随机场

摘要： 随着地基光学望远镜口径的不断增大,风扰动已成为影响望远镜成像质量最为关键的因素之一。为了深入研究风扰动对望远镜系统性能的影响规律及作用机理,从时域角度对望远镜在风扰动作用下的响应进行时程模拟以及系统性能预测。首先,简要介绍了望远镜结构组成并采用有限元方法建立了结构动力学模型,通过模态变换方法将动力学模型转换到模态坐标系下,从而降低了模型维数、提高了计算效率。然后,提出了一种基于二维随机场的风速时程模拟方法,将望远镜圆顶内的风速场表达为随时间和空间位置变化的二维随机场,通过引入波数谱,克服了谱表达方法中各个离散采样点处互功率谱矩阵Cholesky分解出现数值不稳定的问题,从而可以表达空间和时间频率范围内几乎连续的随机场,并且在数值计算中引入了快速傅里叶变换FFT算法,进一步提高了模拟效率。最后,以2 m口径望远镜为例,对风速环境进行了时程模拟,并对外界平均风速为10 m/s及15 m/s的风扰动作用下,望远镜的性能进行了预测。仿真分析结果表明:作用在望远镜主镜上的风扰动分别造成主镜最大接近45 nm和70 nm的面形误差;作用在次镜及桁架上,主要造成低频的主次镜相对位置和角度偏差。

摘要： 基于随机场理论,在考虑土体剪切模量空间变异性的基础上,采用数值模拟方法研究了液化夹层与盾构隧道的相对位置变化对隧道和土体地震响应的影响规律.通过对液化夹层土体超静孔压比、隧道顶点上浮位移及地表土体竖向位移的监测数据进行分析发现:在地震作用下,当液化夹层的位置不低于隧道埋深时,忽略土体空间变异性会低估液化夹层土体的超静孔压比;当液化夹层环绕在隧道周围时,隧道顶点上浮位移和地表土体竖向位移最大,此时的隧道安全性最差;当液化夹层位于隧道上方时,通过随机性计算得到的隧道顶点上浮位移的值有高达60%的概率超过通过确定性计算得到的隧道顶点上浮位移的值,此时地表土体的最大竖向位移为沉降变形,这表明将土体视为均质材料的传统分析方法会高估隧道在地震作用下的安全性.

摘要： 该文基于随机场理论及模拟方法,考虑耐久性参数批次效应,选取位于香港的海洋环境在役混凝土结构工程,进行其表观劣化发展过程的模拟分析与评价,并与实际检测数据进行对比,以验证耐久性分析结果准确性。结果表明:模拟分析结果与实际损坏程度基本一致。该文指出,基于随机场的模拟分析方法能够给出海洋混凝土结构多个维度的表观劣化度信息,将可能指导未来其它工程设计方案和维护策略的制定,从而有助于结构预想的全寿命性能实现和成本控制。

摘要： 岩土体空间变异性对岩土工程影响重大。研究了××地区土性参数变异性,分析了取样间距、空间范围对波动范围的影响。研究表明研究区浅层典型土层垂直向波动范围均值约0.5 m~0.6 m,波动范围在0.1 m~1.15 m不等。波动范围在取样间距小于0.4 m时较平稳。波动范围均值有随空间范围的增加而增加的趋势,建议该地区土性波动范围计算采用空间范围取3.5 m~4.5 m较为合适。指数余弦型相关函数最适合该地区的土层,高斯型相关函数次之。

摘要： 地层变异性对岩土结构物的性能评价影响显著,地层变异性的准确表征对工程实际具有重要意义。为此,提出了一种有效的地层变异性模拟方法,在概率框架内,将边界模型和广义耦合马尔可夫链模型相结合形成一种组合模型,以综合利用两者的优势。首先,通过贝叶斯方法识别边界模型参数,进而采用条件随机场对地层边界进行模拟。然后,将边界模型模拟结果作为背景信息用于广义耦合马尔可夫链模型中,实现两种模型的结合。最后,以香港某建筑场地地层为例,对3种不同模型的地层变异性模拟结果进行了比较,以阐明该组合模型的优势,并探讨钻孔数量及其位置对所提组合模型地层变异性模拟的影响。结果表明:相比于边界模型与广义耦合马尔可夫链模型,该组合模型不仅能够模拟复杂的地层分布情况,而且能够考虑边界的空间分布趋势,能够有效地避免地质异常现象;钻孔布置方案对地层模拟的不确定性及其实现均具有较大影响。

摘要： 基坑开挖工程的稳定性受所在区域土体参数的空间变异性影响较大,其施工过程伴随着基坑内部能量的相互转化,为研究复杂多层土基坑开挖过程中土体参数的空间变异性影响及能量演化特征,依托佛山市某综合管廊基坑项目,基于中心点法建立了多层土的弹性模量随机场模型,结合FLAC软件构建了复杂多层土的随机场-有限差分耦合计算基坑开挖的数值模型。研究结果表明:基于随机场参数的统计分析及位移实测对比分析验证了所建立模型的准确性;基于均质模型与随机场模型的测点变形趋势一致,但不同测点处位移的变异性存在显著差别,基坑总体变形可控;基坑开挖过程中,弹性应变能的一部分转化为塑性应变能,开挖完成后基坑处于稳定状态。

摘要： 基于m法和p-y曲线法两种有限单元模型,对路堑边坡单排桩支挡结构进行静力分析,在此基础上,对悬臂式单排桩结构进行随机分析.结果表明:强度参数的变异性基本不影响荷载值的均值,均值的大小基本与确定性分析的荷载值相同;强度参数变异系数越大、相关距离越大,荷载值的变异性越大.最终,根据极限状态法反算的安全系数,给出路堑边坡单排桩支挡结构安全系数的建议值:在目标可靠度为3.7的前提下,一般变异性岩土取1.32,较高变异性岩土取1.48,高变异性岩土取1.63.

摘要： 实验数据表明土体参数具有很大的空间变异性,而随机场理论为模拟土体参数空间变异性提供了有效途径。因为传统的谱表示法(SRM)无法正确模拟多维多元随机场参数间的互相关性,提出支持向量机法(SVM)与SRM耦合的方法。SVM是基于统计学习理论和结构风险最小化原理基础上的通用机器学习方法,它在解决小样本、非线性和高维模式识别问题中表现出诸多优势。以土体抗剪强度参数:黏聚力c和内摩擦角Φ为例,通过实验证明二者之间存在天然负相关性,即为二维二元随机场。结果表明,在样本数量较少的条件下,基于耦合算法模拟随机场不仅能有效地描述变量的自相关性,而且能够准确地描述变量间的互相关性,为解决小样本条件下模拟多维多元随机场提供了一种有效的方法。

摘要： 土性参数在空间上的相关性具有各向异性,因此对各向异性随机场表征与建模方法的研究具有重要的意义.本文首先通过对相关函数的分析,将各向异性相关的问题归结到相关距离函数的探讨上,给出了一种描述参数各向异性相关的方法;其次分析了 目前常用的两种随机场反演方法在处理各向异性问题所面临的问题,(1)局部平均划分法只适合横观各向同性随机场的生成,难以处理任意的各向异性问题,(2)矩阵分解法反演随机场时,随机场网格数会受到计算机计算能力的限制,难以处理大型的随机场反演问题.针对以上两点问题,基于相关函数的快速衰减特性改进了矩阵分解法,并将改进的矩阵分解法与局部平均划分法进行了反演精度对比,同时用改进的矩阵分解法反演了旋转横观各向同性随机场,结果表明用改进的矩阵分解法处理各向异性问题是适用的.

摘要： 为了更加准确快捷地对小变异情况下的结构进行随机分析,提出了基于Karhunen-Loéve级数的改进摄动随机有限元法(KLSMPSFEM),并给出计算格式.利用Karhunen-Loéve(K-L)级数展开法将随机场离散成若干随机变量,并研究了随机场的性质.将得到的随机变量代入改进的摄动随机有限元法进行计算,得到结构响应的二阶估计值,并将KLSMPSFEM与基于K-L级数的蒙特卡洛有限元法(MCM)、基于K-L级数的摄动随机有限元法(PSM)在二维随机场的情况下进行对比.结果表明:KLSMPSFEM的精度要高于PSM,效率要远高于MCM,且能处理一些PSM很难处理的问题.因此该方法是一种兼顾精度与效率的随机有限元法,可广泛应用于多种结构的随机分析.

摘要： 对多点单维非平稳地震动随机场的演变功率谱密度矩阵进行拓展,推导出多点多维非平稳地震动随机场基于相干函数矩阵的谱表示和本征正交分解(POD)两种模拟方法的统一表达式.进一步地,通过引入随机函数,实现了多点多维全非平稳地震动随机场的降维表达,即仅用2个基本随机变量就可在概率密度层次上精细地描述地震动随机场.数值算例充分验证了本文方法的有效性.此外,本文方法与概率密度演化理论有着天然的一致性,为地震作用下的空间大型复杂结构动力反应和可靠度精细化分析提供了有效途径.

摘要： 本文讨论了当二维结构含有随机场参数时,在对其进行随机场的离散后,由于随机场的连续特性,因而一般不能在随机有限元的分析中直接使用,因此需要将其离散,以近似的代替原先的随机场.为了避免随机场的离散过程与有限元方法的网格划分耦合,对于高斯随机场,则采取Karhunen-Loeve展开更为方便.在本文中,从随机场的相关函数的角度,证明了二维随机场Karhunen-Loeve的一致收敛性以说明方法的可行性,并对其进行了分解,分析了其各阶的特征函数,在单元的计算中,将随机变量加入后,采用蒙特卡罗法模拟求解.将结果与通过局部平均法得到结果进行对比,得到的结果比较理想.

摘要： 弱源反应堆的启动过程和脉冲堆点火过程的物理本质是反应性随时间变化系统中中子缓发中子先驱核耦合随机场瞬态演化过程,开展这方面的研究对以上过程的理解具有重要意义.本文提出了一种模拟动态系统中中子缓发中子先驱核耦合随机场瞬态演化的零维蒙特卡罗方法,利用在Godiva-II脉冲堆上开展的超瞬发临界点火实验检验了本文的方法,同时利用本文方法研究了一个快装置在不同的源强条件下从次缓发临界到缓发临界的过程,所得到的结果呈现了在弱源条件下反应性变化过程中反应性盲区的清晰的物理图像.

摘要： 提出了一种根据实测数据建立岩石地基弹模随机场的方法。该方法分两步进行:(1)是数据的收集与预处理,也就是随机场自身的建模问题。针对工程中常见的随机场一般是非均匀随机场的实际,预处理部分主要包括去势处理、异常值的检验、均匀性检验和统计参数(如均值、方差及相关距离)的计算等内容;(2)目标随机场的模拟部分,包括随机场的离散及模拟两部分内容。离散采用局部平均法进行,将模拟区域离散成规则的矩形随机场单元,然后进行单元之问的协方差矩阵的计算;模拟部分采用Cholesky分解技术和随机抽样技术获得均匀随机场的样本,然后把趋势分量在各单元的取值相加即得到目标随机场的模拟样本。最后用一工程实例对该方法的实用性和有效性进行了检验。

摘要： 本文根据随机场理论,结合相关距离及方差折减函数的概念,提出了齐次随机场的另一种特征尺度--"完全不相关距离"的概念;探讨了随机场理论求得的参数,尤其是方差折减函数,如何应用于地基可靠度的计算;并根据相关距离、完全不相关距离、土力学计算中的有效影响深度的关系,提出了方差折减函数的确定原则;分析统计天津港地区典型土层的相关特性,确定本地区方差折减的范围值,可作为实际工程应用中的参考.

摘要： 将不同部位围岩的弹性模量模拟为随机场,考虑多个随机场共同作用下地下洞室围岩稳定可靠度问题。采用MonteCarlo随机有限元法进行地下洞室变形稳定可靠度计算,并就弹性模量随机场的分布形式、相关模型等因素对可靠度计算结果的影响进行研究。结果表明:采用正态分布或是对数正态分布得到的结果差别较小。为便于工程应用,建议在精度要求不大的情况下可以近似采用正态分布形式;对四种不同的相关模型计算得到的结果显示,双指数型、三角型和指数余弦型给出的结果非常接近,单指数模型对应的结果最小,但与其他三种相差也在10%以下。为分析计算方便,建议在类似分析中可以采用双指数模型。

摘要： 岩土参数值的空间分布具有明显的随机性与结构性，不同尺度及不同方向上的连续性与非连续性变化特性也不尽相同，其客观存在的空间变异性成为最优估计方法得以应用的物理基础。集合卡尔曼滤波是一种新近发展起来的递归处理优化算法，它综合利用一切可能的观测信息以及模型和观测信息的误差统计特征对特定变量进行估计。用随机场表征岩土参数的空间变异性特征，用条件模拟产生岩土参数随机场的集合，结合数值模拟技术，在集合卡尔曼滤波过程中序次融合时间序列的观测数据，使得各个不同的参数集合成员之间的差异性逐渐变小，实现岩土参数的空间估值。数值算例表明，集合卡尔曼滤波估值可以反映岩土参数的空间变异性特征，具有较好的实用性和可靠性。

摘要： 本文提出了一种用层叠条件随机场模型进行汉语框架元素自动标注方法.该方法在低层条件随机场模型中解决了框架元素识别,将识别结果传递到上层短语类型识别的条件随机场模型,再将识别结果传递到上层句法功能识别的条件随机场模型."包含""陈述""拥有""属于某类""研究""提供""适宜性"等十多个汉语框架元素自动标注结果的准确率为80.1%,召回率为69.9%,与D.Gildea等的英语框架元素的自动标注结果的准确率是65%,召回率是61%相比较,都取得了满意的效果.现在仅选其中"陈述"、"包含"、"拥有"三个框架的自动标注结果进行报告.

摘要： 超分辨率图像重建现在已经是一个热门话题。为了从多幅低分辨率图像中重构一幅高分辨率图像,需要知道图像之间的关系。本文建立多幅静止CCD图像间的关系模型,而且通过对实拍的连续多幅CCD图像序列配准验证了该模型。最后对各种运动图像间的关系模型进行了比较,并给出了各种模型的应用范围。

摘要： 超分辨率图像重建现在已经是一个热门话题。为了从多幅低分辨率图像中重构一幅高分辨率图像,需要知道图像之间的关系。本文建立多幅静止CCD图像间的关系模型,而且通过对实拍的连续多幅CCD图像序列配准验证了该模型。最后对各种运动图像间的关系模型进行了比较,并给出了各种模型的应用范围。

摘要： 本发明涉及一种基于条件随机场模型的高分辨率遥感图像机场检测方法，实现过程为：首先提取高分辨率遥感图像的dense SIFT特征，求取dense SIFT特征在过完备字典上的稀疏编码，然后在每一个稀疏编码的4邻域范围内建立4连通图，在4连通图上建立条件随机场模型，根据由Max‑margin算法学习得到条件随机场模型参数，由LBP算法推理出每一个稀疏编码属于机场目标的概率值，从而得到机场目标概率图，最后对机场目标概率图进行阈值分割，便可得到机场检测结果。本发明在高分辨遥感图像中进行机场检测，具有准确率高，虚警率低的优点，具有很高的应用价值。

摘要： 本发明公开了一种基于高斯随机场的岩土体结构随机裂隙模拟方法及装置，属于岩土裂隙结构模拟领域，利用ABAQUS将材料参数与场变量进行关联，通过UFIELD子程序传递参数，并利用Fortran语言在子程序中编写程序生成二维高斯随机场，根据随机值是否在定义的裂隙区域范围内来辨别随机介质的类别，再对不同介质赋予不同的强度值。可通过控制相关长度、旋转角度及相对面积比等参数来表征裂隙在岩土工程结构中的真实形态，操作简便，有效节约了计算时间和资源。本发明能够将ABAQUS软件子程序优点与随机场的表征高效结合，可以根据实际情况灵活控制组成裂隙的关键因素，普适性较高，实现了随机裂隙在岩土结构中的可能存在状态。

摘要： 本发明涉及一种电力线点云分割方法及系统，属于电力设备勘测维护领域，具体是涉及一种基于随机场和随机森林的电力线点云分割方法及系统。本发明融合马尔科夫随机场和随机森林的电力线点云分割，通过对点云体素化并结合马尔科夫随机场(MRF)进行线性分割，再在杆塔检测识别的基础上提取电力线分割段，从而提取电力线点云，实现对电力线的自动完整提取，具有较高的自动化程度，且提取精度较高。本发明针对大型电力线三维复杂场景，提出一种快速、精确且完全自动化的电力线检测方案，对不同电力线通道场景具有普遍适用性，对电力线的自动化提取和重建具有重要意义。

摘要： 本发明提出了一种基于随机游走和条件随机场的社会标签推荐方法，标签推荐数据经过数据抽取，抽取出用户标签、资源标签数据；利用基于随机游走的多标签分类算法预测资源可能被标记的标签概率，该过程有效利用资源本身具有的特征，降低了因用户标注导致的标签噪声的影响；以预测资源可能被标记的标签概率设计点特征函数，标签共现率、用户相似度设计边特征函数，构造条件随机场，获得用户为资源可能添加的标签，选择大于阈值的标签作为推荐标签，该过程有效利用用户、资源、标签三维关系，降低了因将社会标签推荐三维关系转化为二维关系造成的有效信息的损失。本发明提高了标签推荐的质量，帮助用户更好的查找和定位社会资源。

摘要： 本发明涉及基于马尔科夫随机场理论的随机几何数据异常定位方法，包括以下步骤：基于马尔科夫随机场理论建立电力数据网络模型，构建对应的节点关系拓扑图；在得到的节点关系拓扑图中，分析各节点在异常发生前后的拓扑差异度，并选择待判决异常点；根据协方差矩阵的相关度，对各可疑节点进行异常判决，检测出异常节点。本发明提供的基于马尔科夫随机场理论的随机几何数据异常定位方法，可以快速定位电力数据网络中发生异常的节点位置，及时排除网络中的异常行为；此外，该方法在保证定位精度的同时，可以有效减少网络异常定位所需的运算量，减轻网络的额外负载。

摘要： 本发明属于地质勘测相关技术领域，并公开了一种基于条件随机场决策树的地质模型随机场的获取方法。该方法包括下列步骤：S1选取拟建工程的岩土分析域，在该分析域内钻孔并记录钻孔信息；S2根据地质空间的变异特征、钻孔数据可获取性和土层分布情况，构建基于条件随机场的决策树；S3将步骤S1记录的钻孔点的钻孔信息作为输入，利用步骤S2中构建的基于条件随机场的决策树选取对应的参数化地质建模方法，计算获得参数化地质几何模型、网格化的几何模型和该网格化几何模型中各个网格节点对应的随机场值；S4将步骤S3中获得的随机场值予以表征，以此实现待分析岩土随机场值的可视化。通过本发明，解决在地质模型构建中无法考虑地质空间变异性的问题。

摘要： 本发明公开了一种基于伽玛随机场生成非正态随机场的无记忆转换方法，根据目标非正态随机场的边缘分布和相关长度确定基础伽玛随机场的边缘分布和相关长度，生成基础伽玛随机场，通过无记忆性转换公式得到目标非正态随机场，本发明提供的一种基于伽玛随机场生成非正态随机场的无记忆转换方法，可生成指定边缘分布的目标非正态随机场；目标非正态随机场和基础伽玛随机场的相关长度相近，随机场的变异系数小于等于1时，多种目标非正态随机场与基础伽玛随机场相关长度的相对误差在1％以内。

摘要： 本发明涉及一种基于条件随机场模型的高分辨率遥感图像机场检测方法，实现过程为：首先提取高分辨率遥感图像的dense SIFT特征，求取dense SIFT特征在过完备字典上的稀疏编码，然后在每一个稀疏编码的4邻域范围内建立4连通图，在4连通图上建立条件随机场模型，根据由Max-margin算法学习得到条件随机场模型参数，由LBP算法推理出每一个稀疏编码属于机场目标的概率值，从而得到机场目标概率图，最后对机场目标概率图进行阈值分割，便可得到机场检测结果。本发明在高分辨遥感图像中进行机场检测，具有准确率高，虚警率低的优点，具有很高的应用价值。

摘要： 本发明涉及一种随机场随机度的定量评估方法、装置及可读介质，该定量评估方法，包括：获取随机场的若干个样本数据，其中，每一个所述样本数据用于表征所述随机场的场强；对所述样本数据进行归一化处理，获得目标样本数据；针对所述目标样本数据，确定位于预设的统计区间内的目标样本数据的概率；根据所述位于预设的统计区间内的样本数据的概率和预设的概率分布函数的定量差异，确定所述随机场的随机度。本发明的方案能够实现对随机度的精准量度，从而能够在设计和形成随机场时对其优劣提供反馈，能够满足对获得高无序度随机场方法的研究需求，尤其能够满足随机介质成像、鬼成像以及超分辨成像应用与研究中对高质量随机场的需求。

摘要： 本发明公开了一种基于高斯随机场的岩土体结构随机裂隙模拟方法及装置，属于岩土裂隙结构模拟领域，利用ABAQUS将材料参数与场变量进行关联，通过UFIELD子程序传递参数，并利用Fortran语言在子程序中编写程序生成二维高斯随机场，根据随机值是否在定义的裂隙区域范围内来辨别随机介质的类别，再对不同介质赋予不同的强度值。可通过控制相关长度、旋转角度及相对面积比等参数来表征裂隙在岩土工程结构中的真实形态，操作简便，有效节约了计算时间和资源。本发明能够将ABAQUS软件子程序优点与随机场的表征高效结合，可以根据实际情况灵活控制组成裂隙的关键因素，普适性较高，实现了随机裂隙在岩土结构中的可能存在状态。