随机车载下的桥梁裂缝宽度极值预测方法

为了准确预测普通钢筋混凝土桥梁在随机车辆荷载作用下的裂缝宽度极值,充分考虑过桥车辆的随机性特征,采用蒙特卡罗随机抽样的方法生成随机车流荷载模型,并基于经典极值理论提出桥梁车致裂缝宽度极值预测的方法.实际工程的应用结果表明:经典广义极值(GEV)分布对桥梁车致裂缝宽度日最大值样本的拟合效果很好,桥梁车致裂缝宽度极值预测方...     

应用Pareto分布的POT模型分析车辆荷载效应极大值

为精确模拟汽车荷载效应样本分布的尾部形状,利用基于Pareto分布的超越阈值(POT)模型计算样本频率分布函数;然后,采用尾极值指数检验法检验样本的厚尾性,采用峰度法检验样本的尖峰性和计算样本阈值;最后,基于经典极值理论计算汽车荷载效应极大值分布和设计标准值.对某大桥111d的动态称量(WIM)车辆荷载效应进行极值估计,结果表明:跨径小于等于16m的车辆荷载效应符合尖峰厚尾分布,适合采用文中方法计算车辆荷载效应极值.     

桥梁车辆荷载效应外推组合极值方法适用性比较研究

桥梁车辆效应包括加载长度较长的整体效应和较短的局部效应，效应极值可能受到多个加载事件的影响，目前多采用组合广义极值法和组合广义帕累托分布法推定其效应极值。组合极值方法能够很好地解决传统极值理论不适用于非同一底分布样本的问题。为了进一步明确两种组合极值方法在各种车流场景中的适用范围，结合不同交通状态下的模拟车流以及某大跨径悬索桥中的主缆轴力和跨中吊杆轴力两种效应，在分析两种方法假定和算法的基础上，计算了不同加载长度下的效应极值推定结果，并对其影响因素、适用范围以及规律进行了讨论。结果表明：组合广义极值方法对样本量变化与底分布拟合较敏感，在样本量有限的情况下采用组合广义帕累托分布法更合适，在样本量充分的情况下采用组合广义极值方法计算更简便。当样本量充足时，长加载长度效应极值推定中各事件单独作用下的分布拟合曲线不存在交叉区域，其在多事件混合情况下的组合外推极值直接由控制性事件（高峰状态）产生的效应决定。     

桥梁汽车荷载响应的极值外推方法综述

对汽车荷载研究领域的极值外推方法进行了系统综述,介绍了目前应用的几种主要外推方法,对影响外推极值的关键参数(基础数据和底分布)进行了分析,并重点比较了拟合经验外推方法和最大值外推方法.研究表明:汽车荷载响应极值外推的关键是描述底分布尾部数据走势;条件允许下,应至少选用21d实测数据作为极值外推基础,才能反映实际状况.经验极值外推方法具有一定可信度,但需解决可靠度统一问题;最大值外推方法在基础数据容量大的前提下,外推极值准确性和效率都很高;穿越次数外推方法中,不仅需寻找最优拟合起点、区间和优度检验方法,包含Rice公式在内的经验分布的选择,也至关重要.     

基于广义极值分布的设计基本风速及其置信限计算

引入涵盖Gumbel,Frechet,W eibull三类极值渐近分布的广义极值分布(GED)模型,给出该模型参数的极大似然估计的计算公式,并由此导出设计基本风速及其置信上限的计算方法.采用南通气象观测站的年最大风速资料进行实证研究,分别用似然比法和Kolmogorv统计量检验分布的拟合优度,得出南通气象观测站年最大风速符合Frechet分布,而由样本值构造的经验分布与理论分布曲线基本相吻合.因此,由GED模型导出的计算方法明显优于采用单一分布的方法.     

台风极值风速的数值模拟及分布模型

为克服台风统计样本的不足,以厦门为例,采用Batts风场模型,利用MonteCarlo数值模拟方法来拟合最大风速的极值渐进分布,拟合结果与实际较吻合.通过3种极值分布函数包括极值Ⅰ型、Ⅱ型、反向威布尔分布以及广义Parato分布(GPD)拟合结果的对比分析,得到100年重现期内极值Ⅲ型分布(即反向威布尔分布)对于厦门地区年最大风速拟合最好,而极值II型的偏差较大,并给出了厦门地区不同重现期内最佳的极值风速估算值.     

基于改进广义极值分布的核管道最大腐蚀深度预测

针对核管道腐蚀的环境复杂性和过程随机性问题以及极值分布模型选择不当所引起的拟合误差问题,采用广义极值分布模型预测核管道腐蚀深度的发展规律,并提出基于免疫遗传算法参数优化的核管道最大腐蚀深度预测及评估方法:对核管道取样管段上腐蚀深度进行统计分析,计算相应的累计概率;利用免疫遗传算法优化广义极值分布函数的统计参数,得到核管道最大腐蚀深度的概率分布函数;由小样本腐蚀深度预测整条管道的最大腐蚀深度ydi,并评估超过最大腐蚀深度ydi的概率.利用不同核管道腐蚀深度进行计算机预测仿真.研究结果表明:改进后的广义极值分布模型不会受限于样本极值数据的具体分布,具有较好的通用性,且模型参数寻优过程收敛速度快,拟合效果较理想.     

重车荷载作用的简支梁桥荷载效应极值预测

为了准确预测重车荷载作用的简支梁桥荷载效应极值,充分考虑了过桥重车的随机性特征和不同重车荷载事件出现的概率,基于经典极值理论,提出了不同重车荷载事件的组合广义极值分布(CGEV)极值预测方法,通过数学推导和数值算例证明了该方法的合理性.同时,以一座简支梁桥为工程背景,采用CGEV方法预测简支梁桥在重车荷载作用下的荷载效应极值.研究结果表明:采用CGEV方法预测桥梁的车致荷载效应极值精度较高且工程应用方便,最大预测误差为4%,而传统混合数据的单一广义极值分布(SGEV)的桥梁车致荷载效应极值预测误差最小为36.6%;简支梁桥的车致荷载效应可以基于同时过桥的重车数量划分荷载事件类型,其车致荷载效应极值主要受2辆重车过桥事件控制;为了保证简支梁桥的安全运营,建造时应有适当的安全储备,管养时应结合实际情况对过桥重车采取相应的限载措施.     

变形广义极值分布的参数估计及实例分析

本文通过对广义极值(GEV)分布运用二次秩变形映射导出变形的广义极值(TGEV)分布的概率分布函数和概率密度函数,并对TGEV分布的参数进行了MLE和矩估计.用R语言中的optim函数对TGEV分布的参数做了MLE估计,并对此估计方法的偏差和均方误差做了模拟,说明对于TGEV分布来说,MLE估计方法效果很好.最后对变形广义极值分布进行实例分析,给出了TGEV分布拟合的结果,得到分位数及其置信区间的估计,并讨论了所得结果的实际意义.     

POT模型的车辆荷载极值预测及荷载效应

为了研究车辆荷载的发展变异对桥梁结构的影响,根据渝湛高速公路176 918辆六轴车的动态称重系统实测数据,采用基于极值理论的超越阈值模型预测未来5~20年可能出现的车辆荷载极值,并加载于某典型桥梁进行荷载效应分析。分析结果表明:本文预测的基准期为20年的车辆荷载极值,对1#空心板所产生的弯矩比JTG D60—2015的车辆荷载和挂120大2.40倍和0.47倍。车辆荷载的发展变异能够直接影响现行桥梁结构的安全运营。     

基于合成车流的桥梁车辆荷载效应极值预测

车辆荷载是公路桥梁设计与评估过程中的关键问题之一,现有规范的车辆荷载取值适用于一般设计,对于精度要求更高的在役桥梁评估或桥梁关键构件设计,应结合实际车辆荷载特征,建立相应的车辆荷载模型.考虑我国现有大量静态车辆交通流数据的特点,提出了采用合成车流方法模拟交通流并实现荷载效应预测的方法,详细描述了基于合成车流的车辆荷载效应模拟方法,检验了Rice公式方法对于合成车流荷载效应极值预测的适用性,以此建立基于合成车流的车辆荷载效应模拟及其极值预测过程.最后,通过算例校验了合成车流荷载效应以及预测荷载效应极值的准确性,并简要对比了现有规范与本文方法在车辆荷载效应方面的差异.     

极值指标下平稳序列的风险测度

平稳金融序列存在相依性,不满足独立同分布假设下极值理论的条件约束.讨论了极值指标下平稳随机序列的风险测度,通过估计极值指标θ并修正广义极值分布的位置参数和尺度参数,得到平稳随机序列的风险值.实证和检验表明平稳金融序列需要极值指标修正模型,提高风险值估计的准确度.     

广义极值回归模型下现状数据的贝叶斯估计

广义极值分布自提出以来就受到众多学者关注,它可以用于拟合某些寿命数据,在医学、 工程和气象等领域应用很广泛.本文主要在区间删失I型数据,即现状数据下研究三参数广义极值模型的贝叶斯回归分析.基于广义极值分布的位置参数引入协变量,建立位置参数与生存时间的贝叶斯回归模型,并采用Gibbs抽样和MH算法相结合的MCMC方法,从...     

极值分布的方差分析检验

本文考虑位置参数和尺度参数未知时极值分布的拟合优度检验。所提统计量W_G类似于Shapiro和Wilk(1965)的正态性检验W,对n=3(1)25给出了W_G的系数表及分布的分位点表,还将W_G与Cramer-Von Mises型统计量A~2,W~2,U~2作了检验功效比较,指出W_G是关于极值分布拟合优度检验的较好统计量。     

基于非对称GARCH与极值理论的商业银行信用风险度量模型

提出一种基于ARMA-TGARCH-EVT模型并适用于商业银行内部信用风险评估的新方法.首先通过广义矩法估计ARMA-TGARCH模型,获得近似独立同分布的残差序列zt;然后选用极值理论的越槛高峰模型(POT)对残差序列进行拟合分析,得到风险价值和期望损失的估计值,并采用Bootstrap方法给出95%置信水平下的置信区间;最后利用某商业银行2000-02-19～2010-12-15的日信贷资产对数收益率进行仿真,得到控制信用风险价值V和期望损失E值及置信区间,并与未经调整的预测值进行比较.研究结果表明,该方法在一定程度上克服了单纯进行极值分析时,由于序列的非独立同分布不能满足极值理论假设所造成的估计误差,改进了采用似然比率法估计置信区间时,由于极值事件的小样本所造成的偏差.     

基于极值理论的洪水灾害损失模型研究

巨灾风险具有发生概率低、毁灭性强等特点,其分布的极值与以往的经验分布不同,具有典型的厚尾特征.运用基于GPD分布的POT模型对我国历年洪水的损失数据进行拟合,并对形状参数及尺度参数进行估计,以此研究巨灾损失的尾部特征,得出结论,并提出建议,对巨灾债券产品的设计和定价具有重要的意义.     

基于车辆统计数据的汽车荷载标准值取值与评估

以若干路段连续一周的车辆调查结果为基础,运用该路段上各种车型的车重、轴距、轴重及车头间距的统计参数和分布特征,结合汽车厂家和实测轴距和轴重,给出了各代表车型的轴距及轴重分配比例的统计参数。根据统计参数,结合蒙特卡洛方法,利用Matlab语言编制了随机车流模拟程序和随机车流在影响线上的加载程序;通过程序计算得到随机车流作用下实际桥梁n d的荷载效应最大值,进而对其进行统计分析,得到基于车辆统计数据下的汽车荷载效应标准值,并与现行规范标准值效应进行对比分析。研究结果表明：基于车辆荷载调查下的随机车流所产生的荷载效应标准值与规范值存在较大差异,其中,广深高速公路车辆荷载效应是公路-Ι级标准值效应的3倍,河北、江西某收费站车辆荷载效应是公路-Ι级的1.6～2.0倍,深港大桥车辆荷载效应与现行规范公路-Ι级效应相当;现行规范荷载与实际车辆荷载在一定程度上不相适应,该结论对制订新的规范荷载具有重要参考价值。     

黄海南部海域的极值波高推算

以黄海南部海域1979—2018年SWAN模型模拟的海浪后报数据为原始数据集，采用自动化法在原始数据集中提取独立的非热带气旋样本进行极值波高推算研究。选择年N大值法提取极值样本，匹配广义极值分布模型进行拟合，通过分析模型的拟合效果和外推有效波高的不确定性确定合理的N值范围，并采用阈值法的稳定阈值范围进行了验证。利用这种方法推算得到了黄海南部海域50、100、150、200 a重现期的极值波高，可为黄海南部海域海洋、海岸工程的设计施工提供参考。     

考虑多车道行车效应的车辆荷载外推方法研究

以随机过程理论为基础,利用实测动态称重数据建立随机过程模型,考虑多车道多辆车并行效应,提出一种新的车辆荷载效应计算方法,定义了误差检验指标.同时,以经典极值理论为基础,提出短时段的车辆数据外推基准期内荷载预期值的方法.误差检验指标计算表明,该方法外推荷载效应非常接近实测值,比NCHRP方法的相对误差小,可为桥梁活荷载取值计算提供有益的参考.     

广义极值分布的参数估计及实例分析

对广义极值(GEV)分布的参数进行了ML、GML和BAYBETA估计.利用R统计软件,通过用Markov Chain Monte Carlo(MCMC)方法与Metroplis-Hastings算法产生服从参数后验分布的模拟样本,进而对GEV分布的参数进行估计,并对上述几种估计的偏差和均方误差进行了模拟.对澳大利亚南部的Pirie港海平面年最大海平面高度建立GEV模型,并对T年一遇的最高水位进行了估计.实例研究表明,用BAY BETA方法估计的最高水位稍高于用极大似然估计得到的结果.