方法及应用（精选11篇）
方法及应用 篇1
1.引言
近些年来, 随着电子计算机的迅速发展与广泛使用, 计算数学获得了新的发展, 增添了许多新内容, 蒙特卡罗方法就是其中一种。 该方法的出现, 极大地促进了科学文明的进步, 开辟了人们研究问题的新途径。
在程序编制和计算机算法设计中常采用的算法一般是确定性算法, 也就是算法的每一个计算步骤都是确定的。 但是在很多情况下, 当算法在执行过程中遇到一个选择时, 随机性选择经常比最优选择更节省时间且效率极高。 我们把这种允许算法在执行过程中随机选择下一个计算步骤的算法叫做概率算法。 概率算法可以很大程度地降低算法的复杂程度。
蒙特卡罗算法、 拉斯维加斯算法和舍伍德算法都是一些常用的概率算法。 这些算法的基本特征是:对要求问题的同一个例子, 用同一概率算法运算若干次, 所得到的结果可能完全不同。 但是通过多次执行反复求解, 会使正确性和精确性达到令人满意的效果, 而失败或误差的概率则可以接近无限小[1]。
本文的主要研究内容:
(1) 蒙特卡罗方法的基本思想及其基本特点。
(2) 蒙特卡罗方法求解问题的基本过程。
(3) 蒙特卡罗方法的应用领域。
(4) 蒙特卡罗方法在计算曲线积分中的应用。
2.蒙特卡罗方法的基本思想及其基本特点
2.1蒙特卡罗方法的提出
二十世纪四十年代的二战中美国有个研制原子弹的计划———“曼哈顿计划”, 该计划的成员J.冯·诺伊曼和S.M.乌拉姆首先提出蒙特卡罗方法。 著名数学家冯·诺伊曼采用世界有名的赌城———摩纳哥的Monte Carlo命名这一方法。 而实际上, 在这之前, 蒙特卡罗方法就已经存在。 早在1777年, 法国著名数学家布丰 (Georges Louis Leclere de Buffon, 1707-1788) 就提出用投针实验的方法计算圆周率π。这被认为是蒙特卡罗方法的起源。
2.2蒙特卡罗方法概述
蒙特卡罗方法又称为随机抽样技术、统计模拟法, 是一种随机模拟方法, 它是以概率和统计理论方法为基础的一种计算方法, 是使用随机数 (或更常见的伪随机数) 解决很多计算问题的方法。 将所求解的问题同一定的概率模型联系起来, 用电子计算机实现统计模拟或抽样, 从而获得问题的近似解。 为了象征性地表明这一方法的概率统计特征, 所以借用赌城蒙特卡罗命名。
2.3蒙特卡罗方法基本思想
当所要求解的问题是某种随机事件出现的概率, 或者是某个随机变量的期望值时, 通过某个“实验”的方法, 以这种事件出现的频率估计这个随机事件的概率, 或者得到的这个随机变量的某些数字特征, 并将它们作为问题的解。
3.蒙特卡罗方法求解问题的基本过程
蒙特卡罗方法求解问题的过程大致分为三个主要的步骤。
3.1描述或构造概率过程
对于那些本身就有随机性质的问题, 比如粒子的输运问题, 主要是要对这个概率的过程进行正确的描述和模拟;对于确定性的问题, 比如说计算数学上的定积分, 就一定要事先人为地构造一个概率过程, 而且这个概率过程的一些参量刚好是所要求的问题的解。 也就是要把不具有随机性质的问题转化为有随机性质的问题。
3.2实现从已知概率分布抽样
构造了概率模型以后, 因为各种概率模型都可以看做是由各种各样的概率分布而组成的, 因此产生已知概率分布的随机变量 (或随机向量) , 就成为实现蒙特卡罗方法模拟实验基本的手段, 这是蒙特卡罗方法被称为随机抽样的原因。 最基本、最简单、最重要的一个概率分布是 (0, 1) 上的均匀分布 (或称矩形分布) 。 随机数就是具有这种均匀分布的随机变量。 随机数序列就是具有这种分布的总体的一个简单子样, 也就是一个具有此种分布的相互独立的随机变数序列。 产生随机数的问题, 就是从这个分布的抽样问题。 在计算机中可以用物理方法产生随机数, 但是价格比较昂贵, 且不能重复, 使用不方便。 另一种方法是用数学的递推公式产生。 这样产生的序列, 与真正的随机数序列不同, 所以称为伪随机数, 或伪随机数序列。 不过, 经过多种统计检验表明, 它与真正的随机数序列或随机数具有很相似的性质, 所以可将其作为真正的随机数应用。 由已知分布随机抽样有很多的方法, 不同于从 (0, 1) 上的均匀分布抽样的是, 此类方法都是凭借于随机序列从而得到实现, 也就是说, 其前提都是产生随机数。 因此, 实现蒙特卡罗方法的基本工具是随机数。
3.3建立各种估计量
一般来说, 概率模型被构造出来并可以从中抽样以后, 一定要确定一个随机变量, 作为所求的问题的解, 我们把它叫做无偏估计。 建立各种估计量, 也就是对模拟实验的结果进行观察和记录, 从而把问题的解求出来。
4.蒙特卡罗方法的应用领域
通常蒙特卡罗方法通过构造符合一定规则的随机数来解决数学上的问题。 对于那些因为计算太过复杂而很难得到解析解或根本没有解析解的问题, 蒙特卡罗方法是一种有效的求解出数值解的方法。
除了在数学方面得到很好的应用外, 蒙特卡罗方法在其他很多领域也得到很好的应用, 比如说蒙特卡罗方法在金融学、工程学、宏观经济学、地质学、生物医学、计算物理学 (如粒子输运计算、空气动力学计算、量子热力学计算) 及计算机科学等广泛的领域都得到非常成功的应用。
下面探讨蒙特卡罗方法在数学领域中的应用。
5.蒙特卡罗方法在计算曲线积分中的应用
在物理的很多研究时, 要求平面或空间中的一条可求长度的曲线形物体的质量, 或者一个质点在平面或者空间中沿曲线L从A点运动到B点时力F所做的功, 这时就要用到曲线积分。
平面或空间曲中的曲线积分有两种类型: 第一型曲线积分和第二型曲线积分。 下面着重探讨如何用蒙特卡罗法计算第一型曲线积分。
5.1第一型曲线积分的定义
设L为平面上可求长度的曲线段, f (x, y) 为定义在L上的函数。对曲线L做分割T, 它把L分成n个可求长度的小曲线段Li (i=1, 2, …n) , Li的弧长记为Δsi, 分割T的细度为, 在Li上任取一点 (ξi, ηi) (i=1, 2, …, n) , 若有极限,
且J的值与分割T与点 (ξi, ηi) 的取法无关, 则称此极限为f (x, y) 在L上的第一型曲线积分, 记作:
5.2第一型曲线积分的一般计算方法
设有光滑曲线
函数f (x, y) 为定义在L上的连续函数, 则
5.3第一型曲线积分的蒙特卡罗计算法
对于L上的曲线积分, 其中。 令f (t) =, 则
在[α, β]上构造一个均匀分布的随机变量t, 则密度函数为
又令
则
(2) 式给我们传达了:F (t) 在t∈[α, β]上的数学期望就是 (1) 式的曲线积分[2]-[4]。
现在只要抽取概率密度为p (t) 的随机变量t的容量为N的随机样本ti (i=1, 2, …, n) , 由大数定理就可以得到:
5.4实例
设L是半椭圆
求第一型曲线积分。
首先, 由曲线积分方法得:
这样的积分很难直接求得结果, 这里考虑用蒙特卡罗法计算:
用计算机程序模拟10次得到随机表如下表所示:
模拟1000次得到随机表如下表所示:
模拟10000次得到随机表如下表所示:
模拟20000次得到随机表如下表所示:
模拟30000次得到随机表如下表所示:
由以上的模拟数据可以看出, 模拟次数越多, 得出的积分均值越趋于稳定。
5.5三维空间的第一型曲线积分
上面讨论的是平面上曲线段的曲线积分, 下面开始探讨蒙特卡罗法如何应用于三维空间中的曲线积分。 对于三维空间中的光滑曲线段:
函数f (x, y, z) 为定义在L上的连续函数, 则
类比平面上的曲线积分, 很容易等到三维空间中, 曲线积分的蒙特卡罗算法:
6.结论和展望
与其他的计算方法相比较, 蒙特卡罗方法有下面几个优点:
(1) 问题的维数不影响该方法的收敛速度。 但是很多的数值计算方法, 比如计算N重积分时, 达到相同的误差, 点数和维数的幂次成正比。
(2) 受问题的条件限制的影响不大。
(3) 程序的结构简单, 在计算机上实现蒙特卡罗计算时, 程序的结构简单清晰, 占用内存单位较少。
当然, 蒙特卡罗方法并不是完美的, 它也有其缺陷的地方:
(1) 伪随机数的均匀性影响随机变量取值从而影响结果。
(2) 收敛速度慢。 蒙特卡罗模拟的收敛速度为O (n-1/2) , 一般不容易得到精确度较高的近似结果。 对于维数比较少 (三维以下) 的问题, 不如其他方法好。
(3) 如误差是概率误差, 误差与点数 (抽样数) 的平方根成反比, 而其他数值方法的误差是确切的, 一般情况下, 误差与点数成反比, 因此, 对于维数不高的问题, 数值方法可以给出误差很小的结果, 而且计算量小。
蒙特卡罗方法与其他数值方法都有其本身的一定适用范围, 把二者结合起来, 取长补短, 发挥它们各自的长处, 目前在国外已受到普遍重视, 是蒙特卡罗方法发展的一个重要方向。
摘要：本文主要介绍蒙特卡罗方法的基本原理及思想特征, 详细讨论了蒙特卡罗方法在计算曲线积分等实际问题中的应用, 突出了蒙特卡罗方法的过程及优势。
关键词：蒙特卡罗方法,曲线积分,教学应用
参考文献
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方法及应用 篇2
摘要：本文从项目管理的基础理论出发，分别探讨了项目管理理论的内涵和发展历史过程，其次，对项目管理特点进行了详细的梳理，针对当前我国项目工程管理实践中存在的问题，给出相关的建议。本文的重点在于，对项目工程管理实际的操作流程做了十分详细的阐述，在项目管理操作流程中，借鉴国际通用的模式，把项目管理的操作流程分为项目启动，计划和实施控制四个阶段，对其中每一阶段中的重点和难点做了详细的描述。正是因为项目管理各个阶段都有着明确的工作步骤和程序，因此，项目管理可以实现科学化和制度化的管理。这对于项目管理在实际应用中能够充分的发挥其积极作用，能够提高项目建设的质量和效率。对企业在实际操作中具有非常高的实践价值。
关键词：项目管理 ; 工程 ; 应用
自从有人类开始，人类在其实践活动中就已经开始不知不觉地利用项目管理的原理来进行有效的实践活动，比如人类历史上伟大的建筑长城、金字塔，这些浩大的工程中都蕴含着项目管理的内涵，只不过当时并没有对项目管理理论化、系统化的归纳，直到近现代，原来才从实践活动中获得的丰富经验，加以概括升华项目管理理论体系。从古代到近现代，项目管理在工程实际应用中，都发挥了巨大的作用，而人们真正意识到项目管理的重要作用是在第二次世界大战之中，因为战争的紧迫性，人员和技术的复杂性都促使人们意识到，是否能够有一种理论指导工程实践，获得最大效率。从此人们开始从理论上来对项目管理进行研究，以便能够促使项目目标的实现。
一、项目管理的历史发展脉络
上个世纪五十年代，美国公司将项目管理的方法，实际应用于工程实施，由于对项目管理进行了优化，因此给美国公司产生了相当可观的经济效益。从那以后，项目管理开始逐渐推广到全世界。上个世纪九十年代，项目管理应用开始标准化，美国成立了一个组织这个项目管理工会，他是现在项目管理最权威最大的世界性组织。这个组织的目标在于深入研究项目管理的理论方法如何应用于实际。
二、项目管理发展趋势
近三十年来，随着改革开放的进一步深入和发展，我国的经济和社会取得了巨大的进步，各项经济建设形势和发展都已发生了重大的变化，因此就需要在实际的工程管理过程中，按照新形势的变化要求，对项目工程管理的方法进行变革。由于在我国长期的工程管理建设中，采用的是国家行政直接管理的方法，投资人的利益难以得到保障。因为项目工程实施的过程中，建设标准是按照国家行政命令?M行，只需按照要求达到目标即可，而忽略了建设的质量问题。因此在项目管理工程实施的过程中，没有建立有效的质量控制。这是非常不利于我国工程管理建设的进一步发展。而以行政为主体的项目工程管理，不利于项目管理人才的培养，这样会导致项目管理分权不明确，责任机制不到位。由于项目管理的权利和责任界限不够明确，因此不能够提高项目管理过程实施中的效率，从而导致发展缓慢，质量低下。因此，在这种形势下，就要求我们要跟国际上接轨，改革项目管理过程中的各种问题，采用科学规范化的项目管理，是我们国家工程项目管理做强做大的的必经之路，是必然的趋势。
三、项目管理的定义和内涵
项目管理，严格来说，属于工程管理的一个学科。而现在学术界对于项目管理的定义的内容是，通过运用项目管理的知识和理论，而对实际项目进行指导，从而达到预定的目标。而项目管理的内容主要包括四个方面。即，项目规划、项目启动、项目实施和项目控制。接下来本文将会对项目管理这四个方面进行详细的阐述和分析。
四、项目管理实际应用
(一)项目管理启动
一般来说，项目管理最初从项目计划开始，而项目管理启动可以说是一个最容易被忽略的过程，但是项目管理启动却有着对项目管理有着重大的意义。项目管理启动，是一个制定项目管理战略的准备性过程，它主要决定你要达成怎样的项目管理目标。项目管理启动包括陈述项目管理问题和制定项目管理目标两个主要方面。 陈述项目管理问题，就是在制定项目管理目标之前对项目管理所面临的各种环境以及条件作出评估。其主要过程为，对项目成果的特征进行详细的阐述，制定清晰的项目管理规划以及项目管理经验、收集整理。
(二)项目管理计划
项目管理是一个系统复杂的工程，因此不可能是一种短暂的过程。制定项目管理计划，对实现项目管理到目标有着非常重要的优势。首先，制定好项目管理计划可以极大的规避项目管理过程中的风险，其实，进行项目管理计划，能够加强项目管理活动过程中的参与群体之间的团结。最后，制定详细的项目管理计划，有助于缩短工作时间提高效率。因此从这个角度可以说，制定完善合理的项目管理计划是非常重要的。在制定项目管理计划的过程中，要注意根据项目重的实际情况来制定计划，切忌偏离主题，好高骛远。避免不合理的项目管理计划对项目管理目标造成负面影响。
(三)项目管理的实施
项目管理的实施是项目，管理过程中最为重要的一个方面，它包括项目执行和项目辅助两个过程。 首先是根据项目管理的综合计划，对项目管理过程进行指导，其次是采取预防性，管理措施规避项目管理实施过程中所遇到的风险。而项目管理实施的过程，采取的主要到手段是运用项目管理的常用技巧，结合项目管理的相关知识理论，按照相关的项目管理标准来进行。因此想要达成预期的项目管理目标，就必须确保项目管理的实施过程中严格按照标准来进行，才能保障工程质量达成项目管理目标。
(四)项目管理的控制
项目管理的控制，主要是在项目管理到过程中进行的，是对项目管理实施的质量保障，项目管理的控制最关键的`是要建立灵活的应变机制，通常情况下，项目管理是依据项目管理的计划来进行的，是由于企业环境和自身条件的不断变化和发展，在项目管理实施的过程中，可能会偏离原来的既定目标。因此需要项目管理对其进行控制，不断的对项目管理计划进行灵活的调整，从而对最初的项目管理计划和实际的项目管理过程之间的偏差进行合理的预估和控制。一旦二者之间的偏差超出控制范围，就需要建立紧急机制，来确保项目实施的过程能够达到既定的目标。通常情况下，项目管理控制会对既定的项目管理计划进行合理的调整，具体表现为，项目管理实施中对人员进行调整，通过调解项目实施的进度来确保能够按时完成既定的项目管理目标。这是我们需要注意的。
五、结语
经济全球化的浪潮席卷全球，中国加入世贸组织以来，国际化的参与程度不断加深，市场竞争环境变得日趋激烈。项目管理对于企业的生存和发展有着很重要的意义，这就需要我们不断变革，提高自身的效率降低成本，才能在这个激烈的市场竞争中存活并发展壮大。在这种形势下，只有更为简约和科学，更具效率的项目管理形式，才能适应这个日趋变化激烈的经济环境。而项目管理本身就是一个科学的系统性的工程，单凭个人是无法完成，只有在科学的项目管理理论的指导下，才能降低项目管理实施过程中的巨大风险，来保障项目管理能够成功。因此，掌握项目管理理论成为一个必然趋势。越来越多的国家和组织已经把项目管理科学作为维持自己竞争优势的重要武器。只有按照科学标准的项目管理标准，并根据自己的项目工程具体情况，才能实现项目工程管理的最优目标。
参考文献：
[1]陈健. 基于集成理论的新能源建设项目群管理方法及应用研究[D].华北电力大学，.
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医疗垃圾的焚烧处理方法及应用 篇3
【关键词】医疗垃圾；热解焚烧；二恶英；方式；方法
医疗垃圾含有大量的病毒、病菌及化学药剂，是一种对环境危害极大的废弃物[1]。如果处理不当，会造成严重的环境污染。尤其是非典型性肺炎病人所用的医疗废弃物、病人粪便、食物残渣等的处理更加严格，这就更加突出了医疗垃圾安全处理的必要性和迫切性。
1.佳木斯市医疗垃圾现状
1.1产出现状
佳木斯市属于中等城市，有全民国企机构5-6家，周边卫生所几十家，日产生医疗废物近10吨。
1.2收集存放形式
佳木斯较大规模的医院里医疗垃圾还能够被存放在特制的防止泄漏的塑料大筒中，但在小型医院和小诊所中，则直接被存放在简陋的容器中，印度1998年的一项调查显示，仅由于医疗垃圾收集存放地方式不当造成的伤害就达12%。
1.3处理和处置方式
从被调查的大中型医院来看，这些大医院可对医疗垃圾进行科学的处理，但周围小医院无条件深度处理就不够了。他们产生的医疗垃圾需要往城市中心运送焚烧，或就地简单焚烧。
1.4存在的问题
1.4.1自行焚烧处置不能达到安全处置要求
近年来，佳木斯市人民政府出台了《医疗废物处理实施方案》，要求辖区所有的医疗机构必须将医疗垃圾交由市医疗废弃物处置中心处置焚化，但有很多医院并没有按照规定来处理，还有的医院自己焚烧处理医疗垃圾，但由于处理工艺简单，设备陈旧，焚烧不彻底。
1.4.2小诊所的医疗垃圾得不到安全处理
在佳木斯市的一些城镇周边不少小诊所，因利益驱动不顾及医疗垃圾的危害性，导致医疗垃圾的外流；（带有共性的问题），同时，小诊所的特殊性也导致有关部门对其监管不力，人手不够，培训不过关，其中涉及相关部门。
2.国内医疗垃圾处理状况
消毒法。
（1）高压消毒法，用于现场处理废物和定期存放废物，医疗垃圾在高温高压下进行消毒，可使废物的体积减少将近60%，但需要购置高压釜，且在高压消毒过程中还伴随有有毒化学物质挥发。
机械化学消毒法，主要由机械浸渍和化学消毒剂为次氯酸钠。这种方法处理后可使废物减容60%-90%，主要适用于液体和病理方面的废物。
（2）微波法，可用于现场和废物转运处理，在一定条件下，将废物浸湿，粉碎，放入一个槽中，利用微波的杀菌性质将其中病菌杀灭。
3.热解焚烧法原理
3.1热解焚烧工艺原理
小型垃圾热解炉的工艺原理见图1
3.2热解焚烧技要特点
（1）热解气化使得垃圾中的有机物转化成可利用的能源，如燃气、焦油或半焦，产生的燃料则可作为热解焚烧炉的燃料，因而节省燃料，富裕的还可外供，而常规焚烧法则需要外界燃料供应。
（2）分解后的裂解焦再燃烧时的空气系数较低，大大降低了排烟量，NOX，SOX，HCL等污染物排放减少，因而减少了烟气处理设备的投资及运行费用；烟气中灰尘少，二恶英的生成量也减少，远远小于常规焚烧法所生产的二恶英量。
3.3填埋
填埋是最终处理处置的方式，但要是经过安全的选址、勘查，且在符合标准的防渗层才可以进行卫生填埋。我国《生活垃圾填埋污染控制标准》规定：医疗垃圾不能埋入生活垃圾填埋场，因为一旦进入后，医疗垃圾的易腐性导致其发生许多化学和生物反应，这样就有可能造成疫苗传播。
3.4焚烧法
焚烧法是一个放热反应，指在800摄氏度以上的温度将感染性垃圾经料斗分批送入焚烧炉，经烘干、引燃、焚烧，最后排放烟气，与此同时，废物被分解成CO2和H2O，烟气和残渣时行 无害化处置。这种方法不但可以减容减量消毒杀菌，而且可减少90%的垃圾量，体积减少80%。
3.5压氧降解法
压氧降解能够在无氧条件下将城市垃圾中的有机成分转化成沼气，产生的沼气既可以用于该系统本身，也可以用适当的发动机或者发电装置将其转化成电能。随着温度的升高，降解速度也增大。厌氧降解器通常和锅炉或者热电联产装置（CHP）联合起来使用，副产物有液态和固态残渣。经过适当的处理，液态残渣能被用作液体肥料，固体残渣能用于传统的堆肥过程。
3.6气化和热解法
气化和高温分解是利用垃圾中有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下对其进行加热蒸馏，使有机物产生裂解，经冷凝后形成各种新的气体、液体和固体、从中提取燃料油、可燃气（CO、H2和CH4等）的过程。这些过程相当复杂，它们对垃圾的含湿量、物质成分以及温度的变化非常敏感。在反应室内通常会生成一氧化碳，氢气和甲烷等气体。
垃圾中的金属没有被氧化，有利于这些金属的回收利用。同时，垃圾中的铜、铁等金属不易生成促进二恶英形成的催化剂。
3.7设备较小，易于工业化
该技术使炉内物料与高温气流直接接触，热解气化残余物中的可燃物质在炉子底部直接与新入炉空气作用燃尽，因此，与无氧热解处理技术相比，传热速度快、单位炉容处理能力大，也避免了将热解气化残余物导出炉外另行燃尽处置的麻烦。对于大中城市，用热解法处理时，产生的热气量足以形成对外供气规模，即使勉强对外供应，也必须经过复杂的净化处理，其全安性受到质疑，这是得不偿失的。该技术克服了无氧热解 处理技术的上述缺点，减少了设备体积，工艺简单，易于工业化。
3.8设备构造简单，投资与运行费用低
竖式炉的旋转炉排密封于炉内，转速很低，顶部进料装置采用液压驱动双插板结构，使得焚烧炉结构简单，密封性好，动力消耗低， 运行可靠，从而降低了设备投资和运行费用。
4.结束语
医疗垃圾热解焚烧法所焚烧的是裂解气与裂解焦，裂解气中的可燃气体作为热解焚烧的燃料，其运行成本大大低于常老人家焚烧法。
传统的焚烧处理法中，由于是富氧燃烧，在这种条件下很容易产生二恶英。热絷法是在缺氧和除去氯等配性气体条件下进行的，大大抑制了二恶英的生成，所以热解法比传统焚烧法的二恶英生成量要在为减少。
【参考文献】
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桥梁模态分析方法及应用 篇4
模态分析通常指的是试验模态分析, 通过模态试验将采集到的系统输入与输出信号经过参数识别从而得到模态参数, 如:模态频率、模态振型、模态阻尼等。这些参数对于描述结构的振动特性, 减少振动对结构的不利影响都具有重要意义。例如:模态频率中的一阶频率 (固有频率) 的确定, 可以用来避免结构的共振;通过振型可以知道在某个自然共振频率下, 结构的变形趋势;模态阻尼大小能反应结构耗散外部能量输入的能力。
模态分析可用于桥梁结构振动测量和结构动力学分析。利用模态试验测得的桥梁模态参数我们可以评价现有桥梁结构的动态特性。此外, 由于理论模型计算很难得到结构的模态阻尼, 因而进行响应计算结果往往不太理想。我们可用模态试验得出的试验结果去修正有限元理论模型, 使理论模型更趋完善和合理。
2 基本原理
模态分析基于振动原理。单自由度系统是最基本的振动系统, 然而实际结构往往是多自由度系统。但是对单自由度系统的分析可以得到系统振动的很多基本特性。同时, 多自由度线性系统常常可以看成是许多单自由度系统的线性叠加。因此, 我们可以从单自由度系统出发, 分析系统的频响函数, 这将便于分析和理解系统振动的基本特性。
3 基本步骤
一般地, 桥梁模态分析过程大致可分成测试系统建立、响应数据采集、模态参数估计和模态模型验证这四个步骤。
测试系统的建立是模态分析的前期准备过程, 主要包括桥梁结构的理论模型建立及分析计算, 模态试验方案的确定 (包括试验激振方式的确定、传感器以及数据采集分析仪器的选择等) , 测试系统的安装、调试及校准。
响应数据的采集是模态分析中重要的一步, 将直接影响模态分析的结果。桥梁在某一激振力的作用下被激振起来后, 就可以通过专业测试仪器测量得到激振力或响应的时域信号。在数据采集过程中应保证数据采集的实时连续性, 并尽量减少外界对测试系统和采集设备的不利干扰, 如较强的振动撞击、电子信号等。此外, 还应该保证有足够的数据采集时间。如果采集时间过短, 就无法真实、全面地反应结构振动过程, 数据将不具有代表性。
模态参数估计和模态模型验证这两步一般可用专门的模态分析软件来完成。其中模态参数估计通常是利用曲线拟合一组频响函数数据来实现的。曲线拟合就是频响函数的参数与试验数据匹配的过程。目前, 进行模态参数估计的方法有很多种, 从自由度来分可以分为单自由度和多自由度两种。模态模型验证是对模态参数估计所得结果正确性的校验, 是对模态试验成果评定以及进一步对结构进行动力学分析的必要过程。此外, 模态分析过程中还包括测量设备 (传感器、数据采集仪等) 的验证。
4 实例分析
某拱桥的结构形式为中承式系杆拱, 跨径组合为30m (边跨) +100m (主跨) +30m (边跨) , 桥型结构简图如图1示。该桥主梁为现浇预应力钢筋混凝土变截面箱梁;主拱圈在桥面以上为组合钢箱结构, 桥面以下 (含边跨拱肋) 采用钢筋混凝土结构;下部结构采用实体墩、桩基础。该桥的设计荷载等级为公路-I级。
经结构动力学分析可知, 该桥主拱圈和下部结构的振动响应相对较弱, 因此可以仅对该桥的主梁结构进行模态分析。
4.1 各阶理论频率计算
利用有限元软件建立该桥主要结构 (包括主梁、主拱圈、系杆和桥墩等) 的理论模型, 经软件模拟计算得出该桥主梁结构的各阶理论频率, 见表1。
4.2 模态试验方案确定
由于该桥跨径较大, 无法进行人为激励, 试验时激振方式可采用环境脉动法, 即利用结构由于外界各种因素引起的微小而不规则的振动来确定结构动力特性的方法。根据该桥的受力特点, 沿桥梁的纵向选取桥梁的各墩、台处, 主拱圈与桥面相交处, 边跨的跨中处以及主跨的L/4、跨中和3L/4处作为测试断面。沿桥梁的横向在各测试断面上均匀布置2个测点。每个测试点均放置一个竖向振动型压电式传感器, 以测量桥梁的振动响应数据。
4.3 响应数据的采集
在传感器安装、测试系统调试并校准之后, 就可以开始模态试验。试验时采用江苏东华生产的DH3817型动静态数据采集仪实时采集桥梁的振动响应数据。一般地, 响应数据的采集时间应该至少在20min以上。数据采集时, 应使采集仪保持良好地接地, 以减少周边电子信号对采集仪的干扰。
4.4 模态试验结果分析
试验数据采集完成后, 利用模态分析软件进行模态参数的估计、辨识以及模态模型验证。经分析计算, 得出该中承式拱桥主梁结构的各阶振型 (见图2、图3和图4) 、模态频率和模态阻尼 (见表2) 。
由各阶振型图可知, 该桥主梁结构的一阶振型是以两侧桥台和主跨跨中处为基点, 主跨L/4和3L/4处为顶点的类正弦曲线状的变形;二阶振型是以两侧桥台为基点, 主跨跨中处为顶点的类悬链线曲线状的变形;三阶振型是以两侧桥台和主跨跨中处为基点, 两侧主拱圈与桥面相交处为顶点的两条类悬链线状的变形。根据各阶振型图可以分析得出, 该桥主跨的L/4、跨中以及3L/4处的振动变形相对较大。因此, 运营监控时应该在上述3处断面布置监控点。
由表1和表2比较可知, 试验测得的各阶模态频率均略高于理论计算频率, 各阶模态阻尼也均在正常范围内, 说明该桥的动态性能符合要求。同时, 各阶模态频率与理论计算频率较为相近, 说明建立的有限元计算模型较为合理。
5 小结
在处理桥梁振动问题时, 我们应该全面地了解其动态特性。桥梁的动态特性通常可用各阶的模态参数 (模态频率、模态振型及模态阻尼等) 来描述。通过模态分析可以得到上述动态特性参数, 同时结合理论计算, 我们可以综合评价桥梁的动态特性是否符合要求。
此外, 通过模态分析的结果我们可以校验结构模型的合理性以及理论计算的准确性。桥梁的动态特性虽然可以用有限元方法计算, 但由于其结构的复杂性, 在建立有限元模型时所引进的一系列人为假设 (如假设桥梁的阻尼) , 常与桥梁的实际情况不太相符, 因此计算结果往往不理想。而模态分析是建立在试验基础上的, 因此得到的动态特性参数比较准确, 特别是可以识别桥梁的阻尼。
摘要：简要介绍模态分析的原理和步骤, 并以一座中承式拱桥为例, 阐述其在桥梁动态性能评价中的应用。
关键词：桥梁,模态分析,动态性能
参考文献
[1]邵旭东.桥梁工程[M].人民交通出版社, 2004.
方法及应用 篇5
关键词：电营销理论 供电企业 对策与建议
中图分类号： F426 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（c）-0114-01
随着市场经济的发展与科学技术的不断进步，越来越多的新能源映入消费者的眼帘，它们以节能环保为卖点走进了许多消费者的家门。面对如此激烈的挑战，供电企业只有做出合理的应对方案才能打好与新能源竞争的这一仗，规划出适合企业自身发展的用电营销方案才能使企业供电更加合理，以满足消费者需求，真正实现供电企业经济效益与社会效益的双丰收。改革开放使越来越多的外企投入到商业的潮流中，不改变自身的发展格局就很难获得经济效益。
1 供电企业发展现状及面临问题
目前，用电营销管理工作受到传统国企僵化思维的影响，面对变化万千的市场以及现行的各项体制，供电企业用电营销管理工作还存在着很多问题与缺憾。由于供电企业长期以来一直处于垄断地位，造成一种自身优越感，从而使得很多企业的市场营销管理观念薄弱，几乎从不重视消费者的需求。很多时候电力销售渠道极不畅通，有时会造成接连几天的断电状况，给居民生活造成很大不便。而且像电力中断等一系列设施均不完善，造成信息反馈滞后，减少了许多销售机遇。随着各项新能源的开发与广泛使用，出现太阳能发电、沼气发电等新型方式，居民用电市场面临许多新型的挑战。而由于按照落后的计划经济模式运营的时期过久，又长时期没有进行制度化管理改革，这使得供电企业的营销人员个人素质等因素无法满足现阶段用电市场需求，极易造成消费者与电力销售人员之间的冲突和矛盾，影响双方的使用收益。
2 电力营销理论
电力企业要在竞争激烈的市场中存活并实现自身的进一步发展。首先要做的便是建立健全适合新形势的营销体制。加强供电企业电力营销的策略探析。制定合适的营销模式，才能使供电企业得到长足的发展。也就是说，根据时代的发展潮流和目前的市场经济要求，将企业经营模式从旧有的“用电管理”营销模式过渡到“电力营销”的新模式。这种新模式大体上以客户为中心，将电力营销管理作为企业发展的新环节。而企业要想适应新的营销模式，就需要建立全新的职能机构来进行营销管理和规划，这个机构要涵盖市场策划与开发、需求预测与管理等多个方面，全面开展电力的售前、售中、售后工作，为形成以客户服务中心为核心的电力营销体制提供后台理论技术支持。电力营销体制应包含主营系统、支持系统、监督系统三个重点部分。主营系统主要负责用电客户的联络、电力产品的调配和用电客户信息的收集、分析与处理；支持系统主要负责用电市场的市场分析及其预测、客户反馈信息的收集与处理等；监督系统则主要负责整个监管系统的各个环节，及时查漏补缺，使系统保持完善。在新形势与新的市场环境下，通过建立这种全新模式的营销体制，可以将电力企业的营销业务能力水平提高到一个全新的层次上，实现企业的持续发展，改善我国的供电现状。
3 供电企业如何应用用电营销理论
3.1 实施电力营销理论的优势
用电营销理论是供电企业根据市场运营规则创建的高效营销方法，供电企业必须尽快建立起以市场为中心的新型营销管理体制，加强用电营销的管理与改革。目前我国供电企业的用电营销方案规划还不是十分完善，应用方法及应用研究也并不是很多，只有满足民众需求，为客户提供安全、可靠、经济实惠的电力以及便捷、高效的服务，形成完善的电力销售服务体系，才能真正提升企业的经济效益，获得良好的信用与发展。用电营销业务是供电企业生存发展之根本所在。加强用电营销的管理技能，使营销市场的有序性和高效性得到提高，是目前供电企业的核心业务。加强电力用电理系统的软件和硬件的全面升级，及时淘汰落后的、管理能力有限的旧系统，使企业全面升级，保持先进性；另外，要加强对管理系统和安全系统的建设，减少实施环节中出现纰漏。最后，一定要制定完善的操作规范，使企业的各项经营有据可循，有规可蹈。最需要说明的一点是，制定科学的营销策略不仅需要认真研究用电营销理论，更重要的是研究市场。因此，在对用电营销理论做好研究的基础上，必须对用电市场进行综合分析，寻找商机，并积累营销经验，为创新用电营销理论打下坚实基础，提高电力产品和服务质量。虽然电力是一种无形产品，但它也有其自身的质量标准，如供电的稳定性、持续性等。
3.2 怎样应用用电营销理论
随着能源市场竞争的加剧，电力销售已经逐步转变为买方市场占主导地位的消费模式，用户对服务、价格、质量等的需求越来多越来越严格，服务质量的高低直接影响着企业形象。为此，企业的每一名工作人员，都应树立以客户为中心的经营理念，转变思想观念，树立营销意识，想用户之所想，及时解决用户的实际困难。加强合同管理，完善供用电合同管理制度。加强人员体系建设，构成工作专职，明确各级合同管理人员的职责，使员工服务合体到位。拥有高素质的营销队伍能使企业在激烈的竞争中胜出，人才是竞争的重中之重。企业必须提高对职工的培训力度，鼓励职工加强自身学习，不断提高自身的服务素质，建立一支高规格的营销队伍。同时，企业也要加强对营销服务人员的选拔培训、激励和考核，提升職工的整体服务素质，使市场营销工作上到新的台阶。我们不但要挖掘现有人才潜力，大力招募人才，积极培养人才，同时也要更新知识结构，采取有效措施，保持企业自身的先进性。建立灵活的定价机制，可以有效提高供电企业的营销水平，拓展客户总体数量。供电企业可以先划分好客户群的类别。
4 结语
中国的历史道路是曲折的，我们的计划经济促进发展的同时也留下了很多问题，而现今迈向市场化经济的发展脚步，使很多曾经辉煌的国有化企业很难完全适应突如其来的变化式的格局。我国供电企业在用电营销的这条道路上还有很长的路要走。供电企业要将国家政策的支持和消费者需求紧密相连，才能得到更好的发展与更快的进步。
参考文献
[1]张云锐.我国供电企业营销管理存在的问题及对策[J].科技情报与经济，2011（11）.
[2]韦征.智能电网技术在用电营销中的应用分析[J].广东科技，2012，29（17）：23-25.
方法及应用 篇6
首先需要意识到的是，在经济里面，任何时候的现象都是变化万千的。而统计学作为一种认识经济现象变化的手段，为客观真实地反映经济的变化，对于经济学的数据收集分析和处理至关重要。我们对经济的数据分析，主要目的是了解以前和现在的经济状况，并针对这些数据，分析以后的事态发展。应用于经济中的统计方法大体上分别为静态分析法和动态分析法。动静结合，通过对经济层面进行抽样调查，相关判断，对其动态进行相关分析和统计，将抽样调查的数据通过图标的形式客观真实地反映出来，通过综合概括分析及处理，从而获得相对能反映客观经济特征的相关分析。
数量经济在理论上分析经济数据，通过对经济当中的系统，计量，以及经济的投入产出，利益的增长，利益经济数量分析法，将经济的发展规律化，揭示经济变化轨迹中的经验并将其应用于实际的生活经济里面。经济数量分析法在与统计方法结合的主要有相关回归分析法和投入产出分析法两种方式。相关回归分析法通过测定经济中的量的变化，分析经济现象中相互之间的规律性，而回归分析法通过揭示变量x对于变量y的影响大小，通过回归方程对其进行相关预测。
例如在经典模型GDP的分析模型中，通过对GDP的分析，采用上述两者方法的融合进行分析有:
首先根据统计学原理，对GDP进行分析并找出其中的统计指标，设计相应的指标体系，针对我国的实际情况，影响GDP值的因素为多种，计算方法也是多种的。本次采用武汉市1998—2010年的GDP纵向分布数据模型，对上述两种方法在金融方向上予以阐述，并通过统计学和数理经济方法，对2011年以后的某一个阶段进行一个初步预测。
通过对数据的采集分析处理，采用分析数量经济法中的回归分析，在分析指标体系中F (y) GDP脱钩的消费变量C或者直接影响F (y) 的，譬如促使投资变化的政策和改变消费变化的政策以及影响进出口的政策变量 (如进出口税率、金融间的汇率等) 一一分析建立相关模型。在建立的模型上应当消除上述变量引起的影响。
以下是关于武汉市的数据统计及相关计算，根据武汉市1998—2010年的GDP数据如表1:
数据来源:《武汉市统计年鉴》，1998—2010年。
通过对数据的分析处理，采用分析数量经济法中的回归分析，在分析指标体系中F (y) ，建立关于GDP与时间序列间的关系，采用回归分析法，做出关于上述数据的散点图见图1。
通过图1可以看出GDP有明显的增长趋势非平稳时间序列，根据模型的需要，该模型的要求为回归求积。做一阶差分见图2。
根据图像显示该散点图为二次函数形式，故对其回归分析为F (y) =ax2+bx+c形式的，对其年份进行回归分析有:
得到回归方程为
对其规定系数进行检验，规定系数R=0.9553，即R很趋近于1，说明该回归方程的拟合程度非常良好，可以使用该回归方程进行预测。对一阶差分分析，除了2009年数据有所偏差外，其他年限的数据都比较符合。
根据上述理论检验得出该线性回归拟合得比较好，同时也得到了时间序列对于GDP增长的曲线。为更加客观地了解该模型中GDP关于时间序列的关系，还对其进行一次差分，以充分校核该回归方程对于武汉市1998—2010年的拟合程度。由于数据有限，故在此不对其进行二次差分分析，因为统计数据量比较少，在数据不充足的前提下，对数据进行二次差分会导致部分数据无法真实反映或者部分数据丢失的情况，致使线性回归方程较真实的情况相去甚远，使其失真。
由上述回归方程可以得到关于预测武汉市2011年之后的GDP值 (见表2) :
由于影响GDP的因素很多，故该预测可能会有一定的偏差。
根据武汉市2011年官方给出的数据，武汉市2011年GDP总值为6756.2亿元，较上述推断的理论误差为:
该误差值的变化相对于回归曲线的拟合程度偏大，根据统计学原理和模型建立的初始条件得之，该现象的产生，与模型建立之初消除的部分影响因素即政府的主观态度，社会自然条件下人们的消费愿望和进出口关税、汇率等还是存在莫大关联，由此而产生了相对较大的误差。
由于2012年及以后的所有年份都还处于预测阶段，其数据尚且不得而知。故本次探讨仅限于对2011年的变化得出的结论。由于该市的发展目前处于蓬勃阶段，在对其统计的时候，收集的数据还应该扩大范围，在建立指标体系的时候也应该考虑其他诸多因素。就本次模型而言，虽然未综合各方面的因素，但是通过理论与实际的核实，本次预测也是具有一定的根据和可行性的。
通过对上述模型的探讨，统计方法应用于数量经济学中的是十分精深的。本次探讨仅仅采用了线性回归分析，产生了部分偏差。在实际的经济预测中，对数据的收集不仅仅局限于纵向姿态，也应对其横向幅度有根据地进行相对收集。充分地数据收集，科学地对其筛选，是对理论分析前置条件的有效把握，使产生的结果更具有理论有效性。同时在对数据的分析和处理时还包括描述性分析、主成分分析、典型先关分析、聚类分析和判别分析等。对经济领域的分析，要充分使用统计学手段，从数据的收集，数据的整理和分析，把握住数据的时效性和准确性，利用上面所列举的方法，或者通过几种方法的相互关联运作，使需要阐述的现象解剖得更彻底。
统计方法与数理经济的方法融合，探索数据内在的规律性及其本质变化，把握住数量经济变化的脉搏，为数据分析带来高质量、高标准的基础。
通过以上两者之间的相互融合，相辅相成，能够更清晰地反映出经济变化间的规律，提高经济预测的准确性和科学性。
参考文献
[1]庞皓, 杨作廪.统计学[M].成都:西南财经大学出版社, 2010.
[2]中国国家统计年鉴, 武汉市1998年到2010年GDP值统计数据[Z].2010.
[3]唐焕文, 贺明峰.数学模型引论 (第三版) [M].北京:高等教育出版社, 2009.
质量管理的方法及应用 篇7
一、波卡纠偏
波卡纠偏是日本工程师新乡重夫发明的一种质量管理方法。新乡重夫认为遗忘有二种:一种是疏漏;另一种是忘却。他建议采用一些措施来预防产品缺陷的诱因。这些工具最初叫“傻瓜工具”。新乡重夫意识到, 这样命名可能会令许多员工不快。于是, 他用日语造了一个术语叫“波卡纠偏”, 意为“防错”或“不失误”。波卡纠偏措施就是能防错, 或使人一眼看出错误的机制。比方说, 员工装配一种有两个按钮的装置, 每个按纽下面须安装弹簧。有时员工忘了安弹簧, 就会出现次品。一个简单的波卡纠偏方法可以化解这种问题。工人从零件箱里拿出2个弹簧放在1个小碟里。如果把这装置装配完后, 碟子里还剩1个弹簧, 就意味着出错了。员工知道漏装了1个弹簧, 会立即纠正错误。这种检查 (只需往小碟中瞥一眼) 的成本微乎其微, 但仍不失为一种有效的检查方式。此时返工的成本也极有限。当然, 尽管成本很小, 最好的结果还是在安装完后看到碟子里空空的, 无需返工。
新乡重夫认为, 用溯源式检测及波卡纠偏系统可以实现零缺陷, 并举出松下公司的静岗洗衣机分厂作为例证。该厂一条由23名工人操作的排水管装配线创造了1个月无缺陷的生产记录。之所以能够取得如此成就, 主要是因为装配了防止缺陷的波卡纠偏工具。波卡纠偏的作用在于, 在作业过程中, 作业者不时会因疏漏或遗忘而发生作业失误, 由此所导致的质量缺陷所占的比例很大, 如果能够用防错法防止此类失误的发生, 则质量水平和作业效率会大幅提高。 (1) 防错法意味着“第一次就把事情做好”。 (2) 提升产品质量, 减少由于检查而导致的浪费。 (3) 消除返工及其引起的浪费。
服务业也适用波卡纠偏。与制造业不同的是服务业的纠偏不仅要考虑生产者的行为, 还必须考虑顾客的行为。此外, 许多服务涉及公司与顾客之间的多种接触过程, 而这些接触还往往发生在不同的地点。因此, 必须建立适应不同接触方式的纠偏手段, 包括直接接触, 也包括电话、信件接触, 或通过自动提款机之类的接触。这两个不同之处决定了工作方向:把纠偏原则集中用在服务性企业的前方, 即顾客和整个系统的接触面上, 制造业的纠偏方法就能拿来应用。
二、AUDIT法
以往的质量检验方法主要是站在生产者的角度看产品质量是否达标, 而其产品是否满足顾客的需求只有等到产品投放市场后才能获知, 这往往会给企业带来难以弥补的损失。AUDIT法是一种新型质量检验方法, 它要求制造企业按照用户的眼光和要求对经过检验合格的产品进行质量检查和评价, 将检查出的质量缺陷落实责任, 分析缺陷产生的原因, 并采取整改措施消除缺陷, 逐步提高产品的质量。通常, AUDIT方法对检查出来的缺陷用扣分的形式来表示, 根据缺陷的等级程度确定扣分的多少扣分越多则说明用户的满意度越低。
实施AUDIT法可以遵循以下程序: (1) 设置专职的AUDIT工作组。AUDIT工作组一般由企业负责人直接领导, 人数一般以3~5人为宜, 如果产品复杂, 人数可更多些, 但AUDIT人员都应该有较高的素质。工作组必须独立地工作, 不受领导意志的干扰, 工作组的日常工作也不应受到企业其它工作环节的影响。 (2) 制定检查表。以用户满意为准则制定检查表, 制表时可以参考各种标准和资料, 特别是要借鉴同行企业的AUDIT检查表。检查表的项目应能够反映用户的观点, 应将所有可能引起用户不满意的项目都收入检查表。在确定扣分时, 应经常到用户处收集意见, 对于用户不十分抱怨的缺陷少扣分, 对于用户抱怨大的缺陷应多扣分。 (3) 编制作业指导书。AUDIT作业指导书包括AUDIT检查表、实施AUDIT检查的工作程序和具体操作规程。它是AUDIT检查员赖以实施检查工作的依据。 (4) 确定审查周期、抽样原则和检查场地。 (5) 实施检查。抽取样品并逐项进行检查, 在检查中每发现一项缺陷, 就根据其严重程度分别计算和记录其扣分值, 并在情况说明栏中填写责任单位名称, 描述缺陷情况。在检查过程中应注意以下事项: (1) 对缺陷的位置、形态要进行详细记录。 (2) 发现缺陷应立即向主管领导报告。 (3) 抽样和检查时不要对样品作任何处理。 (4) 在检查过程中发现新的缺陷后, 应请示领导在检查表中增加这一项内容。 (5) 应向有关人员公布检查的原始记录, 由责任单位来人认可审查结果。 (6) 评定质量等级, 发表AUDIT公报。在检查结束后, 利用计算机对结果进行处理, 确定待检产品的扣分值和产品的质量等级。采用发布会的形式发布AUDIT公报。在发布公报时, 应由AUDIT检查员宣读公报内容, 回答问题, 评讲质量情况, 然后是领导表态、观看实物等, 注意不要流于形式。 (7) 后续质量改进。在公报发布完后, 应将资料归档保存, 经常统计分析AUDIT的各种材料, 跟踪质量趋势, 定期撰写质量分析报告;采取措施消除发现的缺陷。
二、质量跟踪
质量跟踪, 是目前国内外广泛采用的一种质量管理方法。它在市场调查、售后服务、质量改进、新产品研制开发及产品寿命周期质量监控等方面发挥着重要作用。质量跟踪方法是随着工业生产的发展及质量管理的不断提高而逐渐形成和发展起来的。企业从产品交付使用开始, 就面向用户和市场全面、系统地收集和整理产品质量的信息, 分析、评价产品质量水平和存在问题, 并及时向有关单位反馈, 不断采取改进措施, 努力提高产品质量。
按跟踪目的可分为三类: (1) 调查性的质量跟踪。这种质量跟踪专为调查产品质量现状和用户评价而进行, 通常属于短期或临时性的质量跟踪, 适用范围比较大。 (2) 服务性的质量跟踪。这种质量跟踪是为了使产品更快更好地适应用户需要, 运用于用户不易掌握的产品或新产品。 (3) 监控性的质量跟踪。这种质量跟踪是为了长期监控外场使用的产品质量而进行的, 通常适用于飞机及发动机、燃气轮机等大型复杂产品。
PCA故障重构方法及应用 篇8
关键词：主元分析,故障重构,容错控制,传感器
0 引言
故障诊断技术是近年来控制科学领域的研究热点问题之一。对于故障诊断技术,主元分析(PCA)方法是一种常用的方法,它是一种多元统计分析方法,能够对含有噪声和高度相关的采样数据进行特征提取和冗余分析。在主元分析中常用于过程监视的两个典型的统计量是T2和SPE(或称Q)统计量[1]。在文献[2]研究中已给出针对以下四种情况故障检测的一些结论,这四种情况为:(1)T2和SPE均未超限;(2)T2超限,SPE未超限;(3)SPE超限,T2未超限;(4)T2和SPE均超限[2]。本文就是在已经准确地检测出故障,且故障类型为SPE型传感器故障,并已辨识出故障传感器的基础之上,深入研究如何进行对此传感器进行故障重构。最后将这个方法应用到具体实例中,通过仿真结果验证此方法的有效性。
1 PCA模型的建立
假设一段正常生产工况下的过程数据集Xn×m,行表示有n组样本,列表示有m个变量。首先Xn×m将进行标准化,标准化之后数据的协方差矩阵记为∑,同时有,∑P=Pλ,其中λ=diag[λ1,λ2,……,λm](λ1>λ2>…>λn)为∑的n个特征值组成的对角阵,P=[P1,P2,…,Pm]为与其相对应的单位正交特征向量组成的矩阵,即Xn×m的载荷矩阵。这里应用累积方差贡献率方法来进行主元个数的确定,这里主元个数为k,定义Pk=[P1,P2,…,Pk],这样数据空间被分解为主元子空间和残差子空间,X被分解如下:
其中,矩阵、分别表示X向主元子空间投影和向残差子空间投影。这里:
其中,可以知道PCA模型所分解的主元子空间和残差子空间是正交的。主元分析的模型建立之后,要对任意时刻已被标准化传感器采样数据检测,就基于以上理论将采样数据分解如下:
基于以上原来的n维过程数据空间被k维和n-k维的两个子空间代替,同时过程变量之间的相关性被消除。在前面提到两个统计量,就是T2和SPE统计量,其中T2统计量被定义为T2=||λk-1PTkx|2≤δ2T,SPE统计量定义为,其中δT2和δ2SPE分别为T2和SPE控制限。
由文献[3]可知当SPE统计量超限时,数据的相关性遭到破坏,出现了SPE传感器故障。本文就是针对型传感器故障,并成功辨识出故障传感器,研究如何针对此传感器进行故障重构的问题。
2 SPE型传感器故障的重构
2.1 SPE型传感器故障重构的方法
故障重构任务是对某一采样数据进行检测,检测并且辨识出故障传感器后,应用PCA模型,对这一采样数据进行最优重构,使得过程的故障状态自动返回到正常情况,这也是控制系统中的容错控制。
这一部分研究,我们先进行一步假设,假设某一传感器采样数据x,经过主元分析的方法检测出某传感器发生故障,并且是SPE型传感器故障。同时我们假设已辨识出传感器为故障传感器,则需要对传感器进行故障重构。这里主要思想利用其它正常的传感器数据对故障传感器实现重构,得出此传感器变量的值。
设x1为对故障传感器进行故障重构的向量,表达式为:
这里fi表示故障幅值f的估计值。用表示故障重构后的预测误差平方和,即:
2.2 可重构性
由以上理论推导可知,在故障方向ζi下,若fi的解存在,则传感器的正常真实值x*通过以上的SPE型传感器故障重构的理论公式能够被很好的估计,因此fi有解等同于能否准确重构,也就是说必须在ζi≠0的条件下进行故障重构,所以SPE型传感器故障重构的充分必要条件是ζi≠0。从以上讨论又可知故障重构不在主元子空间PCS上发生,如果ζi∈PCS,这时不受其中变量变化的影响,那么相应的故障就不能被检测,也不能进行故障重构。所以说故障重构的充要条件与检测的必要条件是相同的,有区别的是故障检测还有一个充分条件为。
3 应用与仿真
在这里以电厂某机组工作过程为应用实例,在文献[4]里仿真实例中采样数据x1已叠加了故障,仿真结果也检测出此故障,我们假设已经辨识出故障发生在传感器变量2,接下来应用本文的理论知识,对采样数据的传感器变量2进行重构,最终完成仿真测试。我们这里还是选取文献[4]同样的PCA建模数据,包括:给水压力、低缸排汽压、主汽流量、给水门后压力、给水门前压力、再热汽温、循环水进水温I、循环水进水温II、过热减温流量和再热减温流量等10个测点的过程数据[4]。
下面各曲线表明仿真出来的结果。图一是传感器2发生故障时SPE的曲线和对变量2进行重构后的SPE曲线,重构后SPE值不超限,证实了故障重构理论的正确性。图二为正常工况及采样数据中传感器变量2的曲线,图三为正常工况及重构后传感器2的曲线,可以看出重构后的数据与正常工况下的数据比较吻合,进一步证明上述研究的型传感器故障重构理论的正确性。
4 结束语
本文研究了应用PCA方法进行故障重构。在基于成功检测与辨识出传感器故障之上,实现型传感器故障重构。最后通过实例仿真,验证了此理论的有效性。
参考文献
[1]邱天,丁艳军,吴占松.基于主元分析的故障可检测性的统计指标比较[J].清华大学学报(自然科学版),2006,46(08):1447-1450.
[2]Himmelhlau,D.M.FanIt Detection and Diagno-sis in Chemical and Petro-chemical Processes.Elsevi-er,1978,New York.
[3]Dunia R,Qin S J.Joint diagnosis of processand sensor faults using prin-ciple component analysis[J].Control Engineering Prac-tice,1998,(06):457-469.
企业经营决策方法及应用分析 篇9
一、经营决策分析的常用技术方法
企业常用的经营决策分析方法有两大类:定性决策分析方法和定量决策分析方法。
(一) 定性决策方法
定性决策方法是在决策中充分发挥人的智慧的一种方法。它直接利用那些在某方面具有丰富经验、知识和能力的专家, 根据已知情况和现有资料, 提出决策目标和方案, 做出相应的评价和选择。定性决策方法常用的有以下几种:
1. 经验决策法。
这是一种最古老的决策方法, 由于它简便易行, 在现代企业经营决策中, 仍然经常使用。特别是对那些业务熟悉、工作内容变化不大的专家, 往往可以凭经验做出决策, 并且能取得良好的效果。
2. 德尔菲法。
它的核心组织形式是:不把专家召集在一起开会讨论, 而是发函请一些专家对一定的问题提出看法和意见。收到专家们回答的意见后加以整理分析, 再分寄给专家们继续征求意见。如此重复多次, 直到意见比较集中为止, 以据此做出决策。这种方法可以使专家们毫无顾虑, 各抒己见, 同时又能把较好的意见逐步集中起来。
3. 头脑风暴法。
这是邀集专家, 针对确定的问题, 敞开思想、畅所欲言、相互启发、集思广益、寻找新观念, 找出新建议。其特点是运用一定的手段, 保证大家相互启迪, 在头脑中掀起思考的风暴, 在比较短的时间内提出大量的有效的设想。
4. 集体意见法。
这种方法是把有关人员集中起来以形成一种意见或建议。与会者发表的各种看法, 其他人可以参加分析、评价, 或提出不同看法, 彼此之间相互讨论、相互交流、相互补充、相互完善。
(二) 定量决策方法
定量决策方法是建立在数学分析基础上的一种决策方法。它的基本思想是把决策的常量与变量以及变量与目标之间的关系, 用数学公式表达出来, 即建立数学模型, 然后根据决策条件, 通过计算求得决策答案。定量决策方法常用的有以下几种。
1. 确定型决策方法。
确定型决策是指决策的影响因素和结果都是明确的、肯定的。一般根据已知条件, 直接计算出各个方案的损益值, 进行比较, 选出比较满意的方案。主要有盈亏平衡分析法、差量分析法等。
2. 风险型决策方法。
风险型决策方法一般先预计在未来实施过程中可能出现的各种自然状态, 估计可能出现的概率。然后根据决策目的提出各种决策方案, 并按每个方案计算出在不同的自然状况下的损益值。最后分别计算出每个方案的损益期望值, 进行比较, 择优选用。具体方法有两种:决策树法和决策表法等。
3. 不确定型决策, 是指未来事件的条件, 即自然状态发生概率不能肯定情况下的决策。
这种决策是决策人凭着自己的态度和判断力, 按照一定的法则去选择方案, 不同决策人可能选出不同的最佳方案, 并得到不同的结果, 故称为不确定型决策。不确定型决策的选择方法常用的有以下几种;可能性法、保守法、冒险法、乐观系数法和最小最大后悔值法。
二、经营决策分析方法的应用分析
企业经营决策包括企业正常经营管理决策和战略性决策两方面, 企业正常经营管理决策就是企业经营没有重大调整所采取的经营管理方面的决策, 包括企业生产的产、供销等方面。战略性决策就是企业经营发生重大调整所采取的决策, 包括企业产品转型、扩大规模、技术改造、项目投资等。
(一) 企业正常经营管理决策分析方法的应用
企业正常经营管理活动就是为保证企业适应市场的需求开展的生产经营活动, 为了保证企业利润的最大化, 就要求企业生产能够高效运行并且可控。经营管理决策由于各个方面的数据在经营过程中都有所掌握, 并且数据的准确度相对真实, 在做这方面的决策分析时要尽量用定量决策分析的方法, 从而保证决策的准确性。
1、生产活动的决策分析:
企业的生产不是产量越多越好, 产品销不出去产成品就会占压资金使企业经营不畅, 最合理的产量就是以销量定产量, 但是不能低于盈亏平衡产量。这里就用到了定量决策分析的确定性分析方法, 为了保证企业的正常经营, 确定合理的产量范围和合理的盈利区间是保证企业持续经营的关键, 盈亏平衡分析不仅可决策企业的合理生产利用率, 同时通过分析可以找出企业节能增效的关键点, 包括企业生产成本中的节约和浪费, 通过这些控制而增加企业的利润。
2、企业原材料供应的决策:
企业原材料应区分管理的重点要着重管理好用量大的原材料的进货渠道和周转周期, 确定这些方案就需要运用确定性决策的差量分析法找出最优的方案, 保证企业正常的生产和生产成本的降低, 提高企业的经济效益。
3、销售决策:
销售的决策关键是企业生产产品市场的占有率, 开展市场营销的前提就是了解产品市场的需求量, 通过定量确定性决策来预测产品市场的占有率, 有了这一数据企业就可以有计划和有针对新开展市场的营销策略, 实现企业产品销量的最大化从而实现企业利润的最大化。
(二) 企业战略性决策分析方法的应用
企业战略性决策关系到企业的存亡, 所以在涉及到战略性决策时, 要综合运用经营决策的定性决策分析方法和定量决策分析方法。在企业要进行企业产品转型、扩大规模、技术改造、项目投资等重大事项的决策时, 要把定性决策分析方法和定量决策分析方法置于同等重要的地位来运用。战略性决策首先要做好项目前期的考察、调研、分析工作, 这一方面的工作要充分运用定性决策分析的方法, 要把经验决策法、德尔菲法、头脑风暴法、集体意见法灵活运用综合考虑, 用最恰当的方法决策不同的重大事项方案, 在以上战略性决策中对涉及企业产品转型、扩大规模、技术改造决策时要侧重运用经验决策法、德尔菲法, 在涉及到项目投资决策时要侧重运用头脑风暴法。定性决策方法的综合运用应掌握运用集体意见法来对决策进行归纳和总结, 掌握了这些方法对企业战略性决策是至关重要的。前期工作完成后, 其次就是运用定量决策分析方法对决策进行定量的分析和论证, 对于基础数据可以进行准确预测的要应用确定性决策的方法进行分析, 主要是对方案的经济效益和期望值的准确计算论证方案的可行性, 企业目前战略性决策的确定性决策经济评价指标主要有总投资收益率、内部收益率、净现值、投资回收期。这些指标的计算是基于预测的基础数据没有变化的前提条件下得出的, 在未来的经营过程中会发生不确定的变化, 那就要对方案的不确定性因素进行分析, 在这一过程中对可以预测因素发生概率的就要进行风险性分析, 概率无法预测的用可能性法、保守法、冒险法、乐观系数法和最小最大后悔值法进行分析, 在这一分析过程中要运用定性决策的方法来预测方案影响因素的发生概率, 从而使定量的数据更为准确和可以信赖, 保证决策的可靠性和安全性, 使企业能够在激烈地市场竞争中取胜。
决策在企业的经营过程中时刻存在, 准确的决策可以使企业从容应对风云变化的市场, 可以推动企业由弱变强、由小变大。尤其是在竞争与日俱增的今天, 公司决策稍有闪失, 便有可能招致灭顶之灾。如何在激烈动荡的市场竞争中, 适时做出适当准确的经营决策, 已经成为决定公司能否立于不败之地的关键。
参考文献
[1]向祖庚.现代企业管理概论[M].北京:中国商业出版社, 1994.
[2]王华炜.现代企业管理基础[M].北京:高等教育出版社, 2001.
语义万维网的概念、方法及应用 篇10
摘要：近两年来，语义万维网(semantic web)的研究逐渐引起了知识表示、逻辑编程、信息系统集成、web开发等各个领域的广泛关注。语义万维网的研究将对传统web上信息的发布、存储和处理方式产生一场变革，但是语义万维网的概念、思想、和方法还处于形成阶段。本文分析了语义万维网的起源、概念、技术框架、总结了语义万维网及相关工具的现状，并讨论了语义万维网技术在智能信息检索、企业间数据交换、知识管理以及万维网服务中的应用。
关键词：语义万维网 资源描述框架 知识表示 本体
0 引言
万维网创始人Tim Berners-Lee将万维网的演化分为两个阶段，在第一个阶段，万维网应该是一个有利于人们相互合作的强大工具。万维网最初十年的发展基本上实现了这个目标：它以HTML页面的方式向人提供了大量的信息。在第二个阶段，这种合作应该延伸到机器。也就是说，连接到万维网上的机器也应该能够分析万维网上的所有数据——包括内容、链接以及人与机器之间的交互。如何实现万维网的第二阶段目标正是目前学术界研究的热点。实现这一目标的难点在于传统的HTML语言本身的固有缺陷，这种标记语言的标签集只是对内容的显示格式做了标记，数据的表现格式和数据糅合在一起，缺乏针对数据内容的标签。HTML语言的这种特点决定了万维网上的信息内容很难被机器所理解，从而制约了一些需要对万维网上的海量数据进行自动化处理应用的开发。Web上海量的数据要求以一种能够理解数据语义的方式进行交换和管理，当前基于HTML的web技术却很难满足要求。
1 语义万维网的概念
什么是语义万维网并没有一个严格的定义，Tim.Berners-Lee对语义万维网做了如下的描述:语义万维网并不是一个孤立的万维网，而是对当前万维网的扩展，语义万维网上的信息具有定义良好的含义，使得计算机之间以及人类能够更好的彼此合作。
2 语义万维网的组成
2.1 URIs和Unicode Web环境下的应用之间不可避免地需要相互通信，直接或间接地以机器可读的格式传递发布信息。这些信息中很大一部分是对Web上资源的描述，因此，首先应该以明确的方式来标识这些资源(对象)。语义万维网采用统一资源标识符(Uniform Resource Identifiers，URI)来标识资源及其属性，URI是一个Internet标准，记载于RFC2396。这一层是整个语义万维网的基石，它成功地解决了万维网上资源的定位和跨地区字符编码的标准格式的问题。
2.2 XML、NameSpace、XML Schema 在URI和Unicode之上，是XML及相关技术层。XML允许用户根据需要自定义一些“有意义的”标签对发布的内容进行标记，并使用文档类型定义(Document Type Definition，DTD)或XMLSchema来约束这些标签的结构。
2.3 RDF、RDF Schema XML层的上一层是数据互操作层——资源描述框架(Resource Description Framework，RDF)和RDF schemas。RDF本身并没有规定语义，但是它为每一个资源描述体系提供一个能够描述其特定需求的语义结构的能力。RDF Schema机制提供了RDF模型中使用的一个基本类型系统。
2.4 Ontology 在某种意义上说，RDF Schema本身就是一种简单的本体(ontology)语言。但是RDF/RDFS对特定应用领域的词汇的描述能力比较弱，需要进行扩展，我们把这个RDF/RDFS之上的扩展层称为ontology层。T.R.Gruber等人对ontology给出的定义比较适用于语义万维网的研究：ontology是一种明确的共享概念化的形式说明。概念化是指对现实世界中的一些事物进行抽象建模，所建立的模型确定了该事物的一些相关的概念。明确意味着所使用概念的类型以及它们使用上的约束都有显式的定义。形式说明则是指ontology应该是机器可以理解的。共享反映了这样的一种理念：ontology表达双方都认可的知识，也就是说，ontology并不会仅仅局限于某些个体，而应该被一个群体所接受。
2.5 Logic、Proof&Trust 到目前为止，利用RDF/RDFS以及对RDFS进行扩展的一些ontology语言可以对Web上的资源内容做出描述。仅有这些描述还远远不够，基于语义的web应用还需要根据特定的规则从这些描述性的知识中进行推理。逻辑层的目标就是提供一种方法来描述规则。描述逻辑标记语言(Description Logic Markup Language，DLML)就是这样的一种方法，它用DTD封装了描述逻辑中的逻辑连接词，可将基于描述逻辑的形式化知识嵌入到被描述的文档之中。Proof和Trust这部分内容在概念上目前还没有一个成熟的说法。但是语义万维网的研究者普遍认为Proof和Trust将是下一代Web的重要概念。在XML、RDFRDFS、Ontology以及Logic层和Proof层之上，我们就可以建立一些可以信任的应用了。
3 语义万维网开发的工具
语义万维网能否取得成功的关键因素在于是否有充足的工具来帮助开发人员建立体现其价值的应用。下面仅介绍一些RDF API的讨论和开发状况，目前实现的RDF API主要有GINF、Redland、Jena、Mozila等。通用互操作框架，GINF，使用RDF作为协议、语言、数据和接口的通用表示。它使用的RDF接口不仅可以创建和操作RDF模型，而且还可以通过一个类似SQL的查询界面来访问这些模型。Redland是支持高层面向对象的RDF接口库。Redland用它自己的类实现了每一个RDF概念。Redland的模块化，面向对象的本质使得终端的用户能够插入各种不同的解析器和合适的存储机制。Redland提供了C语言的接口。Jena，是由惠普公司开发的Java RDF API。它同时支持以声明和资源为中心的RDF模型的操作。并且在Jena所提供的工具箱中还提供了对DAML ontology的支持，但是目前只能对ontology进行一些简单的推理。Mozilla作为开放源代码Web浏览器的一部分而开发的Mozilla API，提供了用SWI-Prolog实现的RDF解析器。
4 语义万维网的应用
随着语义万维网概念的提出和相关研究的进展，将出现许多基于语义万维网技术的应用，面对海量信息，智能信息检索的重要方法之一就是整理和重新规范万维网上信息。如今万维网上保留有高速发展期间产生的大量普通HTML页面，整理这些信息的实质性问题就是如何从HTML页面中提取出语义信息，构建出能够描述这些页面的Ontology。可行的办法是采用ontology学习系统，实现ontology的自动或半自动提取。
5 结语
目前美国DAML（Tim.Berners-Lee领导）IEEE Standard Upper Ontology Study Group和欧洲的OntoWeb(Dieter Fensel领导)在语义万维网研究领域处于领先地位并推出了一系列的语言、方法和工具。国内在这方面的研究有成果的还未见报道，很多计算机工作者对语义万维网的概念比较陌生，积极开展这方面的研究，提高万维网数据的管理和智能化处理水平已经是迫在眉睫的任务。面临这些挑战，需要协同知识表示、逻辑推理以及万维网标准化团体、领域专家共同努力，共同创建万维网的美好未来。
参考文献：
[1](英)Tim Berners-Lee，Mark Fischetti，张宇宏，萧风译.编织万维网——万维网之父谈万维网的原初设计与最终命运.上海：上海译文出版社.1999.154~171.IEEE Intelligent Systems，2001.16(2):46~54.
[2]王继成，萧嵘.web信息检索研究进展.计算机研究与发展.2001.38(2):187~193.
[3]Tim Berners-Lee.The semantic toolbox:building semantics on top of XML-RDF.org/DesignIssues/Toolbox.html.
[4](美)Andrews S Tanenbaum.熊桂喜，王小虎译.计算机网络.北京：清华大学出版社.1999.474~480.
窜流通道识别方法及应用 篇11
1 窜流通道识别方法
1.1 模糊识别法
首先筛选影响窜流通道形成的主要动态和静态因素并分析其相关特性确定其判别标准及指标值, 然后建立结构层次模型, 采用九标度法构造判别矩阵, 采用方根法计算权重值, 构造判别模型, 最后根据判别标准识别窜流通道是否存在[1]。
1.1.1 静态因素和动态因素选取及指标值确定
选取影响窜流通道形成的静态因素为渗透率变异系数和沉积韵律, 选取动态因素为比视吸水指数、含水率上升速度、含水率和注采连通性。各动静态因素指标界线和指标值如下表1所示。
1.1.2 采用九标度法构造判别矩阵, 采用方根法计算权重值
1.1.3 判别窜流通道的存在性
将各静态因素的指标值与其权重值相乘得到静态判度, 将各动态因素的指标值与其权重值相乘得到动态判度, 然后将静态判度和动态判度与其各自的权重值相乘求和得到综合判度, 最后依据窜流通道判别标准判断窜流通道的存在性。
1.2 含水指数特征曲线法
含水指数特征曲线是含水特征指数与开采时间在半对数坐标中的关系曲线, 是反映含水上升率变化的指标, 含水特征指数为水油比 (对数) 对生产时间的一阶导数。
对于典型的裂缝型窜流通道, 其含水指数特征曲线呈现上凹型趋势, 其含水变化曲线具有反S型。而由于注入水的长期冲刷而形成的孔隙型窜流通道, 其含水指数特征曲线呈现上凸型趋势, 其含水变化曲线具有正S型。因此可以从油井日 (月度) 数据中提取产水、产油数据, 求水油比对生产时间的一阶导数, 然后作含水指数特征曲线, 根据油井的含水指数特征曲线来判断窜流通道的类型[2]。
1.3 水驱特征指数曲线法
水驱特征指数曲线是水驱特征指数与累产油之间的关系曲线, 是反映累积产水变化的指标, 水驱特征指数为累积水油比 (对数) 对生产时间的一阶导数。同样, 对于典型的裂缝型窜流通道, 其水驱特征指数曲线呈现上凹型趋势, 而由于注入水的长期冲刷而形成的孔隙型窜流通道, 其水驱特征指数曲线呈现上凸型趋势。因此同样可以根据油井的实际生产数据资料作出水驱特征指数曲线来判断窜流通道的类型。
2 现场应用
孤东油田该开发单元为河流相沉积, 具有高孔高渗、强非均质、储层结构疏松、易出砂的特征, 其平均渗透率为3883×10-3μm2, 平均孔隙度35.3%, 含油面积10.24km2, 地质储量1825×104t。截止到2014年3月, 该开发单元累计采油816.4×104t, 采出程度49.6%, 综合含水98.5%, 为特高含水期。根据孤东油田实际情况, 基于模糊识别法识别窜流通道存在性, 基于含水特征指数曲线法和水驱特征指数曲线法识别窜流通道的模式类型。
3 结语
(1) 通过模糊识别法, 计算得出窜流通道综合判度为0.74, 根据窜流通道判别标准, 判定该开发单元存在窜流通道。
(2) 通过含水指数特征曲线法和水驱特征指数曲线法得出的两个井组各个油井的含水指数特征曲线和水驱特征指数曲线基本呈凸型, 判定该开发单元的窜流通道为孔隙型。
(3) 充分了解油藏中窜流通道的特征, 对于疏松砂岩油藏中高含水期油田的开发具有指导意义, 有利于提高油层波及体积, 提高注水开发效率, 同时也为后续调剖作业堵剂类型选择、用量设计、选井选层提供科学依据。
(4) 目前储层窜流通道识别方法较多, 均具有自身的优越性, 但也不同程度的存在缺陷, 而且窜流通道的识别在油田有广泛需求, 因此有待于进一步系统、深入的研究[3]。
摘要：我国大部分油田经过多年注水开发, 已进入高含水、特高含水开采期, 油藏内已形成高渗带及特高渗透带, 严重影响水驱开发效果和油田开发整体效益。为提高注水开发效率, 需充分了解油藏内窜流通道的特征, 为此基于模糊识别法识别窜流通道的存在性, 基于含水特征指数曲线法和水驱特征指数曲线法识别窜流通道的模式类型。结合孤东油田某开发单元的实际生产情况, 描述了该单元的窜流通道特征。
关键词：窜流通道,存在性识别,模式识别,模糊识别法,含水特征指数曲线,水驱特征指数曲线
参考文献
[1]刘月田, 孙保利, 于永生.大孔道模糊识别与定量计算方法[J].石油钻采工艺, 2003, 25 (10) :54-59.
[2]叶翠.高含水油田井间动态连通性研究[D].长江大学, 2013, 34-34.