基于论据系统的带权定性概率推理机

定性概率推理是不确定性推理领域的一种重要方法。将定性概率推理的论据系统方法和抽象系统方法二者合而为一,在定性概率推理机(QPR)的基础上提出基于论据系统的带权定性概率推理机(WQPR)。首先扩展了带权定性概率网的定义,讨论了带权定性影响的对称性;其次将带权定性概率推理融入到论据系统中,提出WQPR推理系统,相比QPR能够在更精确的尺度进行不确定性推理,并证明了系统的正确性与完备性。

水电岩质边坡的稳定性概率分级方法研究

引入荷兰学者R.Hack等[1-3]提出的边坡稳定性概率分级(SSPC)方法,针对该方法在水电边坡稳定性评价中存在的两个局限性:一是仅适合于45 m以下边坡的稳定性评价和对完整岩石抗压强度的估计主观性和随意性较强,提出采用Hoek-Brown经验强度准则和边坡最大坡高经验公式,对SSPC方法中边坡岩体的抗剪强度和最大坡高进行修正。典型水电边坡实例的研究结果表明,SSPC修正方法对34个水电边坡稳定性评价的准确率为61.8%,对10个非构造性控制破坏的水电边坡稳定性评价的准确率达80%。SSPC修正方法对于水电岩质边坡的稳定性概率分级具有较好的适用性,可以为水电岩质边坡的稳定性快速评价提供一条新的途径。

基于粗糙集的定性概率网整合方法

由于子定性概率网(QPN)仅局限于表示子领域知识,为构建一个较大QPN进行知识的全面表示,基于粗糙集理论,提出了一种具有不同节点的多个子QPN整合方法。在QPN中,可将单个变量或多个变量的组合看做粗糙集中的一个属性。当多个QPN整合时,首先合并多个子QPN结构;然后,在保证不出现环路的情况下,根据粗糙集的属性间的依赖度向合并的QPN中添加有向边及其定性符号;接着,再根据属性间相对必要性来删除具有多个父节点的属性所不必要的冗余边,从而整合出较大QPN。最后,实验验证了该整合方法的可行性和有效性。

基于粗糙集的定性概率网推理冲突解决方法

定性概率是贝叶斯网的定性抽象,它以有向边上的定性影响代替贝叶斯网中的条件概率参数,描述了变量间增减的趋势,具有高效的推理机制。但定性概率网中信息丢失导致推理的过程中往往产生不确定信息,即推理结果产生冲突。以尽可能消除定性推理中的冲突为出发点,在构建定性概率网时,基于粗糙集属性依赖度理论求解出网中节点间的依赖度,以依赖度作为变量间定性影响的权重,并根据依赖度改进已有的定性概率网推理算法,从而解决定性概率网推理冲突。实例验证表明,该方法既保持了定性概率网高效推理的特性,又能有效解决冲突。

新疆白杨河年径流量丰枯趋势定性概率分析

白杨河位于新疆奇台与吉木萨尔两县交界区,发源于东天山博格达山脉北坡,五圣宫水文站是其水量控制站。文章选用五圣宫水文站1980-2015年年径流量,用马尔可夫预报技术对其2016-2020年年径流量丰枯趋势进行定性概率试报;选用1980-2020年年径流量,用同样方法对2021、2022年年径流量丰枯趋势进行定性概率预报。试报结果令人满意,预报结果可供参考。

不确定性知识的定性表示、推理及其应用——定性概率网研究综述

贝叶斯网是不确定性知识表示和推理的有效框架,定性概率网是贝叶斯网的抽象表示,它简化了不确定性知识的表示,加速了不确定性知识的推理.近年来,定性概率网成为了不确定人工智能和知识发现领域的一个重要研究方向.分析总结了目前定性概率网的挑战和研究成果,主要包括定性概率网的知识表示、推理及应用3个方面.表示方面,概括了定性影响、定性加协作、定性乘协作和原因间影响,并探讨了定性概率网表示机制存在的问题及主要解决方法;推理方面,描述了推理算法,探讨了定性概率网推理冲突问题,分析比较了解决推理冲突的主要方法;应用方面,概括了基于定性概率网的知识发现和决策支持的主要方法.此外,基于对现有研究成果的分析总结,也指出了定性概率网相关方面进一步研究的问题及重点.

基于定性互信息的定性概率网歧义性约简

针对符号传播算法在符号相反的两条平行路径上进行推理时常常产生歧义性,提出一种基于定性互信息的歧义性约简方法.首先,给出定性互信息的严格定义.然后,提出基于定性互信息影响强度的定性概率网,进一步区分影响强度,并证明具有强度的定性影响的对称性、传递性和复合性.最后在Antibiotics数据集上,通过与已有方法推理结果的对比实验,验证该歧义性约简方法的正确性和高效性.理论分析和实验结果表明,基于定性互信息的定性概率网既保留定性推理的简明性,又能够有效约简定性推理的歧义性.

概率及非概率不确定性条件下结构鲁棒设计方法

提出了在概率不确定性和非概率不确定性同时存在时的约束函数鲁棒性和目标函数鲁棒性的实现策略及结构鲁棒设计方法。将传统优化设计问题的约束条件改造成为能同时反映两类不确定性量波动变化影响的约束条件,以实现约束函数的鲁棒性;在传统优化设计问题目标函数中增加若干个关于目标函数灵敏度的新目标函数,构成一个多目标函数设计问题,以实现目标函数的鲁棒性。所提方法应用于一个10杆桁架结构设计,采用宽容排序法求解。计算结果表明,在相同的结构总质量限制条件下,目标函数鲁棒性程度随着变量不确定性程度的增加而降低;在相同的变量不确定性程度条件下,增加结构总质量能提高目标函数鲁棒性的程度。

电力系统概率充分性和概率稳定性的综合评估

采用概率方法对组合电力系统的充分性和稳定性进行综合评估。涉及内容包括元件运行状态模拟、网络拓扑分析、潮流计算、暂态稳定计算、有功发电再调度、无功-电压校正等的数学建模,多种紧急控制措施和发电再调度的模拟。文中给出了组合电力系统概率充分性和概率稳定性的综合评估算法流程和指标体系,并对IEEE测试系统的计算结果进行了分析,其结果证明了概率综合评估算法的必要性和可行性。

考虑并网风电随机波动的电力系统小干扰概率稳定性分析

提出了一种在考虑并网风电随机波动时,进行电力系统小干扰概率稳定性计算的分析方法。根据并网风电随机波动的概率分布函数,计算其概率特征参数(阶距和半不变量),并据此计算电力系统关键特征值实部随机波动的概率特征参数(半不变量和中心距),按Gram-Charlier级数展开计算关键特征根实部随机变化量的概率分布函数,从而确定电力系统小干扰概率稳定性。该分析计算方法可以一次性确定并网风电影响下的电力系统小干扰概率稳定性。

并行分解法用于交直流并联系统概率稳定性计算

介绍了交直流并联系统暂态稳定模型,分析了影响暂态稳定性的各种随机因素并提出了概率稳定性评估的定量指标。通过对扰动及系统响应的时序结构分析,提出了并行分解定理,从而建立起交直流并联系统概率稳定计算的并行分解Monte Carlo法。本文还通过算例说明了有关概念及方法的应用。

多运行方式下含风电场电力系统的小干扰概率稳定性研究

为了考虑系统的多运行方式,采用概率方法对风电场接入对系统小干扰稳定性的影响进行研究。首先采用插入式建模技术(plug-in modeling technique,PMT)建立适合小干扰稳定分析的完整的双馈感应风力发电机组(doubly-fed induction generator,DFIG)线性化模型;然后进行概率潮流计算,得到系统状态变量的概率描述,形成系统状态矩阵;最后应用概率特征根方法对系统进行求解分析,得到系统小干扰概率稳定性。以2个系统为例对风电场接入后的电力系统小干扰概率稳定性进行仿真分析,结果表明:风电场的加入使机电振荡模态特征值实部的概率分布变得相对分散;系统本地振荡模态稳定概率大幅下降,区间振荡模态稳定概率略有上升;通过加装电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS),可提高系统小干扰概率稳定性。

非概率不确定性及其对船舶坐墩配墩优化的影响

讨论了船舶坐墩配墩设计中存在的非概率不确定性及其描述。提出了一个非概率不确定性条件下船舶坐墩支墩配置优化设计的数学模型。着重分析了船体梁载荷和支墩组合刚度不确定性对设计结果的影响。计算结果表明,考虑参数不确定性后,配墩方案发生了变化,支墩结构重量也有所增加。增加的支墩材料是用于提高结构物抵抗不确定性参数波动变化的能力。相对于船体梁载荷不确定性,支墩组合刚度不确定性对设计结果的影响较大。

考虑参数不确定性的区域电-气联合系统的概率-模糊能流评估

电-气联合系统(EGS)中存在大量的不确定因素,而现有研究仅考虑了电、气负荷以及风电功率的概率不确定性对EGS能流分布的影响。为此,提出在EGS的能流分析中进一步考虑天然气管道及电-气耦合设备参数的不确定性,并根据这些参数呈现的不精确、受主观经验影响等特点,提出用模糊模型来描述其不确定性。在此基础上,以中压配电网和配气网耦合形成的区域EGS为对象,综合考虑上述概率、模糊不确定因素以及中压配电网的不对称、不接地特点,提出区域EGS的概率-模糊能流评估方法。所提方法以蒙特卡罗模拟、α-截集法和证据理论为基础,适用于区域EGS能流的概率评估、模糊评估以及概率-模糊综合评估。以33节点中压配电网以及11节点配气网构成的区域EGS为算例,验证所提方法的有效性。仿真结果表明,不计及天然气管道和耦合设备参数的不确定性,很可能导致对区域EGS能流分布的评估结果过于乐观,从而低估区域EGS的运行风险。

含概率与区间混合不确定性的系统可靠性分析方法

系统可靠性问题中通常存在大量的不确定参数,传统方法一般是基于概率模型对系统进行可靠性分析,但是实际工程中由于数据缺乏或试验条件的限制往往难以得到参数的精确概率分布.本文将结构体系一部分样本信息充足的不确定变量用随机变量进行描述,而另一部分样本缺乏的用区间表示,并提出了一种新的含概率与区间混合不确定性的系统可靠性分析方法.首先,基于一个高效求解方法获得单失效模式下结构的最小可靠度指标;再针对多失效模式下含概率与区间混合不确定性问题建立了系统可靠性分析模型;考虑各失效模式之间的相关性,通过线性相关度计算方法求得相关系数矩阵;最后提出了串联体系和并联体系可靠度求解方法.3个数值算例表明,该方法可以实现含概率与区间混合的多个非线性失效模式下系统可靠度的计算.通过对比传统的概率可靠性分析方法,本文方法只需要少量的不确定信息便可确保系统更加安全,更适合复杂结构系统可靠性的分析和设计.

含概率与区间混合不确定性的重力坝可靠性分析

针对重力坝可靠度分析中由于数据缺乏或监测条件限制难以得到各变量精确的概率分布的情况,提出了含概率与区间混合不确定性的结构可靠性分析方法,对于可得到精确概率分布的变量用随机变量进行考虑,对于无精确概率分布的变量用区间表示,并结合响应面法计算了广西红水河龙滩重力坝坝踵抗拉可靠度。结果表明,该方法只需少量的不确定信息就可对结构进行可靠性分析,更适合结构复杂、不确定性较高的水工建筑物结构。

含概率-区间混合不确定性的汽车正面碰撞可靠性优化设计

针对汽车正面碰撞中某些参数的概率分布函数中包含不确定的区间变量的问题,构建了一种汽车正面碰撞混合不确定可靠性优化模型,将基于误差比例选择技术的最优多项式模型引入整车碰撞分析中。由于存在区间参数,内层通过限制可靠度的区间下界建立概率约束,从而保证车身结构的安全性。采用了一种基于漂移向量的高效解耦算法,将嵌套优化问题转换为确定性优化和混合可靠性分析的序列迭代过程,避免了内外层嵌套寻优,实现了汽车正面碰撞可靠性优化的高效性。结果表明:优化后防撞梁、吸能盒和前纵梁的总质量减轻了2.35%,所有约束可靠度指标均得到满足,实现了保证车身轻量化要求下的车身和乘员安全性可靠性优化的目标。

基于定性动态概率网络的网络拥塞控制

网络拥塞已经成为了人们普遍关注的问题。目前,针对网络拥塞控制的研究,提出了一些具体的方法和建议,但其都不能很好地解决网络拥塞。定性动态概率网络(QDPNs)是目前进行动态地推理不确定知识领域最有效的模型之一。提出了一种基于定性动态概率网络的网络拥塞控制,该方法能够有效地对网络拥塞进行预测,在预测的基础上给出了相应的拥塞控制策略。

面向电力系统概率稳定性提升的风电虚拟惯量参数优化方法

利用转子中储存的机械能,风电机组能够为系统提供惯量响应,支持系统频率稳定。然而,虚拟惯量参数设置影响系统小干扰稳定性,不合理的参数设置可能导致系统失稳。为此,该文提出一种协同考虑系统概率稳定性的风电虚拟惯量参数优化方法。首先,考虑风电不确定性,以满足电力系统频率稳定性约束和小干扰稳定性约束的概率最大为目标,建立风电虚拟惯量参数优化模型。针对概率优化模型的求解难题,通过考虑系统允许最大扰动情况,将频率概率稳定目标转化为解析频率稳定约束;同时利用解析累积量方法推导小干扰概率稳定性的解析表达式。然后,针对概率稳定性目标函数与虚拟惯量参数灵敏度表达式难以直接获得的问题,以阻尼比作为中间变量推导目标函数与虚拟惯量的灵敏度,将灵敏度作为梯度,采用牛顿法对模型进行求解。最后,通过仿真分析验证了所提方法能够在保证系统频率稳定性的前提下有效提升系统小干扰概率稳定性。

大规模风电接入电力系统的概率小扰动稳定性分析与优化控制

确定性模型的特征值分析方法难以准确评估含大规模风电电力系统的小干扰稳定性,为此提出一种概率小干扰稳定的分析方法。首先,通过Weibull分布描述风速的不确定性,利用极大似然法并结合实测数据计算Weibull分布的形状参数及尺度参数。其次,提出基于点估计的小干扰概率稳定分析,利用半不变量法和Cornish-Fisher级数展开法拟合输出状态变量,获得输出变量的概率分布。最后,以区域振荡模式阻尼比为优化目标,以电力系统频率稳定为约束,优化风力发电系统的虚拟惯量控制参数,提高含大规模风电的电力系统小干扰稳定性。仿真计算结果表明,通过对风电机组的虚拟惯量参数优化,可提高含大规模风电的系统阻尼比,有效改善系统的小干扰稳定性,为高渗透率风电接入电力系统的安全可靠运行提供一定的理论基础。