Monte Carlo方法在移动通信可靠性分析中的应用

文章主要探讨Monte Carlo方法在移动通信可靠性分析中的应用,并引入重要抽样技术对Monte Carlo方法进行优化。首先,文章介绍Monte Carlo方法的基本原理及其在移动通信可靠性分析中的应用。其次,引入重要抽样技术对该方法进行优化。最后,利用优化网络工程工具(Optimized Network Engineering Tools,OPNET)模拟平台构建相应的移动通信网络模型,并对比Monte Carlo方法和本文研究的优化方法在不同样本数量下的性能差异。结果表明,重要抽样技术的引入显著提高了Monte Carlo方法在移动通信可靠性分析中的准确性和效率,减少了方差,验证了该方法在移动通信可靠性分析中的有效性和实用性。

基于Monte Carlo的风力机叶片强度可靠性分析

随着风力机应用数量增多,以及应用规模扩大,风力机叶片可靠度的保证尤为关键。利用Monte Carlo客观分析叶片强度可靠性,为叶片安全状态长效维持提供依据,实现风力机的平稳运转。该文在介绍Monte Carlo的基础上,分析风力机类型及其叶片状态和叶片参数,并以有限元模型构建的方式分析风力机叶片载荷及强度,最后探究基于Monte Carlo的风力机叶片可靠性。

离水辐射非朗伯特性的Monte Carlo模拟及分析

水体光场的非朗伯特性（二向性）是目前水色反演算法中的误差因素之一．随着新一代高精度水色遥感器的发射，原来的许多次要因素已变得不可忽略．为研究水体光场的非朗伯特性，首先建立了一个三维ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ海洋光学模型，并利用国际上提出的７个海洋光学标准问题中的４个对模型的正确性进行了检验；在此基础上，模拟了不同太阳天顶角、体成分等参数对离水辐射率的方向特性的影响．模拟结果表明，在一定的遥感器－太阳－像元几何条件下，同一水体的光场二向性带来的离水辐射率变化可能大于已有的业务化水色大气修正算法反演高水辐射率的误差．模拟结果对水色遥感中正确进行现场数据获取及遥感与地面数据比对有一定的意义．

基于Monte Carlo方法的由GPS观测计算地应变率的误差分析

在利用GPS观测计算地应变率中,应变率的误差分布在地球动力学研究中非常重要.为解决这一问题,文中提出基于MonteCarlo技术,利用GPS观测的速度计算地应变率进行误差分析的方法;以青藏高原地区为例,利用带有误差的GPS观测数据进行了大量、独立的应变率重复计算,然后运用统计方法给出了应变率分量及其误差的分布.结果显示青藏高原的喜马拉雅及中东部地区地应变率的东西向、南北向及剪应变率分量的误差相对较大,但整个青藏高原及附近地区应变率结果稳定可靠;研究结果进一步表明,由GPS观测计算应变率的误差主要决定于GPS观测速度的误差,在变形小的区域(如中国东部地区),目前GPS的观测精度还不能完全满足地应变率计算的要求.

基于ANSYS中Monte-Carlo法对带局部夹套卧式容器的可靠性分析

利用ANSYS有限元软件对带局部夹套卧式容器进行应力分析,获得了卧式容器的应力强度分布图,可知该卧式容器的最大应力强度发生在夹套堵板与筒体连接位置靠上的部分,最大应力强度为208.628 MPa。然后利用ANSYS有限元软件中的蒙特卡罗(Monte-Carlo)法来分析该卧式容器的可靠性,经过分析,获得了卧式容器在置信度为95%的情形下,初值极限状态Z<0的概率平均值为2.622 54%,即说明容器的可靠度为97.377 46%,并绘制了Z在置信度为95%的情形下的输出结果参数的灵敏度图。通过此次分析证明了该卧式容器是安全的,再次证明了ANSYS有限元软件中的蒙特卡罗法对复杂结构进行可靠性分析是可行的,为压力容器实际工程应用中提供了可靠的、高效的理论依据。

不确定性结构区间分析的改进Monte Carlo方法

将结构系统中的不确定性参数用区间数来表示,建立了系统的区间有限元控制方程。利用Monte Carlo数值仿真方法对区间有限元控制方程进行求解,得到了结构的位移和应力响应区间。并针对一般Monte Carlo方法在区间仿真中存在的缺陷,对其进行了改进,使其计算效率大为提高。数值仿真算例表明:经改进的Monte Carlo方法仿真求解计算量大为减少,且能给出较高精度的响应区间,并克服了区间运算中的扩张问题。

基于Monte Carlo指数平滑订单预测与决策分析

目的为了解决电商企业订单到达的不确定性和仓储运营的特殊性造成的人员配置不合理问题,提出一种构建基于订单预测和产线平衡为目标的Monte Carlo季节指数平滑和作业产能模型。方法应用概率统计方法解决信息不完全下订单预测问题。通过该方法对季节指数平滑法中的平滑系数进行优化,以修正预测模型,然后用Crystal ball软件对预测值进行产线调度优化。结果算例分析表明,使用该方法进行预测时,精度提高了45%,并将预测值用于拣选作业产能安排,确定了最优人员数量和工时分配方案。结论可以为电商类企业提供准确的订单预测信息,以及合理的作业人员配置方案,提高了企业的运行效率。

基于Monte Carlo法的垃圾填埋场平移破坏可靠度分析

垃圾土力学特性指标在空间和时间上都存在很大的变异性。垃圾土力学特性指标主要用于填埋场边坡稳定分析中。首先,基于极限平衡原理的双楔体法获得可靠度分析的状态函数;然后,运用Monte Carlo法分析了垃圾土力学特性指标变异性对填埋场边坡稳定的影响。通过研究发现,随着样本数的增加,失效概率的标准差逐渐减小,但趋势减缓;随机产生8000样本数可以满足Monte Carlo法可靠度分析的收敛要求;考虑了垃圾土变异特性的填埋场可靠度分析,安全系数的概率分布并不只有一种分布,而是在正态分布与对数正态分布之间随机发生;所提方法所得可靠度指标值相比一次二阶矩法所得偏小,且该方法的随机分布性以及可操作性,使得这种方法能更好地评估填埋场的稳定性。

基于Monte Carlo方法的战斗部部件质心偏移量仿真分析

针对导弹技术远程化、高命中率的发展趋势,为在设计阶段掌握质心偏移的情况,以尺寸误差为主要分析对象,探讨了质心偏移产生的原因。以某导弹战斗部部件为例,采用极值法与Monte Carlo方法计算了质心偏移量。结果表明,采用极值法计算得到的结果属于小概率事件,而Monte Carlo方法基于大多数机械化零件在公差范围内呈正态概率分布的事实,能够更真实地描述质心偏移的情况。

基于Monte Carlo模拟的三维剖面地质界线不确定性分析

三维剖面地质界线是构建三维地质结构模型的重要基础数据,其不确定性会影响三维模型的几何形态和属性分布。以单一分布为假设前提的统计学不确定性分析方法掩盖了其他概率分布特征对模型的影响。突破单一误差分布条件的假设前提,本文使用Monte Carlo方法模拟了不同概率分布情况下地质剖面数据中地质界线的抽样采集,以及地质界线空间分布的不确定性;依托地质界线空间位置与地质属性的耦合关系,提出了用地质属性概率分布实现地质界线空间不确定性的定量可视化,并结合实际地质剖面探讨了多种概率分布条件下地质界线的空间不确定性。实例研究表明,基于Monte Carlo模拟的不确定性分析方法可以突破单一误差分布假设条件,结合地质属性概率可充分揭示出建模数据的内在不确定性与模型外在要素形态之间的耦合关系。

基于方差分析的Monte-Carlo制导精度分配方法研究

传统的Monte-Carlo制导精度分配法是将所有的误差源纳入到精度分配中,在处理多误差源、多误差水平分配时,会导致仿真时间的增加。为此,将方差分析引入待分配项的确定中,并以某空地导弹精度分配为例进行了仿真分析。仿真结果表明,基于方差分析的Monte-Carlo制导精度分配方法大大减少了计算时间,且所设计的精度分配方案能满足工程设计要求。

基于Monte-Carlo方法的土石围堰挡水导流风险分析

运用Monte -Carlo方法模拟施工洪水入库过程和导流建筑物泄流的随机性 ,通过仿真分析确定上游围堰堰前水位变化过程及其分布函数。在此基础上 ,根据导流建筑物的设计规模确定导流系统的风险。通过实例验证分析说明 ,研究方法和计算模型是可靠的、适用的。

基于Copula函数和Monte Carlo法的防洪调度风险分析

以黄河万家寨水库为例,采用Copula函数构建洪峰和洪量的联合分布模型,随机抽样模拟洪峰和洪量系列并转化为洪水过程线,同时考虑泥沙淤积和泄流能力不确定性影响,在给定汛限水位和调洪规则下调洪演算模拟洪水。结果表明,水文因素的随机性、库容与水位关系的不确定性是万家寨水库防洪风险的主要影响因素,泄流能力不确定性对水库泄洪影响不明显,并获得了各汛限水位方案下水库的防洪风险率,为万家寨水库前汛期汛限水位选择提供了参考依据。

地基承载力上限分析中的Monte Carlo搜索技术

Greco提出的临界滑裂面搜寻的Monte Carlo搜索技术具有原理简单、适应性强、搜索性能好及容易编程实现等优点,目前该类方法已在边坡稳定的优化计算中有许多成功的应用。为能够在多块体上限法求解地基极限承载力的优化计算中应用Monte Carlo搜索技术,基于上限法相容速度场的要求及地基承载力问题的特点,对Monte Carlo搜索技术实现中的目标函数、几何约束条件、初始破坏面的产生以及收敛准则等重新进行了设置。由于Monte Carlo搜索技术随机性的特点,某一次的搜索优化往往存在陷入局部极值的危险,为解决这一不足,采取了随机设置多次初始破坏面分别进行搜索优化的办法,计算表明,优化效果很好。通过对实际问题的计算以及对比发现,Monte Carlo搜索技术在此处多块体上限法求解地基承载力问题中的优化应用是相当成功的。此外,由于此处的优化是以破坏面上的节点为对象的,因此,不但可以方便地考虑三角形块体的优化,而且也可以方便地考虑四边形块体的优化问题,其适用性更强。

基于Monte Carlo的砂土地震液化危害概率分析方法

针对砂土地震液化危害具有随机性和不确定性,提出了砂土地震液化危害的概率分析方法,即用概率表示不液化、轻微液化、中等液化和严重液化,并给出了采用Monte Carlo法(蒙托卡罗法)计算液化危害概率的表达式。采用该方法对一算例进行了分析,认为概率分析方法能较清楚地反映液化危害程度。

基于BP网络和Monte Carlo法相结合的堤防渗流稳定可靠度分析

将可靠度理论应用于堤防工程的渗流稳定分析,传统Monte Carlo法与有限元相结合时存在有限元计算次数多,计算量大,计算时间长等不足。将BP网络和Monte Carlo法相结合,根据堤防渗透破坏的特点,考虑土体抗渗材料参数的变异性及其相关性,建立了堤防渗透破坏有限元计算模型,并运用编制的渗流可靠度分析程序进行计算分析。以某堤防典型断面为例,计算分析了该堤防渗流破坏的概率,给出了除险加固意见,结果较好地反映了工程实际情况;与传统Monte Carlo法所需有限元计算次数和时间进行比较,大大减少了有限元计算的次数,从而节约了计算时间,提高了工作效率。

随机竞争策略在Monte Carlo算法中的性能分析

随机算法在组合优化问题中具有广泛的应用 ,L as Vegas算法和 Monte Carlo算法是主要的两类随机算法 .随机算法的性能和稳定性常常得不到保证 ,以往的研究针对 L as Vegas算法提出了一种有效的性能改进策略——随机竞争策略 ,但其在 Monte Carlo算法中的性能尚未被研究 .文中研究了随机竞争策略对 Monte Carlo算法性能和稳定性的影响 ,分析了使其效率大于 1的条件 ,在求解 TSP问题时的实验结果显示该策略具有显著的应用价值 ,在同等时间内能够将解的质量提高一倍以上 .

基于Monte Carlo抽样的近海隔震桥梁地震易损性分析

通过选取我国近海某一隔震桥梁为算例,引入氯离子侵蚀的影响,考虑桥台、板式橡胶支座、桥墩等构件损伤,提出了考虑各构件地震需求相关的全桥系统易损性计算方法。首先对混凝土结构中钢筋锈蚀机理及过程展开了研宄,建立了钢筋屈服强度及直径的退化公式;其次考虑了地震动和结构的不确定性,最终分别基于一阶可靠度理论和Monte Carlo抽样形成了全桥的系统易损性曲线。计算结果表明:对于隔震桥梁而言,板式橡胶支座最容易发生损伤破坏;全桥系统比任何单一构件都更容易发生破坏,采用全桥易损性曲线评价桥梁的抗震性能更加合理;基于Monte Carlo抽样考虑各构件地震需求相关得到的全桥系统真实易损性曲线才能真正反映结构体系的实际抗震性能。

球罐BLEVE碎片抛射的Monte-Carlo分析

多米诺效应是引发化工厂发生重大灾害性事故的主要原因之一,其总后果的严重性远远超过初始事故后果的严重性。目前研究多米诺效应主要考虑热辐射、超压和碎片3种扩展向量,其中爆炸碎片具有很大的随机性,而且破坏后果常常很严重。对爆炸碎片的研究是个热点和难题。本文以墨西哥城液化石油气爆炸事故中球罐发生沸腾液体扩展为蒸气云爆炸(BLEVE)为例,通过Monte-Carlo方法模拟,利用有关的数据和资料确定爆炸碎片产生和飞行中的不确定性参数的概率密度分布,从而计算出碎片的抛射范围。并在此基础上,考虑目标容器和风的影响,将二维轨迹方程扩展为三维方程,并计算得到在给定位置处的目标容器受到碎片冲击的概率。本文的研究结果对于定量评价球罐发生BLEVE之后碎片所造成的危险分析具有重要意义。

基于Monte Carlo法的改进型Delta并联机构运动可靠性分析

建立了改进型Delta并联机构的运动位置误差模型,模型不仅考虑构件几何误差,而且在机构动力学研究基础上考虑了的机构主动关节刚度和杆件弹性变形误差因素。结合MATLAB软件生成伪随机变量作为机构可靠性分析的随机抽样试验参数。当机构按某运动规则运动时,利用Monte Carlo法采用点评价方式,得到不同运动时刻机构的运动位置可靠度和机构末端误差的均值和方差。通过对不同误差模型可靠度数据对比,发现机构主动关节刚度和杆件弹性变形误差对机构可靠性的影响不可忽视。