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非高斯风压的极值计算方法

力学学报 2010年第3期42卷 560-566页

作者：全涌顾明陈斌田村幸雄同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 东京工艺大学建筑系

以经典极值理论为基础,发展了一种基于单个标准样本的非高斯风压的极值计算方法.首先介绍了风洞试验及试验数据处理的基本概况;然后在阐述经典Gumbel极值理论的基础上,根据观察极值的相互独立性推导了短时距下极值分布参数和长时距下极... 详细信息

以经典极值理论为基础,发展了一种基于单个标准样本的非高斯风压的极值计算方法.首先介绍了风洞试验及试验数据处理的基本概况;然后在阐述经典Gumbel极值理论的基础上,根据观察极值的相互独立性推导了短时距下极值分布参数和长时距下极值分布参数的关系式,给出了一种由短时距样本推算长时距下的极值估算方法;最后基于风洞试验数据,将常用极值估算方法(峰值因子法、改进峰值因子法和Sadek-Simiu法)和该方法的计算结果进行了比较.得到如下结论:将一个标准长度的非高斯风压时程数据划分成若干等长的子段,可以通过子段的极值分布规律准确地估算出母段的极值期望值,子段的最佳分段长度可以通过自相关分析给出;与常用的极值估算方法相比,该方法更能准确估计非高斯风压的极值.

关键词：非高斯风压极值风洞试验经典极值理论

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无线传感器网络上的极值区域查询处理

软件学报 2010年第8期21卷 1920-1935页

作者：熊蜀光李建中陈雷王新兵哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001 香港科技大学计算机科学系上海交通大学电气工程学院上海200240

提出了无线传感器网络上的一种查询——极值区域查询(peak region query,简称PRQ),即用户指定查询区域的大小和形状,例如半径为R的圆形区域,然后需要查询传感器网络中的某个区域,使得区域内传感器节点数据的某种聚集值最大.定义了极值... 详细信息

提出了无线传感器网络上的一种查询——极值区域查询(peak region query,简称PRQ),即用户指定查询区域的大小和形状,例如半径为R的圆形区域,然后需要查询传感器网络中的某个区域,使得区域内传感器节点数据的某种聚集值最大.定义了极值区域查询的概念,并提出一种集中式算法以求解查询结果.由于传感器节点的能量有限,为了降低查询处理过程中的能耗,提出了分布式算法EXQ(an algorithm for extreme value query processing).与集中式算法相比,EXQ不但显著降低了能耗,而且使得每个传感器的能耗更加平均,从而延长了网络的使用寿命.EXQ的基本思想是,将整个网络划分为若干相互重叠的子区域,对每个子区域通过本地数据聚集得到一个本地结果,然后对这些结果再进行全局数据聚集从而得到查询结果.从理论和实验两方面分析和比较了集中式算法和EXQ的能耗和节点负载分布.

关键词：无线传感器网络查询处理能量有效极值分布式算法

基于POT法确定风压系数极值的自动阈值选取与参数估计

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振动与冲击 2023年第16期42卷 138-146页

作者：陈元坤毛丹李寿科刘敏陈晓强陈俊孙洪鑫中南建筑设计院有限公司武汉430071 武汉大学土木建筑工程学院武汉430072 湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201

风压系数极值是确定建筑围护结构设计风荷载的重要变量。实现阈值自动选取和合适的模型参数估计方法是保证超阈值模型极值计算结果精确性的先决条件,也是当前超越阈值模型研究的热点和难点。以CAARC高层建筑刚性模型测压风洞试验数据为... 详细信息

风压系数极值是确定建筑围护结构设计风荷载的重要变量。实现阈值自动选取和合适的模型参数估计方法是保证超阈值模型极值计算结果精确性的先决条件,也是当前超越阈值模型研究的热点和难点。以CAARC高层建筑刚性模型测压风洞试验数据为基础开展超越阈值模型极值计算方法研究,通过对独立峰值数量和相关性研究独立峰值提取方法的性能;采用蒙特卡罗法研究4种不同的广义Pareto分布参数估计方法的性能,给出最佳参数估计方法选择建议;提出基于形状参数或极值估计结果稳定性的变点-局部比较阈值自动选取新方法。研究结果表明,基于变点理论-形状参数/极值稳定性阈值自动选取方法具有较小的样本依赖性,以及有较好的样本非高斯适用性,由此构建的改进超越阈值模型计算风压系数极值与标准极值的偏差小于5%,且完全实现阈值客观、自动选取,研究结论完善了小样本风压系数极值估计方法,对确定建筑围护结构设计风荷载具有重要意义,且可推广到其他极值估计领域。

关键词：超越阈值模型极值阈值选取参数估计独立峰值风压系数风洞试验

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基于结构响应极值前四阶矩的桥墩抗震可靠度

振动与冲击 2020年第7期39卷 36-42,50页

作者：张龙文卢朝辉湖南农业大学水利与土木工程学院长沙410128 北京工业大学城市减灾与防灾教育部重点实验室北京100124

为研究桥墩非线性地震响应下的抗震可靠度,引入随机函数-谱表示模型与高阶矩法,提出了基于结构响应极值前四阶矩的桥墩抗震可靠度分析方法。考虑三线型恢复力模型,建立了桥墩的单墩模型;利用随机函数-谱表示模型生成非平稳地震加速度时... 详细信息

为研究桥墩非线性地震响应下的抗震可靠度,引入随机函数-谱表示模型与高阶矩法,提出了基于结构响应极值前四阶矩的桥墩抗震可靠度分析方法。考虑三线型恢复力模型,建立了桥墩的单墩模型;利用随机函数-谱表示模型生成非平稳地震加速度时程样本并对桥墩进行非线性时程分析,在此基础上,建立了结构响应极值前四阶矩(均值,标准差,偏度和峰度)的计算框架;最后,考虑桥墩位移界限,给出了桥墩位移的功能函数,进而利用高阶矩法计算桥墩抗震可靠指标。通过对桥墩结构分析,验证了该方法的高效性与精确性;计算结果表明:与Monte Carlo模拟结果相比,该方法计算的前四阶矩、抗震可靠指标(失效概率)的最大相对误差分别为0.28%,1.92%(4.92%),该方法为桥墩抗震可靠度评估提供了一种有效的途径。

关键词：抗震可靠度极值前四阶矩桥墩随机函数-谱表示

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20世纪暴雨和洪水极值的年代际变化

水科学进展 2006年第1期17卷 89-94页

作者：关铁生王家祁南京水利科学研究院江苏南京210029

利用20世纪100年(特别是后50年)2万多个雨量站和175个大中河流水文站的实测和调查雨量和流量资料,分析了中国大陆(外流区)暴雨和洪水极值的年代际变化,其中包括长期站暴雨的年代均值变化、20世纪50年点雨量极值的前后期平均值对比、最... 详细信息

利用20世纪100年(特别是后50年)2万多个雨量站和175个大中河流水文站的实测和调查雨量和流量资料,分析了中国大陆(外流区)暴雨和洪水极值的年代际变化,其中包括长期站暴雨的年代均值变化、20世纪50年点雨量极值的前后期平均值对比、最大点雨量发生年代分布和特大洪峰流量的年代分布。分别就5种历时、不同地区的暴雨洪水极值随年代的变化作了分析,揭示了变化的事实,计算了多项年代比率,探讨了影响因子。

关键词：暴雨洪水极值年代际变化年代比率

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低矮房屋风致结构响应极值不确定性分析

土木工程学报 2018年第5期51卷 68-74页

作者：冀骁文彭新艳黄国庆罗颖西南交通大学四川成都610031

风致结构响应极值估算在结构抗风的可靠度设计中十分重要。在整个极值估算过程中,由于许多不定或随机的因素存在(如:极值自身、估算方法、样本采集、极值概率模型等),得到的极值通常存在不确定性。在各种影响因素中,该文将考虑结构响应... 详细信息

风致结构响应极值估算在结构抗风的可靠度设计中十分重要。在整个极值估算过程中,由于许多不定或随机的因素存在(如:极值自身、估算方法、样本采集、极值概率模型等),得到的极值通常存在不确定性。在各种影响因素中,该文将考虑结构响应极值变量本身的随机特性,对任意分位点处响应极值的不确定性进行分析。首先,利用有限元软件对低矮房屋模型进行框架结构设计并优化,加载风压荷载得到结构响应时程数据。然后,基于Hermite多项式模型(HPM)转换过程方法,估算得到响应的极值Ⅰ型分布(Gumbel);基于该极值估算方法,提出时程样本偏度、峰度、零超越次数与Gumbel分布两个参数之间的经验公式。接着,考虑前四阶矩的不确定性,利用经验公式以及多步概率分析,对任意分位点处响应极值的不确定性进行估计。最后,给出相关结论。

关键词：风致结构响应极值 Hermite多项式模型经验公式不确定性

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水文气象极值统计推断的可靠性问题

水科学进展 2012年第4期23卷 575-580页

作者：董双林北京应用气象研究所北京100029

论述极值统计推断不可靠的表现、产生原因及提高可靠性的途径、可操作性方法和可靠性评价。提出收敛域准则、极大似然估计的精估计和粗估计、泛似然估计、多母体现象,应用超拟合现象、抽样误差、蒙特卡罗随机模拟等概念或方法,得出全国... 详细信息

论述极值统计推断不可靠的表现、产生原因及提高可靠性的途径、可操作性方法和可靠性评价。提出收敛域准则、极大似然估计的精估计和粗估计、泛似然估计、多母体现象,应用超拟合现象、抽样误差、蒙特卡罗随机模拟等概念或方法,得出全国各气象站多个气象要素的可靠极值统计推断结果,初步形成小样本统计理论。

关键词：极值统计推断可靠性收敛域准则蒙特卡罗方法小样本统计

高层建筑围护结构风压系数的概率特征及其极值POT估计

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振动与冲击 2023年第1期42卷 224-231页

作者：李寿科毛丹刘敏郭凡孙洪鑫陈元坤邓声祥湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 中南建筑设计院股份有限公司武汉430071 江西省建筑设计研究总院集团有限公司南昌330046

为获得高层建筑围护结构设计风荷载,通常需要考虑其表面风压系数的概率特征,进而进行极值估计。针对当前基于超越阈值模型的风压系数极值估计方法存在阈值选取困难,需要较大样本的不足,基于高层建筑标准模型进行风洞试验,首先研究其表... 详细信息

为获得高层建筑围护结构设计风荷载,通常需要考虑其表面风压系数的概率特征,进而进行极值估计。针对当前基于超越阈值模型的风压系数极值估计方法存在阈值选取困难,需要较大样本的不足,基于高层建筑标准模型进行风洞试验,首先研究其表面风压系数的概率特征,结果表明迎风区测点接近高斯分布,分离区测点风压系数母体接近Gamma分布,风压系数极小值接近GEV(general extreme value,GEV)分布;提出一种改进的POT(peak over threshold,POT)极值估计方法进行表面风压系数极值估计,进而与几种传统极值估计方法进行对比,结果表明改进POT极值估计方法可实现小样本的风压系数极值估计,其估计结果与大样本容量的标准极值偏差小于5%,且稳定性较好;最后给出了标准高层建筑模型表面极值风压系数。

关键词：围护结构风洞试验风压系数极值超越阈值(POT)方法 GPD概率分布 CAARC标准模型

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基于极值点的混沌系统参数估计方法及应用

华中科技大学学报（自然科学版） 2007年第9期35卷 121-124页

作者：王绍明岳超源罗海庚郧阳师范高等专科学校物理与电子工程系湖北丹江口442700 华中科技大学控制科学与工程系湖北武汉430074

根据连续混沌系统状态变量的数值具有多极值,且极值的大小和位置都是随机的特点,利用状态变量在极值处导数等于零,将混沌动力学微分方程在状态变量的极值点处化为代数方程,结合最小二乘法提出了基于极值点的混沌系统参数估计方法.在获... 详细信息

根据连续混沌系统状态变量的数值具有多极值,且极值的大小和位置都是随机的特点,利用状态变量在极值处导数等于零,将混沌动力学微分方程在状态变量的极值点处化为代数方程,结合最小二乘法提出了基于极值点的混沌系统参数估计方法.在获得采样数据的情况下,用该方法对洛伦兹混沌系统的未知参数进行了辨识,并用Matlab软件进行了仿真.抗噪声干扰能力测试结果表明,该方法具有较好的抗干扰能力,可用于估计连续混沌系统未知参数.

关键词：参数估计混沌系统状态变量极值最小二乘法