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关键词： 广义信仰推断   广义Logistic分布   可靠性分析   点估计   区间估计  

摘要： 寿命分布是用于描述可靠性工程和寿命数据分析中的统计概率分布集合,它能够提供失效事件发生概率信息,以评估产品或系统可靠性。Logistic分布作为常用寿命分布,其基本形式类似于S形曲线,最初主要应用于人口统计学领域。而广义Logistic分布是Logistic分布的一种推广形式,通过引入形状参数,扩展偏度系数和尾部指数的取值范围,并提高数据拟合能力,在参数估计和可靠性分析领域备受关注。 本文主要利用广义信仰推断研究广义Logistic分布的尺度参数、形状参数、可靠度和应力强度。首先,综述基于完整数据的极大似然估计和贝叶斯估计方法,提出一种新的广义信仰点估计和置信区间,并引入非参数广义信仰推断来估计生存函数。通过数值模拟发现,广义信仰方法在点估计和区间估计中更具优势,并成功应用于涡轮增压器失效时间数据和滚珠轴承寿命数据的实证分析。其次,针对完整数据,使用极大似然估计和贝叶斯估计,引入广义推断和广义信仰推断方法,研究尺度参数相同和不同情况下应力强度的点估计和置信区间。模拟结果显示,广义信仰点估计的均方误差较小,覆盖率更为保守和稳定,并应用于二氧化硫浓度数据和电子迁移率数据的实证研究中。最后,基于逐步II型删失数据,利用极大似然估计、贝叶斯估计和广义信仰推断方法对广义Logistic分布尺度参数、形状参数和可靠度进行估计,并引入非参数广义信仰推断估计生存函数。模拟结果表明,在大多数估计中,广义信仰方法得到的估计具有较小的均方误差,在保持较短区间长度的同时,覆盖率轻微保守,且相对稳定。在实证分析中,成功使用此方法对绝缘流体击穿时间数据进行估计。 综上所述,在点估计的研究中,广义信仰方法在大多数情况下得到的点估计的均方误差较小。对于区间估计,广义信仰置信区间的平均长度相对较短,并且经验覆盖率更接近名义水平。特别是在逐步II型删失数据中,广义信仰推断得到了更好的估计结果,表现出更好的稳定性。因此,相较于频率方法和贝叶斯方法而言,广义信仰推断表现出更大的优势,更适合广义Logistic分布及其相关问题的研究。

关键词： 模糊理论   铜矿颚式破碎机齿轮   寿命预测   区间估计   不确定性   隶属度函数  

摘要： 齿轮寿命受诸多因素影响，导致对其的预测准确性难以得到保障。为此，本文提出基于模糊理论的铜矿颚式破碎机齿轮寿命预测方法。考虑材料、精度、负载、工作环境等多个因素，构建了铜矿颚式破碎机齿轮寿命预测模型，并引入了区间估计方法，通过确定寿命模型变量的取值范围，量化其不确定性。在预测阶段确定了各模糊变量的隶属度函数，并结合模糊规则库推理预测齿轮寿命。在测试结果中，对于不同运行状态下铜矿颚式破碎机齿轮寿命预测结果的误差均在10.0h以内。

关键词： 不确定性   结构可靠性分析   气泡抽样方法   均匀抽样策略   梯度优化气泡抽样方法  

摘要： 随着工程环境的日益复杂和不确定性的增加,工程系统的安全性正面临着严峻挑战。在此背景下,工程结构的可靠性分析引起了越来越广泛的关注。可靠性分析的核心目标是通过综合考虑各种不确定性因素,评估工程结构在其设计寿命内能够保持功能完整性和结构安全性的概率。为了实现这一目标,诸多可靠性分析方法被相继提出,其中数值模拟方法因其原理简单和通用性强的优点而得到广泛应用。然而,该方法通常需要评估大量的样本,特别是对于小失效概率的工程问题,其计算成本十分高昂,需要消耗大量的计算资源与时间。为了克服这一困难,本文对数值模拟方法进行了深入的调查与研究,具体研究内容总结如下: 提出了一种气泡抽样方法,其核心思想是分别在安全和失效域生成一系列气泡,落入这些气泡中样本的功能函数符号可以直接确定,无需经过真实功能函数的评估,大幅提高了抽样方法的计算效率。然后,提出了一种气泡优化模型,使得安全和失效气泡模型的构建更为高效和精确。引入均匀抽样策略,在气泡构建之前,依据随机参数分布特征生成少量的样本点并评估其安全状态,从而使被评估过的均匀分布样本可在构造气泡过程中重复使用,进一步改进了气泡抽样方法的效率。最后,通过六个数值和工程算例说明了该方法的计算精度与效率。 改进了气泡优化模型,并据此发展了一种梯度优化气泡抽样方法,该方法针对气泡抽样方法的局限性进行了改进。对于梯度优化气泡抽样方法,允许相同类型的不同气泡之间的重叠,以增强气泡边缘和失效边界附近的空间覆盖能力。在这种情况下,更多的样本能够落入气泡内,从而进一步降低了计算成本。此外,为了提高气泡构造的效率,提出了气泡梯度迭代算法。该迭代算法可有效避免因初始样本量不足而出现计算误差过大的问题。因此,该方法在确保精度的同时,大大提高了采样方法的可靠性分析计算效率。此外,通过算例验证了所提方法的精度与有效性。 建立了一种重要性气泡抽样方法,该方法引入重要性抽样的思想,通过将随机参数的抽样中心转移到最可能失效点,以此来增加失效样本的数目。此外通过在最可能失效点周围生成安全与失效气泡,使大量的重要性样本落入气泡范围来避免真实功能函数的评估,进一步提高了可靠性分析的计算效率。此外,通过两个算例说明了重要性气泡抽样方法的有效性。

关键词： 岩石抗剪强度参数   岩石抗压强度   区间估计   边坡角优化   边坡可靠度  

摘要： 在边坡工程中,抗剪强度参数(内聚力c和内摩擦角φ)的准确性对于边坡的安全性与经济性具有至关重要的影响。因此,对其合理取值方法进行深入研究与探讨是十分必要且具有现实意义的。鉴于此,本课题选取某露天矿边坡砂岩岩样为研究对象,通过试验获取其抗压强度等相关物理力学参数;再基于正态三元区间数理论和双目标抗剪强度参数估计方法(MS-RLS法)构建了岩石抗剪强度参数区间估值模型;并通过模拟分析软件对所选露天矿边坡进行概率可靠度分析优化其边坡角度。 对饱水状态下的砂岩试件进行不同围压条件下抗压强度试验,根据试验数据随围压变化的趋势对砂岩抗压强度的围压效应进行了分析。同时,借助数据处理软件,对试验数据进行描述性统计分析,从而验证了砂岩抗压强度在同一围压下确实符合正态分布规律。 通过比较正态模糊数法、正态三元区间数法以及置信区间法对于饱水砂岩抗剪强度参数的区间估计效果,优选出估计结果更为合理的正态三元区间数法用于后续计算。 对比目前常用的两种抗剪强度参数计算方法:LR法和EIV法,结合EIV法优化目标的特点,在围压不修正的情况下,在摩尔应力空间分别以围压和抗压强度为自变量和因变量,通过构造新的目标函数对LR法进行改进,建立双目标抗剪强度参数估计方法(MS-RLS法)。并结合正态三元区间数法,构建了一个针对岩石抗剪强度参数的区间估值模型。 依托川南地区某露天砂岩矿边坡,以抗剪强度参数区间估值模型所得岩体c、φ区间值为基本输入信息;利用模拟分析软件进行边坡可靠度分析,得到不同工况下满足安全系数标准的最优边坡角度;通过与传统方法进行比较发现,可靠度分析结果更为保守,且考虑了不确定性因素的影响。因此,为确保安全,最终确定该边坡最优边坡角度应不大于42°为宜。 本课题的研究成果可为岩土工程领域提供一定的理论基础与实践指导价值。

关键词： 政府统计   统计监督   统计法治   熵权-TOPSIS法  

摘要： 党的二十大报告中强调,高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务。高质量发展背景下,统计是监测评价国家经济社会发展的基础性工作手段,统计数据是国家宏观调控和科学决策管理的最重要的依据。如今我国正处在经济结构升级、产业发展转型的关键时期,不真实、不及时的统计数据极其容易误导决策,稍有不慎便会给经济高质量带来不可估量的损失,也破坏了党和政府的公信力,因此,强化统计监督职能作用,提升统计数据质量对我国高质量发展顺利实施意义重大。 本文以M市A区为研究案例区域,以全面质量管理、多元治理等为理论支撑,阐述统高质量发展、政府统计和统计监督的含义,介绍M市A区统计监督概况,从制度建设、基层基础、法治宣传、执法监督4个方面描述统计法治监督建设现状。通过对领导干部、统计工作人员、统计调查对象3类群体以问卷调查、实地走访调查的方式了解M市A区政府统计部门统计监督履职情况,并选取5个二级指标、16个三级指标,采用熵权-TOPSIS法对M市A区统计监督进行定量测度研究,依据熵权法计算各级指标的权重值,再利用TOPSIS法对各评价对象进行赋分评价,根据计算结果,从正向指标影响和反向指标影响两个方面对M市A区统计监督履职情况进行分析研究。结合熵权-TOPSIS法和实地走访调查结果,对基层政府统计监督工作存在的问题及原因进行系统分析,分别从统计监督内容系统化、查办案件手段多元化、防惩造假方式多样化三个维度提出基层统计部门统计监督质量提升的对策建议。

关键词： 互联系统   区间观测器   函数区间观测器   椭球   通信协议  

摘要： 随着控制系统的快速发展,互联系统因其在能源、交通和工业等领域的广泛应用引起了众多学者的关注。但是,由于互联系统各子系统之间耦合关系复杂,互联系统的状态通常难以直接测得,这为其分析带来了挑战。为此,一个常见的方法是设计状态观测器估计系统的实际状态。然而,由于实际系统不可避免地会受到未知有界的不确定因素影响,估计误差通常很难收敛到零。针对这一问题,学者们提出了区间观测器的概念。不同于状态观测器,区间观测器不要求估计误差收敛到零,仅要求收敛到有界值,这使得区间观测器能够更好地估计受不确定因素影响的系统的状态。此外,由于互联系统的子系统通常分布于不同的区域,彼此之间的信息交流需要通过通信网络来实现。但是,当所有的子系统同时访问通信网络时,会造成沉重的通信负担甚至发生数据冲突。为了节约通信带宽,引入通信协议来分配网络资源是一个行之有效的方法。基于上述内容,本文主要研究了在通信协议下互联系统的区间估计问题。本文的主要工作如下: （1）第二章针对一类受未知有界扰动影响的互联系统,设计了一种基于椭球的分布式区间观测器。为了节约网络通信资源,引入了Weighted Try-Once-Discard（WTOD）协议作为通信协议来分配网络资源。此外,使用椭球集来描述非线性项泰勒展开后的高阶无穷小项,提高了区间估计精度。随后,借助于Lyapunov稳定性分析,建立了保证估计误差系统稳定和满足L∞性性能的分分条件。最后,通过数值仿真验证了所提方法的有效性。 （2）在第二章的基础上,第三章针对一类受未知有界扰动影响的互联系统,考虑了传感器遭受攻击且仅有部分节点测量输出可用的情况,并在此基础上设计了一种基于部分节点的区间观测器。为了提高通信效率,引入了编解码方案作为通信协议。此外,利用基于椭球的可达集分析技术,得到了攻击信号可达集。随后,借助于Lyapunov稳定性分析H∞性技术,建立了保证估计误差系统满足H∞性性能的分分条件。最后,仿真果证明了所提方法的有效性。 （3）在第二章和第三章的基础上,第四章针对一类受未知有界扰动影响的互联系统,设计了一种基于椭球的分布式函数区间观测器。为了节约网络通信带宽,引入了编解码方案作为通信协议。随后,借助于Lyapunov稳定性分析和S-过程,建立了保证观测器存在和有效的分分条件。在此基础上,分析了系统的可检性,证明了所提出的编解码方案的有效性。最后,在仿真中,通过与已有的方法进行对比,验证了所提方法的有效性和优越性。

关键词： 变差函数   砂体规模   回归分析   区间估计  

摘要： 砂体规模的定量表征是精细油藏描述的重要研究内容。常规的方法是使用井资料和地震资料表征砂体垂向厚度和平面分布,但是受井数据有限分布和地震资料分辨率的限制,对砂体规模的定量表征存在局限性,需要探索新的方法补充对砂体规模的定量表征。变差函数是两点地质统计学中用于表征区域化变量空间相关性和随机性的重要工具,部分研究表明砂体规模与变差函数变程存在相关性,并采用变程表征砂体规模,但是变程与砂体规模的相关性并没有得到验证,且变程与砂体规模的关系没有被定量表征。因此需要对变差函数进一步研究,明确变程、基台值与砂体规模的相关性,建立变差函数变程和基台值与砂体规模的定量关系。 本文以河流相砂体模型为例,研究变差函数变程和基台值与河流相砂体模型的关系。实验中选择NTG、振幅、波长、宽度、厚度和宽厚比6个参数,其中NTG设置9个水平,其他参数设置5个水平,采用单因素实验设计建立了34个砂体模型。采用0.25%的井密度构建虚拟井,利用每个砂体模型的井数据计算垂直于河道方向、河道延伸方向和垂向三个方向的实验变差函数并拟合获得变程和基台值。拟合的理论模型为指数模型、球状模型、高斯模型,拟合方法为以滞后距的倒数和点对数量为权系数的最小二乘法。分析6个河道参数与变程和基台值的相关性,并建立NTG、振幅、波长、宽度、厚度5个参数与变程和基台值之间的回归方程。采用回归系数的置信区间量化回归预测中的不确定性。最后随机建立6个砂体模型并计算不同方向的变程和基台值,利用回归方程实现对砂体规模和变程、基台值的预测,采用均方误差、均方根误差、平均绝对误差、平均绝对百分比误差4个指标衡量预测值与真实值之间的差异。 分析结果表示,变程与河道振幅、波长、宽度、厚度存在高度线性相关性,基台值与NTG具有明显的二次函数关系。变差函数变程和基台值与河道参数的回归方程实现了二者的双向预测。采用变程预测河道参数时,振幅和波长误差较大,但均小于29%,宽度和厚度误差较小,约为12%;采用基台值预测NTG时,会存在两个合理的解,需要结合露头和井数据选择合适的NTG,预测误差约为14%。采用河道参数预测变程时,平面变程误差较大,但均小于21%,垂向变程误差较小,约为12%;采用NTG预测基台值时,受其他因素影响河道延伸方向基台值误差约为21%,垂直于河道延伸方向和垂向基台值误差较小,低于8%。

关键词： 时变可靠性   时变失效概率函数   加权策略   重要抽样法   随机模拟  

摘要： 参数时变失效概率函数(Time-Dependent Failure Probability Function,TDFPF)是结构时变可靠性优化设计的关键问题之一,其估计的精度与效率决定了结构时变可靠性优化的效果。针对时变失效概率函数计算成本高的问题,基于结构复合极限状态思想提出了基于加权重要抽样的结构时变失效概率函数估计策略。对于加权重要抽样进行扩展,仅需一次可靠性分析,即可得到时变失效概率函数的估计,避免了多次重复计算。为了验证所提方法的精度与效率,给出数值算例及工业机器人减速器结构时变算例。结果表明,对于时变失效概率函数估计问题,所提方法适用性好,能够以较高效率获得满意的结果。