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基于传递熵的梁结构损伤动力识别

浙江大学学报（工学版） 2012年第10期46卷 1880-1886页

作者：谢中凯刘国华吴志根浙江大学水工结构与水环境研究所浙江杭州310058

引入传递熵理论,利用梁上多点的加速度信号进行动力损伤识别研究.利用Abaqus软件分析只在主平面内弯曲振动的混凝土简支梁,通过折减指定单元弹性模量的方法模拟梁的弹性损伤.数值分析采用高斯白噪声激励,为了保证传递熵结果的可靠性,在... 详细信息

引入传递熵理论,利用梁上多点的加速度信号进行动力损伤识别研究.利用Abaqus软件分析只在主平面内弯曲振动的混凝土简支梁,通过折减指定单元弹性模量的方法模拟梁的弹性损伤.数值分析采用高斯白噪声激励,为了保证传递熵结果的可靠性,在每个损伤工况下均进行多次数据采样,利用各时间尺度上传递熵的均值进行损伤识别.基于梁上多点的加速度信号,利用核密度估计方法验证了直接使用线性化传递熵理论的合理性.通过定义损伤指标,表明传递熵在对混凝土结构进行损伤定量及定位方面均有良好的表现.

关键词：损伤识别传递熵核密度估计损伤指标

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一种用于检测梁结构损伤的改进传递熵

振动工程学报 2014年第1期27卷 136-144页

作者：刘国华谢中凯浙江大学水工结构与水环境研究所浙江杭州310058

基于改进的传递熵理论,利用高斯白噪声激励下混凝土简支梁上多处相邻节点上的加速度响应信号进行损伤识别。分析中,假定梁结构在各损伤工况下均保持线弹性,且只在主平面内弯曲振动。为保证计算结果的可靠性,在每个损伤工况下均进行多次... 详细信息

基于改进的传递熵理论,利用高斯白噪声激励下混凝土简支梁上多处相邻节点上的加速度响应信号进行损伤识别。分析中,假定梁结构在各损伤工况下均保持线弹性,且只在主平面内弯曲振动。为保证计算结果的可靠性,在每个损伤工况下均进行多次数据采样,利用不同时间尺度上的传递熵均值进行损伤识别。对传递熵曲面的分析结果表明:不同进程间的传递熵在某些特定的时间延滞上会出现局部最小值,并且该时间延滞将会随着损伤的发生而产生变化。通过对比改进的传递熵与未改进的传递熵,发现前者在损伤识别方面更加敏感,并且当结构的损伤较微弱时,改进的传递熵可能具备损伤定量和定位的能力。改进的传递熵具有相当强的鲁棒性,适合实际应用。

关键词：健康监测损伤识别改进的传递熵鲁棒性

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基于多智能体的城市空间增长模型研究

基于多智能体的城市空间增长模型研究

作者：谢中凯南京大学

学位级别：硕士

我国正处于推进新型城镇化建设的背景下,城镇化增长态势将会持续下去。随着人口大量涌入城市,城市建设用地需求将不断增加,由此会引发土地资源浪费、郊区农用地流失等人地配置矛盾问题。城市的空间增长带来的土地利用变化是LUCC的重要... 详细信息

我国正处于推进新型城镇化建设的背景下,城镇化增长态势将会持续下去。随着人口大量涌入城市,城市建设用地需求将不断增加,由此会引发土地资源浪费、郊区农用地流失等人地配置矛盾问题。城市的空间增长带来的土地利用变化是LUCC的重要研究内容,从微观的角度来看,表现为城市系统中的人类群体在地理环境中行为活动的结果在时空上的积累和集聚,具有复杂适应系统的特性。为更好理解城市空间增长这一宏观现象下的微观动力过程,研究针对城市空间增长的复杂性,选取“自下而上”的多智能体建模方法,构建了基于多智能体的城市空间增长模型。本文的研究内容主要包括：(1)将城市空间增长过程中参与的微观个体分为居民、工业、开发商和政府四类智能体,以土地利用单元的建设适宜性评价结果反映不同类型个体的区位偏好,设计学习型函数以反映微观个体之间的交互作用,考虑政府建设用地管制分区以体现政府的宏观引导作用。(2)借鉴前人的研究,选取影响城市空间增长的土地驱动因子进行空间化。在此基础上,面向居民(高、中和低收入居民)和工业企业采用定性与定量相结合的AHP层次分析法进行土地利用单元的建设适宜性评价;面向开发商采用定量的Logistic回归方法进行建设适宜性评价,选取全局Logistic回归模型和地理加权逻辑回归(GWLR)模型中对采样点拟合效果较好的方法作为评价结果。(3)首先使用虚拟实验数据以说明模型的特征,然后将模型应用到研究区的城市空间增长模拟中,对比不同的情景设置下模型的参数敏感性,说明学习型函数和政府因素对模拟结果的影响。研究结果表明：(1)本文构建的多智能体模型可用于进行城市空间增长模拟。在对智能体进行分类的基础上,通过备选土地利用单元选择、区位选择、区位决策、模拟优化四个阶段的迭代,实现了个体交互作用下的城市空间增长模拟。模型验证时,三个实验的模拟精度均在70%以上,Lee-Sallee形状指数和Kappa系数取值范围均可以接受,说明了本文基于多智能体方法构建的城市空间增长模型的有效性。(2) GWLR模型能够体现地理数据的空间非平稳性特征,较全局Logistic回归模型对采样点的拟合效果更好,更适合在模型中评价建设用地适宜性。(3)政府建设用地空间管制分区对城市空间增长起到引导作用。政府建设用地空间管制分区包括四种类型：允许建设区、有条件建设区、限制建设区和禁止建设区。模型验证时,包含政府建设用地管制分区引导作用的模型取得了较高的模拟精度,说明微观个体的活动会受到“自上而下”的规划作用的约束,因此政府应划定合理的空间管制分区和城市开发边界,以正确引导城市空间增长。(4)学习型函数能够实现土地利用单元建设适宜性的动态评价。学习型函数考虑了智能体间的相互影响,它的加入使得新增建设用地周围的土地利用单元适宜性不断提高,从而使土地利用模拟结果趋向于集聚和紧凑。模型验证时,采用学习型函数进行适宜性评价的模型取得了较高的模拟精度,说明学习型函数能够反映现实发展中建设用地的集聚性特征。

关键词：多智能体城市空间增长空间管制分区个体交互 GIS

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基于传递熵和改进替代数据法的损伤识别

中南大学学报（自然科学版） 2019年第12期50卷 3023-3034页

作者：叶昌鹏刘国华何先龙谢中凯王振宇浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080 浙江省水利河口研究院浙江杭州310020

为了提高传递熵方法对结构损伤识别的精度和可靠性,提出一个具有一定置信水平的损伤指标,由相对基准数据和置信水平确定置信区间范围,计算各时间延滞处由替代数据与原始数据算得的传递熵之差的绝对值,对落在该置信区间范围外的绝对值加... 详细信息

为了提高传递熵方法对结构损伤识别的精度和可靠性,提出一个具有一定置信水平的损伤指标,由相对基准数据和置信水平确定置信区间范围,计算各时间延滞处由替代数据与原始数据算得的传递熵之差的绝对值,对落在该置信区间范围外的绝对值加权求和。采用传递熵和改进替代数据法对带裂缝梁的数值模型进行损伤识别研究,并对含法兰损伤的风电塔筒进行损伤识别。研究结果表明:悬臂梁上裂缝附近测点组的损伤指标与裂缝长度呈明显正相关关系,通过损伤指标能够识别裂缝长度变化,验证了算法和指标的有效性。法兰维修后的风电塔筒上测点组的损伤指标相对较小。依据该损伤指标,采用传递熵和改进替代数据法能够进行非线性损伤识别。

关键词：损伤识别传递熵改进替代数据法损伤指标风电塔筒法兰损伤非线性损伤

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智慧照明背景下路灯设施地图可视化研究

光源与照明 2024年第2期 69-71页

作者：谢中凯盛林山东省国土测绘院山东济南250102

智慧照明系统采用GIS技术,将路灯设施定位并标注于电子地图上,实现了“以图管灯”的路灯设施可视化管理控制。文章分析了现有路灯设施地图可视化存在的问题,提出了智慧照明背景下基于灯具状态、路灯造型、所在路侧的路灯设施地图可视化... 详细信息

智慧照明系统采用GIS技术,将路灯设施定位并标注于电子地图上,实现了“以图管灯”的路灯设施可视化管理控制。文章分析了现有路灯设施地图可视化存在的问题,提出了智慧照明背景下基于灯具状态、路灯造型、所在路侧的路灯设施地图可视化设计方案,有效提升了路灯设施在地图上的实时动态展示效果。

关键词：智慧照明路灯地图可视化

基于拱梁分载法变形假定的拱坝有限元分析研究

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水利水电技术 2011年第10期42卷 50-54页

作者：刘国华朱方剑苏项庭谢中凯浙江大学水工结构与水环境研究所浙江杭州310058

基于分载法的径向纤维直线假定,并结合有限元方法的优点,本文提出一种带有分载法基本假定的有限元计算方法。以白鹤滩水电站典型拱圈为例,利用大型通用软件ANSYS,提出了两种基于径向纤维直线假定的有限元分析途径,并对约束范围做了探讨... 详细信息

基于分载法的径向纤维直线假定,并结合有限元方法的优点,本文提出一种带有分载法基本假定的有限元计算方法。以白鹤滩水电站典型拱圈为例,利用大型通用软件ANSYS,提出了两种基于径向纤维直线假定的有限元分析途径,并对约束范围做了探讨,解决了有限元计算的应力集中难题。通过与结构力学简化方法和有限元等效应力法的比较,验证了该方法的可行性。同时对该方法在拱坝三维有限元应力分析中的应用作了初探,具有一定的参考价值。

关键词：径向纤维直线假定刚性单元位移约束方程有限元分析

大城市居住用地扩展特征及驱动力分析——以南京市中心城区(长江以南)为例

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测绘科学 2015年第6期40卷 92-97页

作者：谢中凯李飞雪李满春洪武扬南京大学江苏省地理信息技术重点实验室南京210023

针对城市建成区的空间异质性不能反映城市居住空间结构的问题,该文选取南京市中心城区(长江以南)2001—2007年的新增居住用地,从扩展方位和强度两方面分析空间扩展特征,以直方图和Logistic回归模型揭示主导驱动因素。结果表明东北、东... 详细信息

针对城市建成区的空间异质性不能反映城市居住空间结构的问题,该文选取南京市中心城区(长江以南)2001—2007年的新增居住用地,从扩展方位和强度两方面分析空间扩展特征,以直方图和Logistic回归模型揭示主导驱动因素。结果表明东北、东南、西南方向是新增居住用地的3个主要扩展方向,分别对应仙林新市区、东山新市区和河西新城区;居住用地扩展是多种驱动因素共同作用的结果,人口和经济驱动因素对郊区居住用地增加影响显著,对主城区影响有限,自然和政策驱动因素中反映政府政策的政府建设用地规划区是最重要的主导驱动因素,其次为与小学的距离,最后为与地铁站点的距离。

关键词：居住用地空间扩展特征驱动因素 Logistic回归模型南京

考虑不确定性的大坝监测信息异常诊断方法及应用

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水电能源科学 2020年第10期38卷 59-62页

作者：谢中凯王良苏玉杰陈文亮浙江省水利河口研究院浙江杭州310020 浙江省水利防灾减灾重点实验室浙江杭州310020

大坝监测资料分析是一个充满不确定性的复杂非线性问题,常规的分析方法较少考虑监测信息中的不确定性问题,导致分析结果的合理性存疑。因此,基于信息熵理论的重要指标——近似熵研究大坝监测信息中的不确定性问题,利用实际监测数据选取... 详细信息

大坝监测资料分析是一个充满不确定性的复杂非线性问题,常规的分析方法较少考虑监测信息中的不确定性问题,导致分析结果的合理性存疑。因此,基于信息熵理论的重要指标——近似熵研究大坝监测信息中的不确定性问题,利用实际监测数据选取近似熵算法的关键参数,进而评估大坝的运行状态。通过分析混凝土坝坝顶水平位移和土石坝测压管水位,发现近似熵算法能在若干监测信息不确定性条件下较有效地识别大坝监测数据的异常。

关键词：大坝安全近似熵不确定性异常诊断

基于多智能体强化学习的居住用地增长模拟——以深圳市为例

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地理与地理信息科学 2020年第3期36卷 63-70页

作者：李志锋李飞雪陈振杰谢中凯陈东南京大学地理与海洋科学学院江苏南京210023 江苏省地理信息技术重点实验室江苏南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心江苏南京210023

城市空间增长模拟对于土地快速城市化背景下空间规划的制定具有重要意义,在基于多智能体的城市空间增长模拟模型中,个体空间决策的建模至关重要。该文在基于效用函数的个体空间决策模型中,引入扩展的强化学习模型表征个体学习行为以对... 详细信息

城市空间增长模拟对于土地快速城市化背景下空间规划的制定具有重要意义,在基于多智能体的城市空间增长模拟模型中,个体空间决策的建模至关重要。该文在基于效用函数的个体空间决策模型中,引入扩展的强化学习模型表征个体学习行为以对个体空间决策模型进行修正,结合政府规划因素构建耦合强化学习的居住用地增长多智能体模拟模型,模拟深圳市2005-2015年居住用地增长情况。结果表明:1)相比无学习模型,引入扩展强化学习模型的模拟结果精度提高了10.8%,更贴合居民个体在空间决策中的行为;2)引入强化学习的模拟结果中,新增居住用地在空间上呈现较强的集聚性,表明引入强化学习后模型不仅能够反映位于已有居住用地中间的填充式增长,而且能够发现期间新出现的连片居住用地;3)学习模型的参数敏感性实验结果显示,学习强度对模拟精度影响较大,表明居民个体空间决策建模中,对于他人经验的学习过程较为重要,应给予充分考虑。引入强化学习的模型有助于揭示城市增长中个体行为模式,为制定城市空间规划提供参考。

关键词：多智能体强化学习居住用地增长模拟深圳