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基于RE-GAN的调制信号开集识别算法

系统工程与电子技术 2023年第10期45卷 3321-3328页

作者：秦博伟蒋磊许华牛伟宇空军工程大学信息与导航学院陕西西安710077

为解决轻量化模型下调制信号开集识别准确率不高的问题,设计了一种数据重建和极值理论生成对抗网络模型,包含一对相互对抗的网络:重建网络和判别网络。首先,重建网络利用自编码器对信号进行压缩重建,将高维度数据压缩为低维表达。然后,... 详细信息

为解决轻量化模型下调制信号开集识别准确率不高的问题,设计了一种数据重建和极值理论生成对抗网络模型,包含一对相互对抗的网络:重建网络和判别网络。首先,重建网络利用自编码器对信号进行压缩重建,将高维度数据压缩为低维表达。然后,判别网络对压缩后的数据进行特征提取并建立各类数据的激活矢量集用以拟合极值分布。最后,通过极值理论求出已知和未知调制方式信号的概率。仿真实验表明,该模型显著降低了算法复杂度,不仅能对已知调制方式的信号进行充分学习和表达,还能干扰未知调制方式的信号,在信噪比大于0 dB时,针对8种已知调制方式和2种未知调制方式信号的识别准确率均达到93%。

关键词：数据重建极值理论生成对抗网络开集识别激活矢量

高速列车智能轮对应力谱测试及车轴裂纹扩展寿命分析

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中南大学学报（自然科学版） 2022年第5期53卷 1955-1964页

作者：王文静闫瑞国丁然张振先沙淼单巍北京交通大学载运工具先进制造与测控技术教育部重点实验室北京100044 中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111 中车长春轨道客车股份有限公司吉林长春130062 中国国家铁路集团有限公司北京100844

采用智能轮对在京沪高铁开展时速为350 km/h的高速列车的车轴动应力试验,测试里程达90余万km,建立实际运行状态下车轴关键截面的应力谱,基于测试结果分析上下行线路、速度等因素对车轴应力谱的影响,并根据极值理论建立用于评价车轴超声... 详细信息

采用智能轮对在京沪高铁开展时速为350 km/h的高速列车的车轴动应力试验,测试里程达90余万km,建立实际运行状态下车轴关键截面的应力谱,基于测试结果分析上下行线路、速度等因素对车轴应力谱的影响,并根据极值理论建立用于评价车轴超声探伤间隔的140万km台架试验谱,分别采用Paris公式与NASGRO方程预测140万km台架试验谱作用下卸荷槽区域裂纹扩展寿命,并通过车轴裂纹扩展台架试验进行验证。研究结果表明:高速列车动力车轴最大应力截面为卸荷槽根部截面,最大应力幅值为119 MPa;当车轴为导向轴时,其应力谱的应力极值与等效应力比作为非导向轴时增大约7%;随外推里程增加,车轴应力谱极值逐渐趋于稳定,140万km及1500万km外推应力谱的应力极值分别为121 MPa与127 MPa;初始深度为7.0 mm的半椭圆裂纹在台架试验140万km试验谱加载下扩展至7.5 mm,分别使用Paris公式与NASGRO方程进行数值分析时,裂纹深度由7.0 mm分别扩展至9.1 mm与7.7 mm,可知将Paris公式与NASGRO方程用于评估车轴剩余寿命时均具有保守性,NASGRO方程计算结果更接近试验值。

关键词：高速列车车轴动应力台架试验谱极值理论裂纹扩展寿命

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极值理论在人民币汇率风险测度研究中的应用

极值理论在人民币汇率风险测度研究中的应用

学位级别：硕士

2005年和2010年的两次市场化汇率改革以及2016年人民币被纳入特别提款权,使得我国外汇市场与外汇资产的关系更加复杂,有效度量人民币汇率风险已成为当务之急。国内外虽有学者通过引入极值理论和Copula理论构建风险价值VaR(Value-at-risk... 详细信息

2005年和2010年的两次市场化汇率改革以及2016年人民币被纳入特别提款权,使得我国外汇市场与外汇资产的关系更加复杂,有效度量人民币汇率风险已成为当务之急。国内外虽有学者通过引入极值理论和Copula理论构建风险价值VaR(Value-at-risk)模型来度量金融风险,但却较少有学者研究人民币汇率风险。传统的极值模型是假定数据在独立同分布的条件下进行分析的,然而人民币汇率序列并不符合这一要求。为了克服这种缺陷,本文首先在超阈值POT(Peaks over Threshold)模型的基础上,引入极值指标来描述数据的相关性结构,并用除串法消除数据的相关性,得到一种改进的POT模型。然后选用2010年6月19日至2020年12月14日,美元、欧元、日元和英镑对人民币汇率数据来验证模型,计算出0.95、0.975和0.99置信水平下的风险价值和期望损失ES(Expected Shortfall)。数据验证表明,改进的POT模型比POT模型显著降低了VaR和ES,其中欧元对人民币汇率的变化值最明显。其次在复合极值分布的基础上,将Poisson分布与GP分布(Generalized Pareto Distribution)相结合,给予变量新的解释,构建Poisson-GP复合超阈值分布。实证表明,该模型能较好的拟合人民币汇率序列,显著降低了VaR,提高了风险估计精度。本文最后利用Clayton Copula,Gumbel Copula,Frank Copula函数构造混合Copula模型,从而建立混合Copula-Poisson-GP-VaR模型。并用此模型对欧元和英镑对人民币汇率等权重组成的投资组合进行实证检验,结果表明,混合Copula模型拟合效果最好,较低置信水平下,单一Copula模型会高估风险,而且仅混合Copula-Poisson-GP-VaR模型在不同的置信水平下都通过了检验。最后在VaR值最小化的原则下,探究了汇率组合的最优投资比重。

关键词：人民币汇率风险极值理论 VaR Poisson-GP复合超阈值分布混合Copula

基于应变监测数据预测值的藏式古建筑木结构健康状态评估

同方学位论文库评论

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工程力学 2023年第2期40卷 112-123,134页

作者：杨娜李天昊赵恭民北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

为增加藏式古建筑木结构的安全冗余度,该文提出了短期应变监测数据预测方法,以此对藏式古建筑木结构健康状态进行预判性评估。以回廊结构为对象,利用Sobel算子与卷积神经网络方法处理传感器带来的多种数据异常。通过多项式回归和功率谱... 详细信息

为增加藏式古建筑木结构的安全冗余度,该文提出了短期应变监测数据预测方法,以此对藏式古建筑木结构健康状态进行预判性评估。以回廊结构为对象,利用Sobel算子与卷积神经网络方法处理传感器带来的多种数据异常。通过多项式回归和功率谱密度的方法确定应变监测数据组分。引入变分模态分解法对数据进行解耦,以Prophet算法预测短期温度监测应变,以Gumbel极值理论预测不同重现期下的人群监测应变。以不同重现期下的应变监测数据预测值的叠加结果确定需重点关注的结构位置和需立即修缮的结构位置,以满足藏式古建木构的预防性保护要求和最小扰动原则。

关键词：藏式古建筑木结构监测数据预测卷积神经网络 Prophet算法极值理论

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基于虚拟激励法列车脱轨系数概率统计研究

工程力学 2022年第1期39卷 219-227页

作者：周子骥张楠孙琪凯北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

为探讨高速铁路列车脱轨系数安全指标的随机特性,基于虚拟激励法与极值理论,采用多体动力学理论与有限元法建立车桥随机振动模型。采用垂向密贴、横向线性蠕滑轮轨关系建立车-桥耦合系统动力学方程;运用虚拟激励法将轨道不平顺转化为一... 详细信息

为探讨高速铁路列车脱轨系数安全指标的随机特性,基于虚拟激励法与极值理论,采用多体动力学理论与有限元法建立车桥随机振动模型。采用垂向密贴、横向线性蠕滑轮轨关系建立车-桥耦合系统动力学方程;运用虚拟激励法将轨道不平顺转化为一系列频率点处简谐荷载的叠加,将非平稳问题转化为确定性的时间历程问题,通过分离迭代法求得轮轨力功率谱;基于调制函数,采用谐波叠加法在每一时刻求和得到轮轨力时程样本;通过极值理论探究脱轨系数最大值概率分布函数并求得其最大值。同时讨论了不同挠跨比情况下,轮轨力功率谱的平稳特性。基于该计算模型,以24.6 m混凝土简支梁为研究对象,研究不同车速下脱轨系数极值分布情况。研究结果表明:极值分布能很好的求得不同车速下的脱轨系数极值;速度越大,脱轨系数极值分布的离散型越强,对应的99.73%置信度脱轨系数值越大;置信度99.73%对应极值能较好的控制住时域样本最大值;就所研究的工况而言,桥梁变形对轮轨力功率谱平稳特性的影响很小。

关键词：高速铁路脱轨系数虚拟激励法(PEM) 极值理论随机振动

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基于实测动应力分析的车轴台架试验谱编制

中国铁道科学 2022年第1期43卷 110-117页

作者：王文静闫瑞国丁然梁韵琪李忠文北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111

通过长距离线路动应力测试,编制适用于车轴磁粉探伤周期优化研究的台架试验谱。首先,分析测试结果中车辆载重、线路工况、运行交路对车轴动应力的影响,并考虑车轮失圆的影响,确定不同影响因素的灵敏度;然后,进行应力谱极值推断,得到车... 详细信息

通过长距离线路动应力测试,编制适用于车轴磁粉探伤周期优化研究的台架试验谱。首先,分析测试结果中车辆载重、线路工况、运行交路对车轴动应力的影响,并考虑车轮失圆的影响,确定不同影响因素的灵敏度;然后,进行应力谱极值推断,得到车轴外推应力谱;最后,得到台架试验谱,并开展台架疲劳试验。结果表明:车轴最大应力截面上的最高频次应力,在动车组满载运行时增大至空载运行时的1.2倍,在曲线和道岔工况下相较于直线工况分别增大了15.6%和13.0%;车轴动应力极值在动车组运行于不同交路时约有16 MPa的波动,随着外推里程的增加,极值逐渐趋于稳定;外推应力谱可划分为极值应力区、高频次应力区、过渡应力区3个区域,在应力分区的基础上等损伤建立了3级台架试验谱;在完成含表面2 mm深弦形缺陷车轴的108周次疲劳加载台架试验后,缺陷表面和根部未萌生微裂纹,车轴磁粉探伤周期延长具有较强的可行性。

关键词：台架试验谱高速动车组车轴动应力应力谱极值理论

考虑日前现货市场风险的电力负荷参与系统调峰控制模型

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电力系统保护与控制 2022年第17期50卷 55-67页

作者：韩小齐刘文颖庞清仑申自裕李亚楼新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206 中国电力科学研究院北京100192

我国发布的“双碳”政策进一步促进了以风光电为主的新能源发展,高比例新能源并网的同时带来了系统调峰问题。为增加系统的调峰能力,将电力可调节负荷逐步纳入系统调峰,使电力负荷参与现货市场交易可达到间接调峰效果,但负荷参与现货市... 详细信息

我国发布的“双碳”政策进一步促进了以风光电为主的新能源发展,高比例新能源并网的同时带来了系统调峰问题。为增加系统的调峰能力,将电力可调节负荷逐步纳入系统调峰,使电力负荷参与现货市场交易可达到间接调峰效果,但负荷参与现货市场交易存在一定的收益风险。为此,提出一种考虑日前现货市场风险的电力负荷参与系统调峰控制模型。首先,分析电力负荷参与系统调峰的作用机理。其次,在国内日前现货市场交易机制的基础上,基于VaR(Value of Risk)法与极值理论,对电力可调节负荷参与日前现货市场交易风险进行量化分析。基于此,同时考虑风光电出力与基础负荷的不确定性风险,建立考虑日前现货市场风险的负荷参与系统调峰双层控制模型,并通过KKT条件转化为单层混合整数线性规划。最后,通过实例仿真,验证所提模型的有效性。结果表明,所提模型在保证日前调峰效果的同时可提高负荷收益,为现货市场交易环境下的系统日前调峰提供可行的新思路。

关键词：调峰可调节负荷日前现货市场交易风险 VaR 极值理论

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系统性风险度量CoES的建模和检验

统计研究 2022年第1期39卷 132-145页

作者：顾云张栋浩杜在超黄在鑫西南财经大学经济与管理研究院西南财经大学金融学院复旦大学经济学院华中师范大学经济与工商管理学院

本文结合极值理论(Extreme Value Theory, EVT)和新的动态混合Copula(Dynamic Mixture Copula, DM-Copula)函数,提出了一种新的CoES估计方法DM-Copula-EVT。在EVT建模中,本文改进了阈值的选取方法以避免选择的主观性,并提出了一系列新... 详细信息

本文结合极值理论(Extreme Value Theory, EVT)和新的动态混合Copula(Dynamic Mixture Copula, DM-Copula)函数,提出了一种新的CoES估计方法DM-Copula-EVT。在EVT建模中,本文改进了阈值的选取方法以避免选择的主观性,并提出了一系列新的动态混合Copula以更好地刻画金融市场日益复杂的尾部关联性。此外,本文首次提出了检验CoES模型设定正确性的后验分析方法,包括无条件覆盖性检验和条件覆盖性检验。将本文建模和检验方法应用于我国金融市场,研究发现:相对于传统使用的t分布,EVT能更好地拟合指数的尾部分布;新的动态混合Copula函数能更好地刻画金融部门与系统之间的复杂关联性。

关键词：尾部风险 CoES 极值理论 Copula 后验分析

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基于动应力时域外推的构架疲劳寿命评估方法

振动．测试与诊断 2021年第4期41卷 762-771,834页

作者：王秋实周劲松宫岛王腾飞孙煜尤泰文陈江雪张展飞同济大学铁道与城市轨道交通研究院上海201804

获取具有代表性的动应力时域信号是对车辆进行结构疲劳分析的重要前提,仅依靠短时间测试所得的动应力时域信号进行疲劳寿命评估,其结果并不能反应结构在较长时间历程,甚至是全寿命周期下的抗疲劳服役性能。以某动车组转向架转臂定位安... 详细信息

获取具有代表性的动应力时域信号是对车辆进行结构疲劳分析的重要前提,仅依靠短时间测试所得的动应力时域信号进行疲劳寿命评估,其结果并不能反应结构在较长时间历程,甚至是全寿命周期下的抗疲劳服役性能。以某动车组转向架转臂定位安装座焊缝附近的某测点为算例,提出了基于极值理论的动应力时域外推的疲劳寿命评估方法。首先,选取该测点在镟轮初、中、末期的3组动应力时域信号,对其进行前处理与等权重组合;其次,应用极值理论对组合样本信号进行尾部概率分布拟合,并对模型的拟合优度进行检验;然后,根据拟合的概率分布函数对动应力样本进行相应倍数的时域外推,获得长时载荷作用下的动应力时域信号;最后,采用外推后的动应力时域信号进行疲劳寿命评估。结果表明:相比于常用的线性外推方法,基于时域外推方法的疲劳损伤增加了0.168%,安全运营里程减少了2670 km,评估更偏于安全。

关键词：转向架构架时域外推疲劳动应力极值理论