicle’s longitudinal and lateral dynamics models are established for complex driving and maneuver conditions. The corresponding state observer is designed by adopting the moving horizon estimation algorithm, which realizes the observation of the vehicle stability state considering the global state information. Meanwhile, the Shannon entropy is modified to approximate entropy, and the ...     

连续信源与无记忆Gaussian信源的比较及若干强偏差定理

引入相对熵密度偏差作为一般连续信源相对无记忆Ｇａｕｓｓｉａｎ信源的偏差的一种随机性度量,利用似然比构造几乎处处收敛的上鞅,结合文献「１,４」中提出的分析方法,得到了任意连续型随机变量序列平方和的一类强偏差定理,其中包含连续信源相对熵密度的若干极限定理。     

考虑失效相关的圆柱蜗杆传动四阶矩可靠性分析

为了评估圆柱蜗杆传动机构的可靠性,利用Taylor级数将蜗杆传动机构功能函数进行展开并得到其前四阶中心矩,以此作为约束条件,结合最大熵原理分别得到蜗轮齿面接触强度和齿根弯曲强度结构功能函数的概率密度函数,在此基础上,分析了蜗轮齿面接触和齿根弯曲两种失效模式的可靠性。另一方面,考虑蜗轮齿面接触和齿根弯曲两种失效模式之间的相关性,建立了其失效相关条件下的可靠性模型,给出了两种失效模式之间的相关系数和蜗轮总体可靠度。以某减速器蜗轮为例对所提方法通过蒙特卡洛仿真进行了验证。结果表明,基于四阶矩和最大熵原理的可靠性方法具有较高的精度,蜗轮两种失效模式之间存在一定的相关性。因此,考虑失效相关的蜗轮可靠性评估方法对于蜗杆传动的综合可靠性评估具有重要的意义。     

基于最大信息熵原理的居民出行分布模型

为寻求居民出行分布的普适性模型,引入最大信息熵原理,据此建立了居民出行分布的熵模型。并通过改变约束条件推导出了居民出行分布中常见的几种模型。鉴于最大信息熵模型中参数标定比较困难,提出了确定系统分布的熵方法。实验验证表明这种方法简单可行,是对最大信息熵原理的扩充。本文的研究成果可以用于居民出行分布及其相关问题的研究。     

随机桥梁地震可靠度分析的改进最大熵方法

为了对复杂非线性桥梁结构进行随机地震作用下的动力可靠度分析,基于最大熵原理,构建了一种高效的桥梁非线性地震可靠度分析方法。首先阐述了桥梁结构地震可靠度分析与极值分布估计的关系,将桥梁结构的地震可靠度分析转化为对应的极值分布估计;然后建立了复杂桥梁结构非线性地震响应极值分布估计的最大熵方法,针对现有的最大熵分布求解过程受初值影响较大、不容易收敛等问题,提出一种基于似然函数的最大熵分布求解方法,从而实现了桥梁结构地震响应极值分布和地震可靠度的高效求解;最后以一座典型的高墩大跨连续刚构桥为例,通过蒙特卡洛模拟验证所提方法的精度和效率,并将结果与核密度估计和对数正态分布拟合的计算结果进行对比分析。结果表明:基于似然函数的最大熵分布求解方法不仅能够获得全局最优解,而且求解过程不受初值的影响、具有较好的数值稳定性,所提方法能够对随机地震作用下桥梁结构地震响应的极值分布和动力可靠度进行精确估计;核密度估计和对数正态分布无法对小失效概率水平下结构地震响应的极值分布进行估计,建议采用最大熵方法对桥梁结构进行地震可靠度分析。     

基于熵和粗集的设备故障诊断方法

提出了一种基于熵和粗集的故障诊断方法。利用信息熵判断系统运行状态，确定系统故障的严重程度，并依据故障程度采集相应的数据，在此基础上，运用一种改进的区分矩阵方法进行相对约简并对不一致信息进行处理，最终形成一种综合策略的诊断规则。     

改进最大模糊熵估计的色彩校正

为保持色彩一致性,从统计学和模糊逻辑的角度提出了一个改进的最大模糊熵估计算法来进行色彩校正.该算法将校正颜色点的邻域视为一模糊集,结合设备色域的物理特征提出算法的约束条件,通过最大化模糊熵方法来进行最终校正.实验表明该算法提出的模糊熵较概率熵优越,且算法在精度和鲁棒性上优于四面体插值算法和基于最大概率熵估计的线性插值算法.     

正态分布产品的Bayes可靠性抽样检验方案

在正态分布产品的指标值为正，总体方差已知的情况下，利用最大熵先验分布，研究指标值均值的可靠性抽样检验方案。通过指标值均值的后验分布，依据生产方和使用方所能承担的最大风险的限制确定检验的最小样本量。算例说明其效果比经典统计方法确定的样本量更小，并且其运算方法更加便捷。