基于蒙特卡罗仿真的全自动运行系统弹性评估方法研究

为了避免单一故障场景下全自动运行系统弹性评估的片面性,采用蒙特卡罗的仿真方法,模拟系统遭受扰动以及性能下降程度的随机性,为全自动运行系统提供一种基于概率的弹性评估方法.以全自动运行线路燕房线为例,统计过去3年的信号以及综合监控系统故障数据,计算各设备的故障频率以及故障恢复时间分布.根据设备的故障后果为设备的性能下降划分等级,并根据故障数据,统计各性能下降等级发生概率.为每个性能等级设置"状态虚拟值"进行量化,设备的输出数据流权值与设备"状态虚拟值"相同,以系统总的数据流权值的变化表征系统性能的波动,采用基于"Zobel"的弹性量化方法,经过105次的模拟仿真,得到系统的弹性估计值为0.9893,同时分别对各设备进行105次受扰动仿真,得到系统关于各设备的弹性概率累积分布,同时得到CI、ATP以及ZC遭受扰动时系统的弹性分布较广,系统弹性可能出现较低值,转辙机以及轨道电路遭受扰动时系统弹性相对稳定,系统弹性保持在0.97以上.     

基于可靠度的钢筋UHPC受弯梁材料分项系数研究

为确保规范的计算公式满足可靠度要求,对在编《公路桥涵超高性能混凝土应用规范》正截面抗弯承载力表达式中的UHPC材料分项系数进行分析与校准。基于现有文献,收集整理中国共648个UHPC抗压强度、210个抗拉强度和53根受弯梁的试验数据,得到相关变量的统计参数。随后建立4 158根UHPC受弯梁的计算空间,采用蒙特卡洛模拟对其进行可靠指标计算与敏感性分析,考察截面类型、材料强度、截面纵筋率及活恒载效应比等参数对钢筋UHPC受弯梁可靠指标的影响。基于分析,对计算空间进一步细分,以截面纵筋率为0.05、活恒载效应比为0.05~0.5的T形梁截面可靠指标均值达β_T=4.2为目标,校准钢筋UHPC梁受弯状态下的UHPC材料分项系数。研究结果表明：抗力统计参数中,UHPC抗压强度、抗拉强度以及梁抗弯承载力计算误差均不拒绝正态分布;受弯状态下UHPC梁截面可靠指标主要受活恒载效应比与截面纵筋率的影响,而材料强度影响较小;活恒载效应比越低,截面纵筋率越高,其可靠指标越低;当活恒载效应比从0.05升至1.0时,可靠指标提升幅度较大;且活恒载效应比大于0.5时,可靠指标均高于4.2。当截面纵筋率从0.005升至0.05时,可靠指标下降较为明显;而当截面纵筋率高于0.05后,可靠指标几乎保持不变;同等条件下,矩形截面梁的可靠指标要稍高于T形截面梁;建议钢筋UHPC梁受弯状态下的UHPC材料分项系数取值为1.3。     

基于MCTS-HM的重型汽车多参数运行工况高效构建方法

提出了一种基于蒙特卡洛树搜索 （Monte Carlo Tree Search,MCTS） 和启发式方法 （Heuristic Method, HM）的多参数运行工况高效构建方法。根据工况质量要求,选取表征行驶工况特征的速度、加速度和坡度参数相关指标,设计工况的目标函数;改进多个启发式方法,确保被作用后的工况序列仍可满足行驶工况动态转移特性;采用MCTS选择更适合的启发式方法,进而高效地收敛至多参数目标行驶工况。基于重型汽车实际采集的试验数据,多次分析结果表明,生成的多参数行驶工况所有特征指标相对偏差均可保持在设定阈值以内,表明生成工况与原始数据特征具备一致性;相比于纯随机启发式方法,该方法能快速构建多参数期望运行工况。     

仿真潜艇航向对规避航空磁探仪搜索的影响

利用蒙特卡罗法仿真潜艇航向对规避航空磁探仪搜索的影响,为实际潜艇规避过程提供理论指导。首先分析航空磁探仪所测磁异常信号的表达式,然后将潜艇作为一个具有三轴磁矩的磁偶极子,并考虑其航向及地磁倾角等因素,根据理论分析得出以潜艇为中心的直角坐标系下的磁场表达式,在此基础上建立航空磁探仪搜潜的数学模型。最后利用蒙特卡罗法对潜艇不同航向时被航空磁探仪搜索到的概率进行仿真。仿真结果表明潜艇在规避磁探仪搜索时应尽量东西向航行。     

拥挤公交网络的出行费用可靠性

考虑随机事件对公交系统能力的影响,作者定义了公交网络中乘客的出行费用可靠性指标,以衡量不确定环境下的公交服务水平。该指标定义为在公交系统能力随机变化情况下,在给定的OD对之间,乘客能够按照预定费用顺利完成出行的概率。采用基于用户平衡准则的公交配流模型描述公交乘客的路径选择行为,给出了基于蒙特卡洛仿真的公交出行费用可靠性的计算方法。用一个算例对公交网络出行费用可靠性指标及其计算方法进行了验证。     

基于消耗间断的消耗规律预测方法研究

针对维修器材使用阶段消耗数据存在间断性的低消耗特征,使得预测非常困难的问题,在对消耗数据进行Markov性分析的基础上,引入Monte Carlo仿真技术,构建了基于Markov与Monte Carlo仿真预测模型,在规划仿真流程的同时,结合具体案例,验证了该模型解决消耗数据间断性问题的有效性.     

深基坑支护结构的抗倾覆稳定探讨与可靠度研究

采用2种规范推荐的方法计算了某深基坑支护结构的抗倾覆安全系数,两种方法计算结果相差甚大.因此,提出用Monte Carlo的可靠度方法分析支护结构的稳定性,并利用Matlab语言编写了相应的计算程序,得到了同一工程的可靠度指标.结果表明：按两种不同计算方法得到的可靠度指标很接近,采用可靠度指标作为深基坑支护结构安全的评价标准更合理,并给出了可靠度的建议指标值.     

无缝线路稳定性可靠度计算及参数敏感性分析

随着我国铁路提速进程的推进,对轨道平顺性的要求日益提高,有砟轨道无缝线路稳定性的研究就显得更加重要。无缝线路稳定性的设计参数（道床横向阻力、轨道原始弯曲、钢轨温升幅度、扣件阻矩系数）具有明显的随机性,运用概率方法对无缝线路稳定性进行分析是十分必要的。本文基于蒙特卡洛方法,分析无缝线路稳定性可靠度,并且采用单参数敏感性分析法,通过改变各参数的平均值,而保持其变异系数不变,对设计参数进行敏感性分析。结果表明,设计参数中的道床横向阻力、轨道原始弯曲、钢轨温升幅度对于无缝线路稳定性可靠度具有较高的敏感性,而扣件阻矩系数对可靠度的影响较小。并且得出一些对于保障行车安全和提高线路养护维修的效益有一定参考价值的结论。     

蒙特卡罗方法、核模拟程序MCNP及MCNP在核测井中的应用

主要介绍了蒙特卡罗方法的原理及应用,蒙特卡罗超级模拟程序MCNP及其MCNP在核测井中的应用,通过展示部分模拟测井的结果,揭示了MCNP在核测井数值模拟中的有效性和广泛用途.     

考虑偏心距随机特性的矩形和箱形截面混凝土拱桥可靠度分析

为研究偏心距随机特性对结构可靠性的影响,以自重荷载和车辆荷载组合作用下的混凝土矩形截面拱桥和混凝土箱形截面拱桥为研究对象,分析可靠指标的变化规律.根据《公路圬工桥涵设计规范》和《公路桥梁结构可靠度与概率极限状态设计手册》建立拱桥关键截面的失效方程.然后依据已有的永久荷载、汽车荷载和混凝土强度的概率模型,分析偏心距设计值在对应情形下具有的保证概率.采用Monte Carlo法,求解得到不同参数情形下两类截面混凝土拱桥的可靠指标.分析结果表明:当车辆荷载与永久荷载产生的轴压力的比值较大而两者产生的弯矩的比值较小时,两类截面混凝土拱桥在考虑偏心距随机特性后均会出现可靠指标低于规范校核结果的情形;在偏心距设计值较小时,箱形截面混凝土拱桥可靠指标随荷载效应比值变化的幅度比矩形截面拱桥要小.