可靠度理论论文
基于对滑坡稳定性影响强烈的岩土性质、计算模式、地下水及荷载等因素的分析,建立滑坡稳定性评价的极限状态方程,通过对岩土参数、地下水及有效重力等敏感因子的求解及分布特征分析;在对泰勒级数对非线性极限状态方程线性化后,结合结构可靠度的.理论,运用一次二阶矩的方法,求解了滑坡稳定性可靠度指标β,最后通过开县康家咀滑坡稳定性对比分析,证明了该方法的正确性,提高了滑坡稳定性评价精度.
作 者:王建华 易朋莹 邓继辉 何江海 施毅 WANG Jian-hua YI Peng-ying DENG Ji-hui HE Jiang-hai SHI Yi 作者单位:王建华,易朋莹,WANG Jian-hua,YI Peng-ying(中煤国际工程集团重庆设计研究院,重庆,400016;重庆大学土木工程学院,重庆,400045)
邓继辉,何江海,施毅,DENG Ji-hui,HE Jiang-hai,SHI Yi(中煤国际工程集团重庆设计研究院,重庆,400016)
可靠是安全的基础, 只有确保足够的可靠度, 才能使安全得到最为有效地保障, 这是对可靠度理论最为浅显的解释。对于道路安全而言, 其涵盖了两个方面的内容:一方面是道路交通安全, 另一方面则是道路交通事故。从某种角度上讲, 这两个方面是可以互相转化的。当道路交通系统处于绝对可靠的前提下, 基本能够保证安全, 如果可靠度降低至一定程度时, 便表示道路交通系统不再安全, 此时便很容易发生交通事故。由于道路交通系统是由人、车、路等要素构成的, 为此, 道路安全的影响因素也就是系统的构成要素。下面简要对道路交通安全的影响因素进行分析。
1.1 人的因素
人是道路交通安全中的关键性因素, 从我国道路交通事故影响因素组成上看, 人的因素在道路交通事故总数、死亡人数中所占比例远远高于其他因素。人的因素主要包括行人、机动车驾驶员、骑自行车者等, 这其中机动车驾驶员是影响道路交通安全中的主要因素。机动驾驶员引起交通事故与自身精神状态、驾驶技术、驾驶行为息息相关, 如未保持安全距离、违法超车、酒后驾车、超速行驶等。同时, 道路条件恶劣、交通设施不完善也是造成道路安全隐患的重要原因。当前, 我国城市普遍存在人车混合交通的情况, 加之自行车行驶的管理力度不足, 从而导致与自行车有关的交通事故频频发生。行人与自行车者是道路交通无防护的参与者, 若在道路交通事故中出现意外, 极易引发恶性交通事故。
1.2 车辆因素
车辆不但是道路交通的载体, 同时也是交通事故的直接参与者。车辆自身性能和车辆管理是影响道路交通安全的主要方面。机动车性能对道路交通安全的影响包括制动系统、转向系统、电气系统、行驶系统, 其中转向系统是影响车辆操作性能的关键机构。随着车辆技术的不断进步, 由车辆自身机械故障引起的交通事故逐年下降, 该类道路交通事故多是由车辆淘汰不及时、维修不到位引起的机械故障所致。此外, 车辆装载超重、超高、超宽, 车辆货物捆绑不牢固, 以及车辆超出额定人数, 也为道路交通安全埋下了隐患。所以, 机动车管理对于确保道路交通安全的有着重要意义。
1.3 道路因素
道路环境与道路交通安全有着密切关联, 主要包括道路条件和交通条件两个方面:道路条件是指道路里程、路面、线形、路线交叉、等级构成、周围建筑物等因素;交通条件分为交通组成、交通量两个方面。我国城市道路交通组成较为复杂, 呈现出机动车与行人、非机动车混行的现象, 严重影响道路交通安全。交通量与交通流饱和度有着直接关系, 而交通饱和度又会影响到交通事故的严重程度和发生率, 所以交通量也是影响道路交通安全的重要因素。交通量增加, 交通流密度也会随之增大, 形成道路交通饱和状态, 从而造成交通堵塞。在此情况下, 车辆之间的距离要把控得当, 超车行为要禁止, 若出现此类行为, 就会增加交通安全风险。可见, 道路基础设施建设、现代化的道路交通管理是保证道路安全的重要手段。
2 基于可靠度理论的道路安全评价方法
在基于可靠度理论确定道路交通安全评价方法时, 为了保证评价结果的可靠性、准确性、客观性, 应当遵循以下原则:即科学性原则、可行性原则、实际性原则和可比性原则。基于可靠度理论对道路安全进行评价的常用方法有以下几种。
2.1 灰色聚类法
该方法中的灰色指的是人们对信息的掌握不够具体, 换言之, 就是一部分信息是明确的, 而一部分信息是不明确的。在道路交通安全中, 安全并没有十分清晰的内涵及外延, 并且交通事故本身也具有极大的随机性和偶然性, 所以在进行道路安全评价时, 灰色聚类法常被用于道路条件与安全事故关系的分析上。该方法实质上属于一种间接分析, 其不需要大量的数据作为样本, 它通过对一些中介的分析, 如速度、冲突等等, 能够快速获得分析数据并给出评价结果。
2.2 模糊评价法
由于安全这一概念本身的边界和外延具有较大的模糊性, 从而使得经典数学思维逻辑不适合对其进行评价。而模糊数学却为无法准确描述的道路交通安全系统提供了三种评价工具, 即隶属函数、模糊算子以及语言变量。该评价方法最大的优点是不需要借助任何历史数据, 便能够对新建的道路安全性以及统计数据不全的道路安全性进行评价, 是一种评价效果极佳的方法。
2.3 多元统计法
该方法主要是将道路以及交通特性等参数作为自变量, 并将相应的安全指标作为因果变量, 运用统计的方法进行回归分析。按照分析过程中采用数学统计方法的不同, 又可分为多元线性回归和非线性回归两种, 前者的应用相对较为广泛, 典型的模型有泊松分布模型、负二项式分布模型等等。这种方法最大的优点是简单可行, 唯一的缺点是需要大量的道路交通事故数据作为样本。
3 结论
总而言之, 道路安全是一个永恒的话题, 只要有交通就有道路, 有道路也就会有安全事故。本文在可靠度这一理论的基础上, 提出了几种道路安全的评价方法, 通过对道路安全的评价, 有助于提高道路的安全程度, 进而减少或避免各类交通事故的发生, 这不仅有利于促进国民经济发展, 而且还有利于确保人身安全, 社会效益也非常明显。
摘要:近年来, 随着社会的不断进步和经济的飞速发展, 推动了交通运输业的发展, 为了满足人们不断增长的交通运输需要, 各类铁路、公路工程项目与日俱增。虽然交通的发展和道路的增多, 给人们带来了极大的便利, 但是随之而来的却是一起接一起的交通安全事故, 这不仅严重影响了社会经济, 而且还威胁到了人们的生命安全。如何避免交通事故的发生、降低事故危害程度、提高道路安全现已成为诸多专家学者研究的重要课题。借此, 本文基于可靠度理论对道路安全进行研究。
关键词:可靠度理论,道路安全,交通事故
参考文献
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[3]赵全安, 方晓睿.可靠度理论在柔性路面典型结构分析中的应用[D].中国公路学会第八届全国土动力学学术会议论文集, 2009 (8) .
关键词:桥梁 结构可靠度 研究现状 研究意义 概述
1.引言
结构可靠性的定义是:“在预定的条件下,结构达到设计规定功能的能力”。结构可靠度的定义是:“结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率”。如果失效概率用Pi表示,则可靠概率就等于( 1- Pi),这就是可靠度。
2.研究现状
加固前的可靠度和加固后的可靠度是桥梁结构加固可靠度的研究主要涉及两方面的信息。可靠度的判断作为决策的主要相关依据是需要摸清桥梁结构的实际情况为前提的,这将决定我们采用何种相应的加固方法。加固后仍然需要对结构进行评价,从而评估加固维修是否有效或者是否达到最大功效。
加固技术时间并不长,在各种不同的加固方法中,我们对维修与加固混凝土结构的相关经验很有限,缺少必要的试验数据、设计施工标准及试验标准是很多加固方法,特别是较新型的加固技术存在的主要问题。因此,有必要收集桥梁结构加固后可靠度的研究资料,尤其对收集加固后的混凝土结构可靠性的系统研究资料。尽管,国外的相关检测设备非常先进,然而,相应的资料偏少也是一个困扰他们的问题。
对于现在的加固设计方法,其前提基本上都是在各自的试验研究基础上的半经验半理论方法,由于目前加固结构分析的复杂性,不能与现行的可靠度设计要求相协调,也无法与整个结构体系的可靠度相一致。尤其是,没有深入的研究局部加固后对构件整体及结构整个体系的可靠度相关影响。对加固后的结构可靠度研究还局限在对加固后构件的研究。大连理工大学赵国藩教授提出了加固后结构构件的可靠度分析[1],分析了现行加固规范所具有的可靠度水平,提出了结构加
固后可靠度分析方法,对现行加固规范所具有的可靠度水平进行了分析研究;张宇[2]等分析了粘钢加固混凝土梁可靠性,赵军[3]长安大学硕士学位论文研究了预应力CFRP即布加固混凝土梁,而朱建俊[4]分析了CFRP卿加固受弯构件可靠度。有关国家重点项目引用了有限元理论研究混凝土一加固材料应力应变,分析了其受力模型,探讨了相应的计算公式,采用分项系数形式和采用可靠度校准分析对各种加固形式进行可靠度分析,力图与现行规范相匹配。
3.研究意义
桥梁从施工建造到投入使用,再到运营阶段,性能逐渐退化,最后达到设计使用寿命,与一个人的生命过程十分相像。施工建造期相当于幼年期,在此期间失效的风险率大;使用期相当于人类的中年期,此时失效风险率降低;老化期相当于老年期,失效风险率又逐渐提高。但在任何一个阶段中如果经过维修加固等措施,结构承载力将得到显著提高,其失效风险率又会降低。
对加固后的桥梁进行使用寿命预测,不仅可以揭示潜在危机,及时作出继续维修、加固或拆除的决策,避免事故发生,而且研究成果可以直接用于指导加固桥梁结构的耐久性评定,提高加固桥梁的耐久性。通过对加固后桥梁使用寿命的预测,一方面,根据预测结果来明确加固后新结构的实际寿命,从而做到防患于未然;另一方面,可以揭示加固后影响新结构使用寿命的内部和外部因素,然后根据工作环境、用途、经济条件等进行有针对性的维修加固。这对提高加固工程的设计水平和施工质量必有一定的促进作用。特别是面对下一代规范将采用基于性能的设计与生命周期宏观造价优化的设计思想,必将要求对建筑结构的寿命进行科学的预测。
4.结束语
目前,国内外对于既有桥梁可靠度研究较多,可靠度分析理论也较完善,但关于桥梁加固后可靠度的研究和资料较少,尤其是对于加固后混凝土桥梁動态可靠度的研究。因此,对于加固后桥梁结构可靠度的研究还需进一步深入。
参考文献:
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[3] GBJ68-84,中华人民共和国国家标准.建筑结构设计统一标准[S].北京:中国建筑工业出版社,1984
提出既有桥梁可靠度鉴定的`一种新方法-全过程动态可靠度法,该方法综合考虑了抗力、荷载以及目标可靠指标等因素的时变性.基于全过程动态可靠度法,对马迹塘公路桥进行承载能力评估,预测该桥的剩余寿命.
作 者:邓桂萍 李星新 DENG Gui-ping LI Xing-xin 作者单位:邓桂萍,DENG Gui-ping(广东交通集团检测中心,广州,510800)
李星新,LI Xing-xin(中铁大桥局武汉桥梁科学研究院有限公司,武汉,430034)
中央空调的销售往往是作为某个工程项目的一部分,因此在其的销售过程中具有工程项目销售的特点。根据,我们(工业品营销研究中心)对新市场的认识,结合营销实际的发展和工程项目销售的特点,我们对商用大型空调的营销提出了“四度理论”,即关系营销、价值营销、服务营销、技术营销,而且这四种营销模式的作用是依次降低的。
第一影响力:关系营销
一般工程项目投标过程中,能够经过初选入围的厂家,基本上能够满足客户的采购需要,只是品牌服务,技术标准等某些方面存在不同,然而,在国内招标过程中,一般公司项目对于技术方面没有特殊要求,因为工程项目招标中,更新换代技术发展并不像it高科技生物制药等行业发展那么迅速。
所以,一般靠什么?品牌只是产品的代名词,相对国外,比国内要广,因为国外工业品发展的历程已经有二百多年了,而国内也不过50-60年而已,靠服务吗?其实,大家的服务也差不多,关键是服务的用心程度,这个在买卖双方没有合作过的情况下,也没有更多的体验,当然,利润多,服务好,利润少,服务一般。因为每一个厂家都意识到。服务也是有成本的。靠价格吗?大公司价格贵,小公司相对便宜,但每次都在相对招投标的范围之内;那仅仅靠什么呢?只有客户关系!所以评估指标固然重要,但是不要忘了所有的指标都是人来定的。而且也是人来评估的,所以,人的因素就起了非常大的作用,这就是关系,俗称“关系营销”
如何搞定评估小组的组长决策层,(有影响力的人是非常关键)。因为你在关注的同时,竞争对手也虎视眈眈的盯着,这就靠运作关系的能力,靠满足客户需求的能力,靠差异化的客户关系竞争策略。
然而,传统意义上的吃喝,只是关系营销一种基本的方式,却不是核心的客户关系。真正的客户关系根据调查发现:相互信赖的、价值双赢的、可持续性的这三方面才是最关键的。
1、调查发现,相互信赖的关系居于理想关系的首位。这也从侧面说明了在市场竞争复杂多变的环境下,越来越多的因素影响厂家、企业和客户的信赖关系,比如客户在使用商用大型空调产品的时候,遇到问题,我们的厂家或者经销商的反应速度,或者对一个免费的技术保修期的承诺等等。所以,建立信赖关系并不是简单的吃喝问题、价格后折扣问题,也不是一两天、一两个人的事情,而是在合作过程中,通过双方的诚意,长期积累的一种相互依赖的关系。
2、“ 价值双赢”是形容客情关系是再恰当不过了。“双赢关系”在市场营销中体现在二个方面:第一个方面,客户往往对产品不是非常了解,通常需要销售人员有意识进行引导,推荐合适的产品,不欺骗客户,给予客户正确的选择,为客户提供适合的、质量过关的产品与服务。另一方面,客户要有相应的预算和信誉,并且不能无限制的提出过高要求。“双赢关系”重在“双”非“单”,所以厂家和客户都应该拿出足够的诚意建立这种关系,重在长远而非一时。
3、“可持续性的”也是衡量客情关系的重要指标之一。往往销售人员只是注重前期的客户关系,一旦项目签定后,与客户之间的关系就是非常漠然,不理也不睬,甚至是骗一单的做法,这样的企业也有的,因为,有些商用大型空调的企业认为一般客户就是一次生意,而没有回头客,这样的思想就无法让每一次项目都能成为一个经典样板工程,客户的满意度下降,品牌的忠诚度就无法建立,所以,厂家应该把眼光放长远一些,与客户建立可持续性的客户关系也是非常重要的。
除此之外,“客户的顾问伙伴”、“共同成长的”、“朋友式的”、“遵守合约的”也是在重要关系之一。由此可见,随着市场经济和市场营销的发展,客户关系不是计划经济下“吃喝关系”的延续,也不是市场营销初期“人情关系”的变相,而是赋予了更多内涵的多重关系。
第二影响力:价值营销
然而,如何关系基本上都差不多,或者到了最后,正副领导人各偏向一个,也许,为了融洽关系,减少冲突,平行利益。往往请专家或公平的打分来进行。然而,打分的依据什么?这就是影响客户采购的因素有哪些?每个客户选择的因素各不同,但在大体上是品牌、技术、服务行业标准,反应速度,成功案例,公司规模等,根据加权平均进行综合评定。
第三影响力:服务营销
服务是有形的,服务网点是实实在在建立的,服务承诺是合同附加规定好的,所以,往往服务的好坏是直接影响客户的选择,在商用大型空调行业内,大家一提到服务,就马上能够想到海尔,所以,他能够得到政府或其他客户的认可,因此,在评估中,大家性价比都一样的前提下,海尔就比较有优势的。
第四影响力:技术营销
技术相对而言,比较无形,而且一般客户只关心技术也能满足他的要求,然而技术研发与创新能力就算很强,他会不会关心,除非他下一次有能力购买你其它的或新的产品;然而,往往技术研发的能力较强,就可以经常与客户进行技术交流来影响客户,而且可以不断推出新产品来吸引客户,对客户来说,选择这样的厂家是非常有信心的,有技术保障的,因此,可以成为竞争力的一方面体现。总结:
二值逻辑的D-条件真度理论
文章在二值命题逻辑中公式的D-随机真度和条件真度的.基础上,在D-逻辑度量空间(F(S),ρD)提出了D-条件真度的概念,同时讨论了D-条件真度的有关性质,并引入了基于Γ的矛盾式与重言式的概念和公式A与B基于Γ逻辑等价的概念;进一步给出了公式间D-条件相似度和D-条件逻辑伪距离的概念,同时讨论了它们的性质.
作 者:高香妮 王国俊 GAO Xiang-ni WANG Guo-jun 作者单位:陕西师范大学数学与信息科学学院,陕西,西安,710062刊 名:云南师范大学学报(自然科学版) ISTIC英文刊名:JOURNAL OF YUNAN NORMAL UNIVERSITY(NATURAL SCIENCES EDITION)年,卷(期):200929(6)分类号:O141.1关键词:D-随机真度 D-条件真度 D-条件相似度 D-条件逻辑伪距离
鱼雷装载可靠度指在携带舰艇内或发射装置内存放到技术条件规定的搁置时间后,鱼雷功能检查正常的概率[1]。它体现了鱼雷承受装载环境中各种因素影响的能力,是评估鱼雷总体可靠性水平的重要指标。由于鱼雷武器在使用之前,一般需要经历较长时间的装载,而舰艇装载条件恶劣且装载过程中不能对鱼雷进行检查和修复,为保障随时发射以实施对敌攻击,鱼雷必须具有较高的装载可靠度。然而,受产品数量、研制进度、装载周期以及客观实施条件的限制,在设计定型阶段一般难以做充分的装载验证试验,考核装载可靠度指标的满足情况,这导致作战部队不能准确把握鱼雷武器的装载可靠性水平。
为提高水中兵器试验的效率和鉴定质量,结合鱼雷武器装备研制的特点和要求,本文综合借鉴各种方法的优点,提出装载可靠度考核与评估方法,以满足鱼雷研制要求。该评估方法将科研阶段的装载信息与实际装载试验紧密结合,充分利用鱼雷研制阶段的数据资源,采用基于Bayes理论的试验和综合评估方法,制定出试验技术可行、试验时间可接收、试验结果可信的试验方案,能客观高效地完成鱼雷装载可靠度指标的考核与评估。
1 装载可靠度评定方法
1.1 鱼雷装载可靠度评定方法
经典的可靠性评估方法需要在定型批量生产的鱼雷中随机抽取部分产品,在实际的使用环境下,按照作战使用要求及任务剖面要求,在舰艇上进行装载试验;试验完成后,统计装载时间和发生的责任故障数目,按照正常条次数所占百分比即可计算出装载可靠度。该方法样本量较大,装载时间长,统计数据准确,能够反映实际装载可靠性,但只能在定型批生产之后进行,无法满足定型考核要求。实际中常采用的经典方法是选定若干定型状态的鱼雷样本,在定型考核过程中进行舰艇装载试验,采用基于二项分布的成功率定数试验方案进行,按照事先确定的使用方风险和生产方风险,对装载时间和故障条次数进行统计分析。该方法能够在定型试验过程中进行,试验结果较准确,但由于样本量有限,统计结果置信度较低,且对允许装载的舰艇和试验资源保障要求很高,在定型前完成装载可靠度考核的难度较大。文献[2]中将鱼雷装载可靠度指标转换为失效率指标,采用定时截尾的试验方案,统计舰艇装载后的责任故障数后,计算鱼雷的装载可靠性指标。该方法虽然可以减少试验时间,但由于装载试验实施复杂,成本高昂,其试验时间仍然超出人们可以接受的程度。为了节约试验时间和成本,本文采用Bayes方法,融合科研阶段的验前信息,对试验结果进行统计推断,在相同置信水平下,降低了试验所需鱼雷条次数,能够达到降低试验消耗、缩短试验周期的目的。
1.2 Bayes评定方法
鱼雷可靠性试验中,通常可以获得三种信息:即总体信息(如产品寿命分布类型所含有的信息)、现场试验信息和先验信息。经典统计方法主要用前两种信息,即总体信息与现场试验信息。Bayes评估方法将统计模型中的参数作为随机变量,综合利用产品研制阶段的各种先验信息,确定先验分布;根据现场试验获取的观测数据进行条件分析和推断,计算似然函数,由Bayes定理将先验信息和实际舰艇上装载可靠性试验数据综合得到参数的后验分布;后验分布包含了被估计参数的全部信息,利用后验分布函数,采用假设检验方法,即可确定试验方案,完成装载可靠度指标的评定。
设x=(x1,x2,⋯,xn)为来自母体的样本,待估计参数θ∈Θ(Θ表示参数取值范围)为随机变量,根据Bayes定理可得到参数θ的后验分布为:
与经典方法不同,Bayes方法利用了全部三种信息。其推断过程一般是由先验信息、先验分布和样本信息综合后得出后验分布,先验分布反映了在做试验前关于未知参数的知识。有了现场试验样本带来的信息后,这个知识有了改变,其结果就反映在后验分布中,即后验分布综合了先验分布的信息和现场试验样本信息,因此是否使用先验信息成为Bayes统计与经典统计方法的重要差别。
2 Bayes试验方案
在Bayes方案制定中,合理设定总体信息、先验信息和现场试验信息的分布函数是正确计算后验分布、进而科学决策的前提,也是决定Bayes试验方案是否合理的关键。
2.1 鱼雷装载可靠度分布类型的确定
作为水下精密制导武器,鱼雷主要由电子类部件构成,如果剔除早期故障,进入故障偶发期后,其故障率为常数,即服从指数分布;其他机械、机电产品,严格讲属于威布尔分布,但经过初样设计、科研试验转入定型阶段之后,硬件技术状态已经固化,故障率基本恒定,相对于较长的使用期而言,故障率可看作常数,也可近似为指数分布;少量的短寿命件或一次性使用的机械、橡胶产品的寿命虽然无法用指数分布描述,但由于鱼雷装载时间较短,再加上这些部件属于定期检查维护并可更换,因此可以认为这些短寿命件和一次性使用件是不影响鱼雷总体可靠性的指数分布特性。宏观上讲,鱼雷故障机理是多种多样的,而且各种机理是同时存在和共同作用的,由大数定律可知,运行较长时间后,系统的故障率将为常数。因此,在整机设计中,可以按指数分布来分析处理。特别地,国外相关文献在工程中分析鱼雷、导弹等武器总体可靠性时,大多采用指数分布,均取得满意的工程效果。
在本文中,将装载可靠度指标转换为故障率指标,转换的方式为:
式中:参数R(t)为装载可靠度;λ为故障率。
在设计试验方案时,只需对λ进行统计推断,便可对装载可靠度进行统计分析。
2.2 先验分布类型
为了利用Bayes方法制定鱼雷装载可靠性试验方案,首先需要确定鱼雷装载故障率λ的先验分布。逆Gamma分布适用面广,使用方便,电子、机械产品的平均寿命都近似地服从逆Gamma分布,根据鱼雷工程经验,这里选择逆Gamma分布作为鱼雷装载故障率λ的先验分布:
式中:λ>0,a>0,b>0;a和b为先验分布超参数;Γ(⋅)表示Gamma函数。
设鱼雷科研阶段装载试验的总时间为T,故障次数为r,记先验信息为(T,r),对于给定的显著性水平α,鱼雷装载故障率λ的置信上限为[3]:
其中χα2(n)是自由度为n的χ2分布的分位点。
选择显著性水平为α1,α2的鱼雷装载故障率λ的置信上限λα1,λα2,求解方程组(5):
由式(5)可以确定超参数a,b的值[3]。α1和α2值的选取可根据产品的历史试验数据确定,也可由有关专家根据产品设计、生产条件、质量控制情况等确定。
2.3 似然函数
对于服从指数分布的鱼雷,考虑Possion概率模型抽样寿命试验,记似然函数f(r|λ)为鱼雷在T时间内发生r次故障的概率,则有:
结合式(3)表示的先验分布,可以得到在试验结果为(T,c)时,由Bayes公式得到的后验分布为:
2.4 试验方案的制定
考虑简单假设检验情况,设:
制定定型试验方案时,首先根据后验分布得到双方风险的表达式,然后建立方程组求解满足规定的生产方风险α0和使用方风险β0的试验方案(T0,c0)。
理论上,如果假设装载可靠度故障率λ的目标值和最低可接收值分别为λ0和λ1,定时截尾试验结果为(T0,c0),则试验方案(T0,c0)应满足:
其中:
通过尝试不同的T0,c0组合,求解式(9)和式(10)构成的方程组,即可确定试验方案。由于故障判决门限数c0必须为整数,这样确定的试验方案一般不是最优的。为此将鉴定试验方法的接收判决故障数取整后作为最终定型试验方案的判决故障数,以T为决策变量,在双方风险与规定风险尽可能一致的原则下,建立如下优化模型[4]:
其中,优化目标函数为双方风险误差的平方和。求解优化模型,就能够得到最优试验方案的试验时间T0,进而确定最终的鉴定试验方案(T0, c0)。优化方法通过引入目标函数,将确定试验方案的过程分解为求解连续变量方程和最优化求解最终试验方案两个过程,利用优化过程克服决策过程的主观性,能得到稳健的结果。
为了压缩试验时间,在制定试验方案时可以优先选择c0=0的方案。
2.5 制定试验方案需要注意的问题
2.5.1 验前信息的折算
鱼雷装载可靠度试验经历库房存放、运输、陆试、湖试、海试等多种环境,其验前信息需要折合处理,在统一条件下进行数据的分析与处理。通过环境因子的折算,产品在整个研制阶段各试验统计的数据都折合到单一试验环境下。
验前信息的折算包括两部分内容,分系统装载信息折算为整体装载信息以及不同环境下的信息折算到标准条件。分系统装载信息向鱼雷总体信息折算可按照Los Alamos科学实验室方法[5]进行。不同环境下装载信息的折算可参照文献[6]中的相关规定执行。
2.5.2 指数分布属性检验
在装载可靠度评定中,进行了指数分布假定,即认为故障率是恒定的,为保证试验数据的总体分布特性满足要求,需要进行有效性检验。
假定在总的试验时间T内,共出现r个故障,t1,t2,⋯,tr为相应的故障时间。要验证它们的分布属性,构造统计量:
则χ2服从自由度为2r的χ2分布。根据文献[7]推荐的检验风险率0.10,若χ2∈[χ02.05(2r) χ02.95(2r)],则该组数据有效;否则,试验数据不服从指数分布。
2.5.3 相容性检验[8]
在制定试验方案时,验前信息的使用能够降低小子样问题带来的试验风险,但需要验证验前信息的可信度。在统计学中,一般通过相容性检验过程,检验验前信息与现场信息是否相容,即验前信息与现场信息是否来源于同一母体。
对指数分布数据的相容性检验,实质是检验验前信息和现场试验信息中的故障率λ是否相同。在小子样条件下,一般先将试验数据排序,然后构造统计量并利用其分布密度函数,计算其在不同置信水平α及子样大小n条件下的概率值Sp,利用它与临界值Skp相比较的结果,确定验前信息与现场信息是否相容。
3 应用实例
某型鱼雷的装载可靠度要求舰上贮存条件下存放1年,目标值不低于0.78,最低可接受值不低于0.70。若采用经典方法,在双方风险基本相当原则下,在舰上装载19 806 h,故障数为0,则可判定装载可靠度满足指标要求。根据研制计划,该型鱼雷在陆试、湖试、海试等研制过程中,共经历了库房存放、运输、舰船舱室等装载环境,收集的验前信息为:地面工房存放1 893 h,运输装载67 h,舰船舱内良好条件存放1 776 h,舰船普通舱存放815 h,全程仅在地面工房存放期间有1条次失效。利用文献[7]中的方法,验前信息可折算为舰艇条件下装载2 327 h,故障数为1。由于信息较少,不进行分布属性检测及相容性检验。
根据2.2节的方法,利用验前信息,分别取显著性水平α为0.05和0.1,利用式(4)和(5)可得超参数值a=0.375 2,b=1 765.5。若双方风险α0=0.2,β0=0.2。根据2.4节方法确定的最优试验方案为T0=15 354,c0=0或T0=27 816,c0=1,即在失效条次数为0时,需要进行15 354 h的舱内装载试验,合计4条次160天,方可判定装载可靠度合格;在失效条次数为1时,需要进行27 816 h的舱内装载试验,可判定装载可靠度合格。否则,该项目不合格。
从结果可以看出,在失效条次数为0时,由于验前信息的使用,本文所设计的Bayes综合评定方案能够节省4 452 h的装载时间。
4 结语
由试验方案的制定过程可以看出,综合利用各类装载信息的Bayes评估方法,能够有效地减少定型过程中鱼雷的总装载时间,评估结果较好地反映了鱼雷装载可靠度的实际水平。考虑鱼雷研制过程的实际状况以及试验时间、试验费用等综合因素,试验方案应尽量选择零故障方案;由于总装载时间为各条次装载时间之和,增加装载鱼雷的条次数,也能减少装载时间。
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【关键词】建筑工程;结构设计;可靠度影响
建筑设计过程中,结构的设计需要满足三项基本要素,即使安全、适用、耐久,这三种要素也是评价建筑安全性的关键因素,也被称为建筑结构可靠性。在评价结构可靠性时,需要计算规定时间内,在标准条件下结构设计满足使用要求的概率,而我国建筑建设范围不断增长,结构可靠性计算方法也在不断优化,为了了解目前建筑结构可靠性的具体评价方法,需要从不足出发,制定出针对性的优化方案,保证建筑可靠性满足社会发展需求。
一、结构设计可靠度分析方法
(一)结构可靠度概念
结构可靠度指设计师设计的建筑结构,以规定时间与标准环境作为计算基础,得出结构完成设计功能的实际能力。根据该理论,可以将结构可靠度理解为建筑结构在使用期限内,可以完成设计要求的概率,将P1作为概率符号,而建筑结构无法满足预期设计目标,则称之为结构失效概率,具体情况标注为P2,P1+P2=1。由于随机变量数据的获取难度较大,而且结构可靠性模型的构建工作较为繁琐,所以使用积分计算方法计算P2很难获得正确的计算结果,而工程结构涉及的计算内容较多,在这种数量较大的计算工作中,就不能使用积分计算方法。
(二)可靠度分析方法
目前主流使用的结构可靠度分析方法可以分为四种:第一种近似计算方法,根据笛卡尔随机理论作为核心,使用一次二阶矩阵完成计算,该方法主要根据收集到的样本方差与平均值进行计算,可以计算出概率分布基本特征,该方法对样本数量的要求较高,只要数量足够多,就可以非常精准的计算出可靠性结果。第二种广义随机方法,通过广义随机空间理论作为基础,使用一次二阶矩阵进行计算,在工程建筑结构中,随机变量的相关性非常密切,在这种环境中,就可以使用该方法进行计算。第三种为二次二阶矩阵,该方法使用数学逼近模型进行计算,通过拉普拉斯渐进原理计算结构可靠度,该方法计算出的结果与实际结构吻合度较高。第四种为响应面方法,部分结构无法给出准确的功能函数表达式,所以需要该方法使用明确的函数替代不准确的表达式,使结构可靠性可以进行计算。这些方法都是为了提高可靠性计算结果的精度,在不同的情况下选择合理方法,对降低计算工作量,提高实验结果精度有着非常重要的意义。
二、建筑结构设计现有问题
我国建筑业发展速度较快,但是在结构设计方法大幅度变化的环境下,最初的结构设计规范出现了许多问题,虽然近年来正在不断进行改正与优化,但是现有的问题仍然比较明显,具体表现为以下几点:
(一)设计年限使用问题
目前标准的建筑使用年限按照50年、100年为主,这几种基本的年限覆盖了大多数建筑,但是仍有一些建筑提出了不同的使用年限要求。在传统分析过程中,新标准无法明确反映出复杂的年限情况,而且年限变化主要根据结构重要性进行计算,这种方法导致使用年限的标准不够完善。在使用年限不断增大的过程中,建筑结构的可靠度也会发生变化,由于重要系数不断增加,在考虑的过程中没有明确分析使用年限的实际情况,导致最终计算的结果存在较大偏差。
(二)重要性系数简单
在标准规范中,结构重要性系数只使用0.9、1.0、1.1这几个固定值,但是并没有考虑不同环境下结构的受力情况、荷载作用、重要性等数据,只使用简单的固定值进行计算,就会导致结果出现背离现象,而数据结果也会过于保守,使可靠度准确性下降。由于计算结果不准确,就会呈现出建筑安全性不足的问题,所以重要性系数在计算过程中,需要进行合理的取值。
(三)设计表达缺陷
部分建筑结构设计存在表达上的缺陷,这种情况下就会导致建筑结构不合理,而且我国大多数建筑企业仍然使用落后的结构表达式,没有及时学习国际上先进的计算方法,导致表达式影响建筑结构整体效果。
三、建筑结构可靠度研究方法
根据现有制度存在的问题,结合我国可靠度设计规范,本文制定出集中针对性的可靠度设计实用方法,用以弥补制度缺陷。
(一)钢筋混凝土可靠度设计
在明确建筑设计期限的前提下,结合建筑结构、功能、重要性、使用需求,提出了混凝土可靠度设计。该方案需要将耐久退化因素融入设计之中,对结构可靠度进行综合分析,由于环境因素差别较大,所以建筑结构会出现不同情况的耐久退化,而不同程度的退化,对预期使用荷载水平会带来较大影响。在设计建筑可靠度的过程中,需要将多种因素融入其中,制定出科学的可靠性定量指标。
(二)给定环境下的可靠度使用原则
在不同环境下使用的可靠性计算方法也需要进行调整,在制定钢筋混凝土使用寿命时也可以进行使用。该方法要求在使用寿命内的可靠度指标需要高于标准指标。在进行计算的过程中,需要先计算试用期的抗力衰竭指标,并且完成定量分析,之后逐渐提高初始可靠度指标。根据现行结构设计方案,将已经完成分析的指标转变为耐久性折减系数,并且通过表达式计算荷载,该方法具有计算简单,人工操作方便的优点。
(三)预期耐久性参数
目前钢筋混凝土构建方法可以分为五种常用的构建结构,这五种结构可以在计算不同钢筋混凝土结构耐久性上使用,其中包括构建可靠性、试用期辩护、耐久可靠性、设计表达式、耐久性系数。大多数建筑环境中的钢筋水泥锈蚀度接近,但是在潮湿环境下的钢筋水泥锈蚀度会出现较大变化,部分建筑建设环境较为潮湿,导致钢筋出现锈蚀作用,使建筑结构受剪性发生较大变化。建筑结构耐久性退化是非常重要的因素,我国常见的建筑使用期限为50年,在建筑使用过程中,期限较短,可靠性指标并不会发生较大变化,所以无需考虑这种因素带来的不良影响。但是如果建筑使用期限大于50年,就会导致这一因素的影响逐渐上升,对结构耐久性也会造成较大影响,所以在设计阶段,需要合理分析这一影响因素。
结束语
建筑结构设计可靠度直接影响国家建筑水平,尤其是经济发展的过程中,人们对建筑可靠度提出了更多的要求。本文根据建筑结构可靠度的概念进行分析,提出了常用的结构可靠度分析方法,并且对现有的可靠度设计问题进行了阐述。由于建筑所处的环境不同,所以可靠度也会出现较大变化,需要根据实际施工环境进行分析,以荷载作用、材料老化、服役环境进行分析,设计出针对性的可靠度计算方案,为提高建筑工程质量提供保障。
参考文献
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[关键词] 可靠性理论 人力资源管理风险 风险分析
一、系统可靠性理论
可靠性理论是从电子技术领域发展起来,近年发展到机械技术及现代工程管理领域,成为一门新兴的边缘学科。可靠性的理论基础是概率论和数理统计,其任务是研究系统或产品的可靠程度,提高质量和经济效益,提高生产的安全性。可靠性技术及其概念与系统工程、安全工程、质量管理、价值工程学、工程心理学、环境工程等都有十分密切的关系。所以,可靠性工程学是一门综合性较强的工作技术。
在可靠性理论中计算系统可靠性是一个重要方面,因为通过对系统可靠性的计算可以达到改进系统的结构,提高系统可靠性的目的。所谓系统(或元件)的可靠性是指在规定的条件下和规定的时间内系统(或元件)完成规定的任务的能力。
可靠性定义即可定量化为:系统在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能的概率。这种概率称之为系统的可靠度,通常用字母 R 表示。
1.串联系统 。若组成系统的所有单元中任一个单元失效均可导致系统失效,这样的系统称为串联系统。串联系统如图1所示,在串联系统中,可靠性最差的单元对系统的可靠性影响最大。
串联系统可靠为:
二、基于可靠性理论的风险分析
1.人力资源管理含义。对人力资源管理的含义不同的国内外学者有不同的观点。有的学者从人力资源管理的过程或承担的职能出发,认为人力资源管理是一个活动过程,即人力资源管理是对社会或一个企业的各阶层、各类型的从业人员从招工、录取、培训、使用、升迁、调动直至退休的全过程管理。我们认为企业人力资源管理是人力资源管理部门从人力资源规划、招聘、培训开发到任用及绩效考核和薪酬管理的全过程管理。其管理过程如图3所示。
2.人力资源管理风险分析。依据人力资源管理含义,可将人力资源管理过程视为一个串联系统。图1人力资源管理的六个过程是该串联系统的六个元件,若设它们的可靠性为Ri(i=1,2,…,6),那么可以容易地得到该串联系统的可靠性,即:(1)。
人力资源管理的每一个过程也是一个系统,这些系统也是由若干元件(管理元素或活动)组成并以串联的形式宏观地表现出来。而系统中最基本的元件,即最基本的管理元素(包括人在内)或管理活动,其可靠性可由统计得到或直接由专家给出。根据人力资源管理的可靠性可以确定人力资源管理风险,人力资源管理的不可靠性即为人力资源风险,即:R’=1-R(2)
其中 是企业人力资源管理风险发生概率。
三、风险应对策略
1.完善人力资源管理制度。做好工作分析和人力资源规划,完善招聘、培训开发、绩效考核、薪酬管理制度,尽可能地减少弄虚作假现象,提高管理可靠性。
2.树立以人为本的管理理念,创造良好的工作环境。企业应尽可能为人力资源管理部门员工提供宽敞、明亮、整洁、安全的工作场所,拓展管理者与员工的沟通渠道,营造一个充分沟通、信息知识共享的环境。
3.建立约束、监督机制。监督人力资源管理部门人员工作,严禁其在招聘、培训、考核等管理过程中徇私舞弊,为员工开方便之门。
4.建立科学的激励机制。激励员工为实现个人和企业目标努力工作。在激励手段方面也要采取多种形式,如物质激励、精神激励和情感激励等。
四、结论
人力资源管理风险是企业自身由于人力资源管理方法不当、制度不完善、管理人员的不可靠性产生的。文章将人力资源管理视为一个系统,利用系统可靠性分析方法来确定人力资源管理风险,并针对风险产生的根源提出相应的风险应对策略,为人力资源风险分析提供分析方法和依据。
参考文献:
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1 程序原理
设结构的极限状态方程为:
式中:X1,X2,…Xn服从正态分布且相互独立[1,2]。
方程式(1)可能是线性的,也可能是非线性的。它表达为坐标系OX1X2…Xn中的一个曲面,这个曲面将n维空间分成安全区和失效区2个区域。
对随机变量Xi(i=1,2,…n)进行标准化变换,得到标准化正态随机变量:
则极限状态方程在坐标系中表达式为:
类似于2个正态随机变量的情况,此时的可靠指标β是标准正态化空间坐标系中原点到极限状态曲面的最短距离,即设计验算点P*沿其极限状态曲面的切平面法线方向至原点的长度。将式(3)在设计验算点P*处按泰勒级数展开并取至一次项,有:
法线OP*对坐标向量的方向余弦为(关于坐标系方向余弦与坐标系OX1X2…Xn方向余弦相同):
式中:表示功能函数对Xi的偏导数在P*处的赋值显然有的关系。
由方向余弦的定义可知:
将上述关系变换到原坐标系OX1X2…Xn中,可得P*在原坐标系的坐标为:
由于P*在极限状态曲面上,当然应当满足极限状态方程式(1),即:
由公式(5)、式(7)、式(8)联立求解β,[2]。
2 程序流程图(见图1)
(1)开始,可靠度计算的条件,假设。
(2)读txt文件得到Xi(i=1,2,…n)的统计,满足正态分布的参数极限状态方程Z=g(X1,X2,X3,…Xn)=0。
(3)首先假定随机变量Xi的设计验算点坐标P*的坐标值。
(4)应用式(7)求出新的。
(5)应用式(5)求出各方向余弦。
(6)由,μi,σi将结果代入式(8)求出β值,通过牛顿法Newton's method得到。当|xk-1-xk|≤0.000 01时停止迭代。
(7)由β值求出。
(8)判断是否满足|βk-1-βk|≤0.000 01。
(9)如果8成立,确认β与值。
(10)如果8不成立,以本次值代入执行4。
(11)以txt形式输出可靠指标、验算点和失效概率。
应用VC++编写的程序,响应面法得到极限状态方程满足,共jmax个项数,dmax维变量。cj表示项数j常数项,bji表示项数j与d维的次方数。各维满足标准正态分布且相互独立。
读txt文件的格式:第一行为参数dmax维,极限状态方程项数个数jmax,迭代中精确到小数点后多少位;第二行为参数符号;第三行为极限状态方程项数的常数cj;第四行依次为极限状态方程每项中各参数的次方数bji;第五行为参数的均值;第六行为参数的标准差。
3 应用例题
已知极限状态方程Z=g(f,w)=fw-1 140=0,且随机变量f,w均为服从正态分布且相互独立,变量的均值和标准差分别为:μf=38,μw=45;σf=38,σw=27。求可靠指标β及f和w的验算点坐标f*,w*及其灵敏系数cosθf,cosθw,Z=g(f*,w*)。
解:用迭代法求解可靠指标β及f和w的验算点f*:w*及其灵敏系数cosθf,cosθw,Z=g(f*,w*)。一共迭代4次。迭代结果见表1。
C++程序计算收敛是很快的。6次迭代后,得到满足要求的β值。C++程序与文献[3]的结果相比,f*的结果稍小,w*的结果稍大;灵敏系数差别不大;Z=g(f*,w*)的C++程序结果几近为0,文献的结果稍大[3]。因为C++程序迭代中精确到了小数点后10位。由C++程序计算得到的结果如图2、图3所示。
读文件a.txt:
2 2 10;f w 1 1140;1 1 0 0;38 54;3.8 2.7
写文件aa.txt:
初始条件:功能函数为Z=g (f,w)=1.000 fw-1 140.000;f标准差=3.800;w标准差=2.700;f均值=38.000;w均值=54.000。结果:第6次迭代后,灵敏系数cosθf=-0.953 147,验算点坐标f*=22.565 557;灵敏系数cosθw=-0.302 506,验算点坐标w*=50.519 470,Z=g (f*,w*)=0.000 000 00。近似为0,结束迭代。结构可靠指标β6=4.261 35063。
4 结语
响应面法用于结构可靠度计算分析,并实现了使用VC++编写的程序满足响应面法功能函数的结构可靠度计算,使得分析结构可靠度得到了快速、准确的实现。
参考文献
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关键词:既有结构,可靠度,验证荷载
引言
既有结构的可靠度问题是时变可靠度问题,它考虑的是既有结构在剩余目标使用期内的可靠度。既有结构为一个空间实体,其可靠度的评定与拟建结构可靠度的评定相比,应考虑三个特点:1)活荷载分布概型因目标使用期发生变化而变化,对于拟建结构,活荷载的作用时间区间就是设计基准期,而对于既有结构,活荷载的作用时间区间是剩余目标使用期,剩余目标使用期的不同进而导致活荷载极值分布概型的不同;2)抗力衰减因素必须在可靠度评定中得以体现,在结构投入使用后,抗力随着时间的衰减对可靠度的影响十分显著,研究中往往通过设定某个衰减函数来模拟抗力的衰减过程;3)利用既有结构信息对结构抗力分布概型进行更新,即通过验证荷载法求得抗力后验分布,以使得描述结构抗力的概率分布更为接近实际情形,从而提高可靠度计算的准确性。以上三点是既有结构可靠度评定区别于拟建结构的显著特点,必须在方法研究中得以体现。
但现有文献对既有结构可靠度评估方法的研究,没有综合考虑上述提到的三个显著特点,因此,非常有必要在综合考虑活荷载取值、抗力随时间衰减、抗力后验分布这三个因素的基础上,研究更为合理的既有结构可靠度评定方法。
1 活荷载取值方法
令活荷载的荷载重现期为t年,在荷载重现期内服从极值Ⅰ型分布,其概率分布函数为FQt(x),则活荷载在设计基准期或剩余目标使用期T内的最大值概率分布为[4]:
FQT(x)=[FQt(x)]m (1)
其中,
2 抗力衰减规律及未知参数的确定
文中在指数模型的基础上,并参考文献[5],采用如下的抗力衰减函数:
φ(t,k)=exp(-kt2) (2)
该式含有未知参数k,在参数k的确定方法上,文中利用抗力样本值采用极大似然法[6]进行确定。设抗力样本值为R1,R2,…,Rm,现在时刻为t0,初始抗力为r0,初始抗力概率密度函数fr0(x,0)为对数正态分布:
采用极大似然法求得:
3 验证荷载影响下的抗力后验分布
既有结构的抗力可表示为r=r0·φ(t,k),其中,r0为初始时刻抗力,通常为满足对数正态分布的随机变量;φ(t,k)为时间递减函数,t为时间变量,k为参数向量,可以为一个或多个变量。
现在时刻t0的抗力概率分布是以t0时刻以前的结构安全为前提的条件概率。假定在时间段[0,t0]内作用有确定性荷载效应g及随机性荷载效应q,将确定性荷载效应g与随机性荷载效应q相加形成新的随机性荷载效应Q=g+q,令其概率分布及密度函数分别为FQ(x,t0)与fQ(x,t0),则t0时刻的抗力更新分布是以r0·φ(t0,k)≥Q与r0·φ(t0,k)≥g为条件的条件分布,即:
Fr0(x,t0)=P[(r0≤x|r0·φ(t0,k)≥Q)|r0·φ(t0,k)≥g] (5)
式(5)为事件(r0≤x|r0·φ(t0,k)≥Q)|r0·φ(t0,k)≥g的概率,为求其解,首先求出部分事件r0≤x|r0·φ(t0,k)≥Q的概率分布与密度函数,其概率分布函数为:
FQ[x·φ(t0,k),t0] (6)
其中,
事件(r0≤x|r0·φ(t0,k)≥Q)的概率密度函数根据Hall(1988年)公式[7]直接得:
然后,再根据条件概率的计算公式,得式(5)的表达式,即t0时刻的抗力更新分布函数为:
因此,t0时刻的抗力更新分布密度函数为:
4 算例
已知极限状态方程g(a,b,c)=a-b-c=0,其中,a为对数正态分布,均值μa=313.47,变异系数δa=0.17;b为正态分布,均值μb=53,标准差σb=3.71;c为极值Ⅰ型分布,均值μc=70,标准差σc=20.3。抗力衰减函数为单因子幂函数φ(t,k)=exp(-kt2),已知结构在20年的使用期内承受确定性荷载为250,随机性荷载分布为极值Ⅰ型的荷载作用,荷载均值μ=195,标准差σ=20,结构使用20年后实测抗力的样本值为
利用式(4)求得k=1.985 2e-4。
利用Matlab编制程序进行计算,分别对结构剩余目标使用期为5年,10年,15年,20年,25年,30年的可靠度指标进行计算,按照抗力后验分布与抗力初始分布进行计算,结果如表1所示。
5 结语
1)考虑验证荷载影响下的抗力后验分布的可靠度均比不考虑时求得的可靠度大,但增加的幅度因抗力后验分布的不同而不同。对于确定性验证荷载,通常情况下,确定性验证荷载取值越大,可靠度增加得越多。2)活荷载极值分布随目标使用期的不同而不同,在不考虑抗力衰减的前提下,目标使用期越长,既有结构可靠度越小,但减小的幅度不大。3)抗力衰减对可靠度具有显著影响,可靠度随抗力衰减而减少的幅度较大,可靠度减小的速度和幅度与抗力衰减规律公式的选取有关。4)在影响既有结构可靠度的三个主要因素中,对可靠度影响显著性由高到低的次序通常是:抗力衰减、抗力后验分布、目标使用期。
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