解决多重命中易损性评价的一种改进的马尔可夫链法

本文提出了一种解决多重命中易损性评价的改进的马尔可夫链法 ,用动态转换矩阵替代静态的转换矩阵 ,给出了求解动态转换矩阵的解法 ,并用该方法进行了实例计算。

均生函数、马尔可夫链法在中长期洪水预报中的应用

中长期洪水预报,影响因素多,目前科技手段难以在很长预见期内实现准确预知。通过对均生函数、马尔可夫链法综合应用,对比分析,可以确认是值得推广应用的新方法。

基于有限马尔可夫链嵌入法的智慧路灯系统联合Signature计算

智慧路灯是现代化建设背景下的重要基础设施载体,集照明设备和传感设备于一体,并且可以根据实际应用的场景布放各种功能模块。城市管理部门需要根据不同路段的车道类型,选择适合的路灯型号和铺设方式。为了描述路段上由智慧路灯构成的可靠性系统的结构特性,本文构建了共用部件的线形n中取连续k型冗余系统模型,并针对这类系统给出了基于有限马尔可夫链嵌入法的联合Signature计算方法。和基于定义的方法相比,该方法有统一的表达式,不仅提高了计算效率,还降低了计算的复杂度。最后,本文通过算例演示了该方法的运算效率,并讨论了其可能的应用与改进。

基于马尔可夫链蒙特卡洛法的独立风光柴储微网运行风险评估

基于马尔可夫链蒙特卡洛法对独立风光柴储微网的运行风险水平进行了评估。基于马尔可夫状态概率转移矩阵建立了风电和光伏的发电可靠性模型,该模型综合考虑了风光资源变化的随机性和连续性,以及温度对光伏出力的影响。在此基础上,根据微网运行策略确立储能和柴油机的出力。通过风险评估指标体系,采用马尔可夫链蒙特卡洛法评估微网的运行风险。算例以欧洲典型微网为例,验证了马尔可夫链蒙特卡洛法的正确性和有效性,并从马尔可夫链状态数、风/光容量配比、发电/负荷比3个方面评估了对微网运行风险的影响,算例结果可为微网系统的规划、设计和运行提供参考。

有限马尔可夫链嵌入法在系统失效率计算中的应用

引入有限马尔可夫链嵌入法计算复杂系统的可靠度函数,并利用系统可靠度函数与失效率函数之间的关系,导出复杂系统失效率函数的一般公式及计算步骤.针对单元间相互独立,且服从不同寿命分布的一般性复杂系统,给出了应用该方法计算失效率函数的实例.该方法解决了传统方法无法解决的复杂系统的失效率问题,并且运算过程具有可操作性.为深入了解复杂系统的性质奠定了基础.

基于马尔可夫链嵌入法的两阶段Start-Up验证试验模型

为了给出两阶段start-up验证试验模型相关指标的解析表达式,构造了符合两阶段start-up验证试验模型状态转移规律的马尔可夫链.应用马尔可夫链相关理论给出了试验次数的期望、方差、分布律、分布函数,以及接受和拒绝产品的概率矩阵表达式.数值示例表明,对于各种参数的两阶段start-up验证试验模型相关指标求解问题,有限马尔可夫链嵌入法比概率生成函数法更加有效.

基于马尔可夫链-蒙特卡洛法的碳酸盐岩三维数字岩心模型重构

数字岩心技术起源于储层岩石微观孔隙结构建模研究,基于岩石的二维统计特征信息或三维扫描成像,是利用一系列图像处理算法或数学方法实现三维数字岩心的模型重构,并在此基础上进行岩心微观表征及物理特性分析的方法。目前常用的三维数字岩心数学建模方法分为随机法和过程法两大类,其中马尔可夫链蒙特卡洛法(MCMC法)是一种随机方法,其以计算速度快、适用范围广和可体现各向异性等优势被广泛使用。以碳酸盐岩为研究对象,利用MCMC法建立了不同图像尺寸的碳酸盐岩三维数字岩心,并对建模结果进行了分析。结果表明,由于MCMC法中选取用于计算转移概率的邻域模板的长度有限,重构结果受其图像尺寸影响较大;当图像尺寸较小时,重构三维数字岩心模型切面的孔隙度与原始二维图像切面的孔隙度符合度较高,建模结果较为理想;图像尺寸较大时,重构三维数字岩心模型切面的孔隙度与原始二维图像切面的孔隙度差异较大,建模效果不佳。因此,利用MCMC法重构三维数字岩心模型时,应选择合适的图像尺寸,尽可能建立最接近真实岩心的三维数字岩心模型。

基于贝叶斯方法的破损滤袋反演定位及不确定性量化分析

针对大型工业袋式除尘器破损滤袋智能反演定位的不确定性量化问题,文中基于贝叶斯定理,将反问题的先验信息、理论模型、观测数据转化为反演解的后验概率分布,从而实现将破损滤袋反演定位的不确定性量化为反演结果的不确定性。首先采用数值模拟技术,建立袋式除尘器气固两相流的正向模拟模型,获得反映其输入输出关系的样本数据,然后训练替代模型来代替正向模拟模型,从而提高反演效率,最后通过对整个模型空间进行抽样得到观测信息下破袋位置的后验概率分布。研究结果表明:30组试验,破损滤袋定位的准确率为100%,滤袋破口面积反演结果的平均相对误差为1.50%,最大相对误差为4.15%,最小相对误差为0.02%,抽样数据的方差平均值为17.20,方差最大值为75.15,反演结果误差较小,置信区间范围较窄,抽样数据离散程度较低;将传感器测量误差及单一传感信息造成的不确定性,量化为反演结果的准确率、相对误差、方差及置信区间大小,避免了反演结果的不适定性。与确定性方法相比,贝叶斯反演方法能够实现破损滤袋定位及破口面积判断的同时对反演结果进行不确定性量化,为研究人员提供更加丰富的破袋信息。

面向频率响应容量规划的快速随机生产模拟算法

在新型电力系统频率响应容量规划中,由于需要计及频率动态过程而进行时域仿真,已有仅考虑供需功率偏差的随机生产模拟方法已不再适用。针对新型电力系统的多资源结构,设计了包含风电、火电、燃气轮机发电、水电以及储能设备等资源类型的随机生产模拟算法框架,基于参数聚合与惯性环节拟合,建立了多资源的系统频率响应聚合模型,通过系统开环实现对最大频率偏差的解析分析,进而达到频率动态过程快速分析的目标。仿真算例表明:与基于时域仿真的传统方法相比,所提方法在满足计算精度的前提下,计算效率显著提升,可较好地满足快速频率响应备用容量规划制定的需求。

计及MCMC方法的电网概率检修计划指标优化模型

电力检修是保证电力系统正常运行的重要环节,有效的电力检修计划安排将大幅提升电网运行的可靠性。通过设备状态分级、设备运行年限、设备运行成本等指标构建概率检修模型,实现检修计划的优化,采用概率检修计划优化策略提高电网可靠性和经济性指标,并在检修模型采用马尔可夫链-蒙特卡洛法用于提高模型准确度。最后通过仿真对概率检修模型与传统检修模型进行分析比较,在确定最优检修概率的同时,突显了概率检修模型的优越性,为电力产业价值链体系中电力检修环节的完善提供理论基础。

考虑多失效行为的平衡系统可靠性建模与计算

平衡系统的可靠性建模与相关指标计算是可靠性理论与工程领域的研究热点之一。针对由多部件构成的串联平衡系统,假设每个部件受环境冲击影响逐渐退化,呈现出多种状态;系统的性能平衡取决于部件的状态及其排列位置,即当系统中退化程度超过某一阈值的部件分布在某一特定区域时,系统失去性能平衡。考虑单部件失效导致系统失效和三类系统性能失衡导致系统失效四类失效行为,构建了考虑多失效行为的平衡系统可靠性模型。运用有限马尔可夫链嵌入法推导了部件的相关概率指标以及系统可靠度。最后以液压支架系统为例,验证了所提出模型与方法的有效性。

经济预测之两方法

经济预测是决策不可缺少的重要依据。本文以所收集的三个实际问题为例 ,阐释了季节波动法。

基于MCMC法进行电压跌落随机预估方法的研究

针对电压跌落随机预估中蒙特卡洛法(MC法)静态性、计算效率低、耗时长的缺陷,提出基于马尔可夫链蒙特卡罗法(Markovchain Monte Carlo,MCMC)对电压跌落进行随机预估。研究建立了电压跌落故障状态变量的数学模型,并利用Matlab建立了IEEE-9节点测试系统模型,使用Gibbs抽样法得到故障模型的状态变量。通过分析电压跌落幅值的概率分布,并用MCMC法和MC法分别对电压跌落指标进行仿真计算。仿真结果表明,该方法较蒙特卡罗法稳定性好,收敛速度快,计算时间短。

几种改进的粒子滤波算法性能比较

粒子滤波算法摆脱了解决非高斯滤波问题时随机量必须满足高斯分布的制约,近年来广泛应用于跟踪与定位研究中。与粒子滤波有关的一个普遍问题是退化现象,增加粒子个数可以部分的解决这个问题,同时马尔可夫链的引入可以使粒子分布更加合理,因此建议分布的选择是至关重要的。分析粒子滤波原理后,将马尔可夫链蒙特卡罗法方法引入粒子滤波算法的实现中,结合扩展卡尔曼滤波和不敏卡尔曼滤波两种建议分布进行仿真。仿真结果展示了改进的粒子滤波算法的良好性能,而且粒子退化现象得到有效遏制。

基于骨架网络模型的岩石粒径分析方法

应用扫描电子显微镜,获取岩石的二维灰度图像,并进一步分割得到岩石的骨架和孔喉结构。利用马尔可夫链蒙特卡洛法构建三维数字岩心,提取相应的三维孔隙网络模型。根据其逆过程提出骨架网络模型的提取方法,可对岩石粒径进行定量分析。最后对三块低渗透岩心样品的颗粒半径、孔隙半径和喉道半径等结构参数进行对比分析,得到各样品结构参数之间的定量关系。研究表明,基于网络模型的岩石粒径分析法能够快速获取岩石的结构参数,对油藏岩石结构参数进行定量表征,大大缩短实验数据获取周期,为岩石结构参数分析提供了一套有效的研究思路。

改进的MMLT全局照明渲染算法

针对多通路Metropolis光能传递算法(MMLT)不能很好地保证路径样本在路径空间中的连贯性,对子路径的重用率也较低的问题,提出了一种改进算法.通过先采样路径样本再从中选择的方式提高子路径重用率;然后对路径样本进行空间排序,以提高路径空间中的连贯性;最后设计了一套权值策略来决定不同采样方式所占比重.实验结果显示,该算法能够在相同条件下产生噪声更小的结果.

含高比例风电系统随机备用调度研究

高比例风电并网对电力系统备用容量调节能力提出极大的挑战。为弥补风电场计划出力与实际出力之间的偏差,电力调度须额外预留上、下旋转备用容量。利用随机机会约束优化理论,计及违反安全约束风险,提出了一种考虑风电出力不确定性与自动发电控制(automatic generation control,AGC)机组出力特性的日前随机备用调度模型。首先,基于马尔可夫链蒙特卡洛(Markov chains Monte Carlo,MCMC)法生成风电出力场景,并利用违反机会约束的概率及置信参数自动确定所需生成场景数量。其次,全面考虑了AGC机组备用出力特性及运行约束,并将备用成本纳入目标函数,可同时得到常规机组最优出力计划与AGC机组备用容量的最优分配系数。最后,将所构造的随机备用调度模型等效为半定规划(semidefiniteprogramming,SDP)问题进行直接求解。通过IEEE 30节点系统进行算例分析,验证了所构造的随机备用调度模型的有效性。

长江经济带制造业服务化梯度推进路径研究

作为我国承东启西极其重要的经济纽带,长江经济带汇聚了一大批优秀的制造业企业,是中国的"制造工厂",作为国家战略发展重点,长江经济带的制造业亟需转型升级。利用核密度分布和马尔可夫转移矩阵对长江经济带制造业服务化水平的分布和动态演进进行了分析,发现11省市制造业服务化水平整体较低,有向低水平收敛的趋势,两极分化严重,从稳态分布看,短期内将保持较大差异,难以实现均衡。再从服务化中间投入和服务化水平两个维度对11个省市的3大类制造业进行了分类,发现沿长江经济带从下游至上游呈现逐渐降低的梯度分布格局,提出了"三步走"的梯度推进路径,并结合上、中、下游的产业、资源和交通等特点,提出了制造业服务化梯度推进的合理建议。