收费道路投资风险分析的计算机模拟技术研究

介绍收费道路投资风险分析方法———蒙特卡洛模拟技术的计算模型构造过程 ,并提供计算机模拟实例 ,以验证模型的可靠性。     

简支梁桥上嵌入式轨道无缝线路可靠性分析

为分析关键因素对桥上嵌入式轨道无缝线路力学特性的影响, 并基于可靠性理论对其进行评估, 采用有限元法建立了简支梁桥上嵌入式轨道无缝线路计算模型, 选择高分子材料纵向阻力和梁体温差为随机变量, 并根据实际工况确定了随机变量的分布类型和分布参数; 通过中心组合试验设计方法设计了响应面试验, 采用最小二乘法拟合了随机变量和响应之间的函数关系, 从而建立了轨板相对位移关于高分子材料纵向阻力和梁体温差的二次多项式响应面模型, 通过方差分析验证了所建立模型的正确性, 并采用灵敏度分析方法对随机变量进行了参数敏感性分析; 构建了桥上嵌入式轨道无缝线路长期服役性能的极限状态方程, 综合运用蒙特卡洛法和响应面模型评估了简支梁桥上嵌入式轨道无缝线路的可靠性。分析结果表明: 梁体温差和高分子材料纵向阻力对轨板相位移的灵敏度系数分别为0.99和-0.08, 梁体温差对轨板相对位移的影响远大于高分子材料纵向阻力; 在考虑参数的随机性以后, 温度作用下的轨板相对位移具有一定的离散性, 其主要分布在4.0~6.5 mm范围内, 且近似服从正态分布; 在不采取特殊处理措施的情况下, 不宜在年温差较大的地区建造桥上嵌入式轨道; 提出的桥上嵌入式轨道无缝线路可靠性评估方法可为嵌入式轨道结构的设计提供理论指导。      

城市轨道交通BOT项目补偿数量仿真模型

城市轨道交通项目的建设和运营成本较高,而票价相对较低,为了激励私营企业进入,在采用BOT模式时,政府需要实施一定数量的补偿.本文在项目社会经济效益的基础上,提出了私营企业和政府部门双方的投资基准条件,通过区分确定性和不确定性参数,构建了资金补偿数量的蒙特卡洛仿真模型,并以北京地铁4号线为例,分析得到了该BOT项目的最优补偿数量和不确定性参数对私营企业、政府部门双方净现值的影响程度.该方法可应用于政府部门的补偿决策,并可推广应用到市政基础设施建设等项目上.     

基于PSO算法的磁偶极子阵列舰艇磁场模拟研究

舰艇磁场作为舰艇重要暴露源,是舰艇非声隐身性能的一大研究重点。在舰艇磁防护工作中,为应对舰艇上方的航空磁探测等新型磁威胁,需要对舰艇磁场全方位的空间分布特征进行数学建模。本文针对舰艇垂向非对称结构在舰艇上、下方感应磁场的分布差异,通过数值仿真实验对某潜艇简易模型进行定量分析,并基于舰艇上、下方2个近场平面的磁场数据,以拟合结果均方根误差为目标函数,采用粒子群优化算法（particle swarm optimization, PSO）对系数矩阵进行优化,建立了潜艇的三维磁偶极子阵列模型。定量分析模拟结果表明,在艇模上、下方单倍船长范围内,感应磁场最大相对误差超过5%,采用单个近场平面的测量数据建模将对磁模型换算精度带来显著影响。采用双平面模拟后,将磁偶极子阵列模型深度换算结果与艇模仿真数据进行比较,龙骨上、下方最大相对拟合误差仅为1.14%与2.82%,拟合精度高且可换算深度范围广。本文研究成果可应用于舰艇磁场的高精度建模,并为舰艇磁防护中磁场测量、磁性目标探测与定位等工作提供参考。     

铁路隧道排水系统结晶堵塞量化研究

岩溶区隧道排水管道堵塞的早期识别与安全评价是保障隧道安全的关键。为了实现对排水管道结晶堵塞的定量化研究,构建一种考虑“水动力(湍流)-溶质弥散-化学反应”的管道排水结晶堵塞多场耦合数值模型,采用描述移动边界水平集的方法模拟结晶堵塞过程,再借助已有的试验数据对模型进行校正,至30 d时相对误差已减小至6.92%。校正后的模型求解结果表明：(1)30 d时管道内壁结晶层横截面积已占管道横截面积的64%;(2)出口段生成碳酸钙浓度较大且流态变化较为剧烈,管道出口段相较于入口段更容易发生堵塞;(3)温度、流速、溶液浓度的变化均对结晶堵塞有较大影响,通过敏感度分析,表明温度对沉积速率的影响最大,流速对剥蚀速率的影响最大。在实际应用中,可采取局部降温或者增加排水管道内水流流速的方式实现对管道结晶问题的预防及治理。     

JTH系列压气机复杂载荷下结构强度及可靠性分析

对重庆江增船舶重工有限公司JTH系列船用低速柴油机增压器压气机进行复杂载荷条件下结构强度分析,将增压器压气机倒圆角、轮径、叶根圆角、叶片与壳体间隙和转速作为影响因素,展开DOE设计复杂载荷结构强度分析分散性方案,据所得数据构建响应曲面模型,采用平均误差百分比方法验证响应曲面模型的准确性和有效性,并利用响应曲面模型基于I...     

基于缺口应力法与非线性损伤模型的钢桥疲劳可靠度评估

为解决钢桥疲劳评估方法中存在的适用性与准确性问题,从提高应力数据与损伤模型准确性角度,将缺口应力法与非线性损伤模型相结合,提出基于缺口应力法与非线性损伤模型的钢桥疲劳评估可靠度方法.首先,提出建立钢箱梁整体与局部有限元模型的子模型方法,借助虚拟缺口半径法,计算符合实际边界条件的疲劳缺口系数.其次,引入非线性损伤模型,并...     

基于故障树—蒙特卡洛方法的动车组可靠性分析

建立CRH2型动车组系统及其走行子系统、牵引传动子系统、制动子系统、高压电器子系统、辅助供电子系统以及网络控制子系统的故障树,在此基础上运用蒙特卡洛方法和MATLAB软件,对动车组的可靠性进行仿真分析.结果表明:基于故障树分析的蒙特卡洛仿真方法能快速、准确地计算动车组整车的可靠性;当动车组各基本部件发生故障的概率服从指数分布时,整个动车组系统发生故障的概率也服从指数分布;动车组最重要的3个分系统依次为空气供给分系统、接地保护开关和高压设备箱分系统以及牵引传动分系统.     

基于马尔可夫链蒙特卡洛方法的数据关联算法研究

数据关联是杂波环境下多目标跟踪问题的难点之一.文中提出了一种基于马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)方法的数据关联算法(MCMCDA),该算法通过在相应的关联事件空间中采样,可以有效地估计数据的边际关联概率,而且算法的估计精度可根据需要进行调节.仿真结果表明,在需要跟踪的目标数目较多,探测概率较低、杂波概率较高的情况下,JPDA算法因出现"组合爆炸"问题而难以在实际中应用;MCMCDA算法则能在保持较高估计精度的情况下降低计算负荷,从而能够较好地满足实时跟踪系统的要求.