珠海市16方位风速极值分布特征

为了更精确地定量描述珠海市的极端大风情况,采用基于POT的广义Pareto分布(GPD)方法,对珠海市2004—2022年逐日10 min最大风观测数据,分别进行了全风向风速和16方位风速的极值模拟,结果表明:香洲区东部、海岛、金湾区和高栏港西部的风速平均阈值较大。极端大风重现水平也最高,50和100 a重现期的重现水平分别达到了30和38 m/s以上,其中高栏港西部、海岛不仅平均大风较多,发生破纪录的极端大风概率也较大;大部分地区的极值指标较大,极端大风事件之间近似独立;斗门北部、高栏港、香洲东部的极端大风近年有明显增加的趋势。珠海大部分站点最大的极端大风风向都为NE、ENE和NNE。极端大风除了受到天气系统的影响,地形的影响也不可忽视。

基于Pareto分布的磁暴感应地电场极值测度模型

磁暴感应地电场为电力系统安全运行带来风险,研究极端磁暴地电场水平能够为量化并防御电力系统磁暴灾害风险提供理论支持.提出了基于极值理论的磁暴感应地电场极值测度模型.首先利用地磁观测数据构造年度最大地电场样本数据,建立地电场广义Pareto分布模型,然后利用剩余寿命图和Q-Q图检验模型,并通过Bayes方法估测模型参数,最后计算模型的分位数,即地电场极值测度.利用中国地磁台观测的52年磁暴数据,结合中国喀什地区大地典型结构,估算出喀什地区五十年一遇的感应地电场可达3.288 V.km^(-1),百年一遇地的感应地电场可达3.332 V·km^(-1).利用相同方法还估测了中国部分地磁台站所在区域的地电场极值.研究结果可为估计极值地磁暴提供新思路,也可为分析电力系统磁暴灾害风险提供数据支撑.

基于极值拓展模型的广东汕尾增水推算

为解决传统极值分布的尾部趋于零的速度快而导致的对海洋观测极值数据的尾部拟合不足的问题,本文基于组合模型的思想构建了一系列用于推算海洋环境设计参数的极值拓展模型。该系列模型利用积分变限函数融合了对数据尖峰拟合较好的经典极值分布和对数据厚尾拟合良好的Pareto分布的特征,可以同时拟合数据的“尖峰”和“厚尾”。利用该系列模型对广东汕尾1990—2012年间的增水数据进行分析,通过与传统极值模型的拟合效果进行对比,得到拟合数据的最佳模型为Gumbel-Pareto极值拓展模型。应用最佳拟合模型推算汕尾不同重现期下的增水值,为广东汕尾的海洋工程建设与安全分析提供参考。

广州短历时降水极值概率分布模型研究

利用 1 959～ 2 0 0 0年广州 9个降雨历时 ( 5、1 0、1 5、2 0、30、4 5、6 0、90、1 2 0分钟 )暴雨资料 ,分别用皮尔逊Ⅲ型分布、对数正态分布、指数分布和耿贝尔 Ⅰ分布函数进行拟合 ,并按柯尔莫哥洛夫方法进行拟合优度检验。结果表明 ,广州短历时暴雨概率分布遵循皮尔逊Ⅲ型分布。

台风极值风速的数值模拟及分布模型

为克服台风统计样本的不足,以厦门为例,采用Batts风场模型,利用Monte-Carlo数值模拟方法来拟合最大风速的极值渐进分布,拟合结果与实际较吻合。通过3种极值分布函数包括极值Ⅰ型、Ⅱ型、反向威布尔分布以及广义Parato分布(GPD)拟合结果的对比分析,得到100年重现期内极值Ⅲ型分布(即反向威布尔分布)对于厦门地区年最大风速拟合最好,而极值II型的偏差较大,并给出了厦门地区不同重现期内最佳的极值风速估算值。

热带气旋强度极值变化特征及其分布模型研究

利用1949—2009年西北太平洋生成热带气旋以及登陆广东热带气旋的强度资料,讨论了其极值变化特征,并对比了极值Ⅰ型和广义极值两种概率分布函数的3种拟合方案对西北太平洋生成和登陆广东热带气旋的5个强度极值序列的拟合效果。结果表明:CMA-STI和JTWC的2套资料的西北太平洋生成热带气旋强度极值在1949—2009年都有显著减弱趋势,CMA-STI的极值序列在1988年前后出现突变,而这种突变可能是由于定强手段变化引起的。CMA-STI登陆广东热带气旋强度极值在1988年前后也出现明显变化,但未能通过突变检验。热带气旋登陆广东时的极端最低气压以年际振荡为主,1988年前后没有明显变化。对西北太平洋生成和登陆广东的热带气旋的5个强度极值序列,选用的3种拟合方案都是适用的,并且所得拟合分布结果较为接近,其中以广义极值方案的拟合误差最小,拟合效果最好。

古典风险模型的极值联合分布

该文讨论并获得了用不破产概率函数有限表达的古典风险模型在破产前 。

基于广义极值分布模型的变压器寿命概率评价方法

对变压器的寿命进行合理评价,对保持变压器的可靠、健康运行至关重要,是提高变压器抵御风险能力的重要环节。为此,该文提出基于广义极值分布模型的变压器寿命概率评价方法。首先,构建变压器绝缘纸老化的一阶模型,进而,以绝缘纸聚合度为指标,利用基于变压器历史运行数据拟合得到的极值分布函数来模拟变压器的健康运行状态,并基于蒙特卡洛仿真方法统计得到变压器的故障概率随时间变化的趋势,以实现对变压器寿命概率评价。最后,通过典型变压器算例验证了文中所提方法的有效性。

基于广义Pareto分布的桥梁车致荷载效应极值估计

研究目的:为准确估计桥梁的车致荷载效应极值和解决GPD模型阈值选择困难的问题,本文充分考虑过桥车辆的随机性特征,基于广义Pareto分布的极值预测理论,提出K-S检验自动选择阈值的方法和桥梁车致荷载效应极值估计的方法。同时,以一座简支T梁桥为工程应用算例,对随机车流荷载作用的桥梁车致荷载效应极值进行估计。研究结论:(1)K-S检验自动选择阈值有效解决了广义Pareto分布阈值选择困难的问题,该方法计算效率高,有效避免了GPD模型的截尾现象;(2)GPD模型对桥梁车致荷载效应超阈值样本的拟合效果很好,其用于桥梁的车致荷载效应极值估计有效可靠;(3)桥梁的车致荷载效应极值随着重现期的增加而增大;在自由车流荷载作用下,多梁式简支梁桥行车道位置主梁的荷载效应极值大于其他位置主梁的荷载效应极值,其中边梁的承载力首超失效概率最大;为了保证桥梁在未来服役期的运营安全,类似桥梁在建造时可以提高行车道位置主梁的安全储备,运营时可以采取适当的交通管制措施;(4)提出的桥梁车致荷载效应极值估计方法可以在桥梁的安全评估、寿命预测和修复加固中应用,且在实际工程中应用方便。

二维复合极值模型在暴雨多变量联合分布中的应用

为了更好地描述暴雨多变量特征,构建以GPD为边缘分布的泊松-二维Copula复合极值模型,并将其应用于成都温江站暴雨雨量和暴雨雨峰的联合概率分布计算,研究表明该模型:理论联合频率与经验联合频率吻合较好,能用于暴雨联合分布的计算;考虑了暴雨过程出现的频次,增加了概率模型的物理内涵,选取独立的暴雨过程极大值作为样本,克服了GPD阈值选取的随意性;可以推广应用于连续分布为其他的Copula函数的情形,具有广泛的应用前景。

非高斯风荷载极值估计:基于HPM转换过程的经验公式

风荷载极值概率信息对于结构抗风可靠性设计十分重要,基于Hermite多项式模型(Hermite polynomial model,HPM)转换过程方法由于在估计强非高斯性风荷载极值方面表现优异,因而受到研究人员的青睐从而被广泛应用。另一方面,该方法的使用过程烦琐且有较强的理论性,不利于工程应用。为此,该文基于该方法提出非高斯风荷载极值估计的经验公式,首先系统地阐述基于HPM转换过程方法,接着对风荷载的极值分布函数模型展开讨论,之后通过回归分析提出风荷载极值分布函数的经验公式,并对其适用性和精确性加以验证。研究成果表明,仅需知晓风荷载若干统计特征的情况下,经验公式可快速估计风荷载极值,精度上与HPM转换过程方法基本相同,而在效率和便捷性方面显著提升,便于在工程中推广使用。

概率分布模型对导线标准冰厚极值的影响

概率分布模型对输电线路导线标准冰厚不同重现期极值具有一定的影响。重点研究了皮尔逊Ⅲ型分布模型(P-Ⅲ)、广义极值分布模型(GEV)和广义帕雷托分布模型(GPD)3种概率分布模型,并且用模型对湖南南岳山气象站的南北向、东西向、二方向较大值、二方向较小值的历史覆冰数据进行计算,分析对不同重现期覆冰厚度的影响。研究结果有助于合理确定架空输电线路导线设计中允许的覆冰厚度。

风电机组的机舱振动位移极值模型与现场数据验证

针对风电机组的安全性评估,研究机舱振动位移极值模型和现场数据验证。基于某风电场1.5 MW风电机组的计算模型,仿真DLC1.1工况下的载荷数据,建立风电机组机舱振动位移外推极值模型,结合统计学原理和载荷统计外推原理,得到风电机组的机舱位移极值;同时,对该风场风电机组机舱振动实测数据进行特征极值分析,用这些特征极值拟合得到不同风速段的风速分布和机舱位移分布,建立风电机组机舱振动位移的联合分布极值模型,外推得到位移极值。提出利用李雅普诺夫稳定性理论,确定风电机组机舱振动安全阈值边界的方法,利用这些极值确定风电机组机舱振动安全阈值边界,并用实际运行时的机舱位移极值数据,对这几种极值模型进行现场数据验证,无论仿真数据的机舱振动极值,还是实际数据的振动极值,均未超出安全阈值边界。

二元极值分布混合模型的矩估计

极值理论在各个领域得到了越来越多的关注和应用,尤其是多元极值分布.而矩估计是一种经典的参数估计方法,计算简单且具有某些优良性,本文给出边缘为标准指数分布的二元极值混合模型相关参数的矩估计及其渐近方差.并将其与极大似然估计的渐近方差比较,结果表明矩估计是一个较好的估计.

基于广义Pareto分布的波高极值序列频率分析

应用广义Pareto分布(GPD)分析超阈值波高序列的设计值。以位于美国北卡罗来纳州的FRF历时32年连续测量的逐日波高序列为例,检验了不同波高阈值样本的泊松分布,采用多种方法综合确定最佳阈值的拟合优度指标。对最优广义Pareto分布和GEV分布及P-Ⅲ分布推算的波高重现水平做了对比分析。得到以下结论:(1)波高的GPD属于短尾型分布;(2)拟合优度指标表明构建的波高GPD模型普遍优于GEV和P-Ⅲ型;(3)GPD的参数估计方法对设计波高的计算结果有较大影响。

广西冬季极端最低气温的概率分布模型选择及其极值和重现期计算

为了解广西冬季极端最低气温概率分布类型和分析广西不同重现期的冬季极端最低气温值 ,根据广西 88个气象站 195 1～ 2 0 0 0年 (195 1年以后建站的站 ,取建站～ 2 0 0 0年 )冬季极端气温序列 ,分别用 Gumbel 型极值分布、 Gum bel 型极值分布、 Gumbel 型极值分布、正态分布、双正态分布函数进行拟合 ,并按柯尔莫哥洛夫检验和ω2 检验方法进行拟合优度检验。结果表明 ,桂林等 5 5个站遵从双正态分布 ,河池等 2 9个站遵从正态分布 ,南宁等 4个站遵从 Gumbel 型极值分布 ,说明用双正态分布、正态分布和 Gumbel I型极值分布函数作为广西冬季极端最低气温的分布函数效果较好。广西 15年一遇的极端最低气温 - 2℃等值线与广西龙眼。

基于极值分布下混合联合位置与散度模型的参数估计

极值分布在金融工程、气象工程和其他领域中都有重要用途,本文提出基于极值分布下的混合联合位置与散度模型,通过EM算法给出该模型参数的极大似然估计.最后,通过随机模拟和实例研究说明该模型和方法是有用和有效的.

苹果极端气象灾害气温极值的分布及重现期预测

研究气温极值的分布以预测重现期是客观评价出现在农作物关键期的极端气象灾害强度的一种方法。本研究以苹果为例,根据苹果严重气象灾害指标,利用陕西种植区代表站逐日气温数据,建立了苹果开花期严重冻害（4月最低气温〈-2℃）和果实膨大期严重高温热害（6~8月最高气温〉40℃）气温极值的分布模型及重现期预测,对北扩地区苹果树越冬期冻害频次进行了分析。结果表明：陕北、渭北局部10 a的重现期出现开花期严重冻害,在100 a的重现期中不会出现严重高温热害;关中、渭北大部分地区40~50 a的重现期出现严重冻害,30~80a的重现期出现严重高温热害;相同重现期陕北、渭北局部极端最低气温和极端最高气温均明显低于关中、渭北大部分地区;在苹果北扩基地县中,甘泉、米脂、吴起、志丹、子洲平均每年越冬期都出现低温,米脂、吴起、志丹越冬期低温频次出现较多,达2~3次/a。

导线覆冰极值的概率分布模拟及其应用试验

利用南方地区多个气象站和电力部门观冰站的导线覆冰逐日冰厚资料,将广义极值分布和广义帕雷托分布引入导线覆冰的概率模型研究中,通过超门限覆冰次数的泊松分布拟合检验,结合H ill图解,提出了基于超门限峰值法门限值的确定方法;对两种分布在导线覆冰极值模型拟合的适用性研究表明,广义帕雷托分布对各站覆冰冰厚极值的拟合精度最高;重现期冰厚极值估计随样本长度的变化分析表明,广义帕雷托分布模型极值估计的稳定性比广义极值分布强,一般样本容量达到25 a左右时,广义帕雷托分布重现期冰厚极值的估计趋于稳定,可以作为短序列下估计导线覆冰极值的较好方法。

基于EVT-POT-SV-GED模型的极值风险度量

针对金融资产收益的异常变化,采用SV-GED模型捕捉收益分布的厚尾性、波动的异方差性等特征,将收益序列转化为标准残差序列,结合SV-GED模型与极值理论拟合标准残差的尾部分布,建立了一种新的度量金融风险的基于EVT-POT-SV-GED的动态、VaR模型.用该模型对上证综指做实证分析,结果表明该模型能够更精确、合理地度量上证综指收益的风险.