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可靠度理論論文范文1
相關(guān)的從業(yè)工程技術(shù)人員也經(jīng)歷了以經(jīng)驗(yàn)為主的安全系數(shù)法的舊規(guī)范到基于可靠度理論的極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)的新規(guī)范的“轉(zhuǎn)軌”。新近入行的技術(shù)人員不必“轉(zhuǎn)軌”，直接采用新規(guī)范，但新規(guī)范的基礎(chǔ)———可靠度理論，只在極少數(shù)大學(xué)開設(shè)，這造成了理論與實(shí)踐的脫節(jié)，學(xué)生從業(yè)后對規(guī)范理解不夠深入和透徹面對規(guī)范的“轉(zhuǎn)軌”，我校的相應(yīng)教學(xué)還沒跟上，作為規(guī)范的核心內(nèi)容工程結(jié)構(gòu)可靠度原理在本科階段是不學(xué)的。事實(shí)上，為了方便學(xué)生以后從事土木工程，需要在本科生階段就進(jìn)行教學(xué)，可以在本科生高年級開設(shè)。目前只在研究生階段學(xué)習(xí)，除了了解基于可靠度的規(guī)范外，也為學(xué)生科研提供了新方法，開拓了視野。
二、《工程結(jié)構(gòu)可靠度》教學(xué)體系探討
《工程結(jié)構(gòu)可靠度》教學(xué)體系，應(yīng)包括可靠度分析的基本方法，可靠度方法在不同地區(qū)、不同行業(yè)的實(shí)施情況，即規(guī)范，可靠度研究的進(jìn)展情況，讓學(xué)生對可靠度在土木行業(yè)的應(yīng)用和研究有較深入的理解，為學(xué)生的研究開闊視野。具體分析有以下幾點(diǎn)。
1.教學(xué)目的。《結(jié)構(gòu)可靠度分析》是為土木研究生開設(shè)的課程。本課程主要介紹結(jié)構(gòu)分析中的可靠度理論、方法和應(yīng)用。目前我國工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，已從傳統(tǒng)的安全系數(shù)的方法轉(zhuǎn)變?yōu)榛诳煽慷壤碚摰臓顟B(tài)設(shè)計(jì)方法。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法沒有充分考慮設(shè)計(jì)參數(shù)的不確定性，而可靠度理論則較充分地考慮了參數(shù)的隨機(jī)變異性，廣義可靠度則還能進(jìn)一步考慮模糊不確定性和未確知性，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐發(fā)展的必然方向。課程目的是通過教學(xué)讓學(xué)生學(xué)會(huì)從隨機(jī)概率分析的角度來處理力學(xué)和結(jié)構(gòu)問題。
2.教學(xué)內(nèi)容選擇。工程結(jié)構(gòu)可靠度教學(xué)采用的教材是《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)原理》，參考教材是《結(jié)構(gòu)可靠度理論》，內(nèi)容包括：工程結(jié)構(gòu)可靠度研究歷史簡介，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和半概率設(shè)計(jì)方法，中心點(diǎn)法———次二階矩理論之一，驗(yàn)算點(diǎn)法———次二階矩理論之二，荷載及抗力的統(tǒng)計(jì)分析，近似概率法的應(yīng)用，材料性能的質(zhì)量要求和控制，以及工程結(jié)構(gòu)可靠度理論發(fā)展中的幾個(gè)問題。本課程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是一次二階矩理論、概率極限設(shè)計(jì)實(shí)用表達(dá)式和結(jié)構(gòu)體系可靠度。由于是研究生課程，在講授時(shí)增加了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)健性與抗倒塌設(shè)計(jì)，既有結(jié)構(gòu)可靠性評估，又有巖土工程可靠度等內(nèi)容，為學(xué)生科研提供參考。
3.教學(xué)方法。當(dāng)今教育注重知識(shí)講授與能力培養(yǎng)的統(tǒng)一。知識(shí)是能力的基礎(chǔ)，能力是已獲知識(shí)應(yīng)用的手段和體現(xiàn)。
（1）在課堂教學(xué)方法上，采用小班教學(xué)，課堂教學(xué)方式相對比較靈活。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同可采用講解、回答問題、討論、自學(xué)等多種教學(xué)方式。
（2）將多種教學(xué)手段引入教學(xué)體系。除常規(guī)教學(xué)手段外，還可采用多媒體技術(shù)，比如ppt、視頻、動(dòng)畫，以形象直觀地展示教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生理解更加容易，另外，由于土木工程的普遍性，還可以采用帶學(xué)生現(xiàn)場參觀的形式，拉近課堂與現(xiàn)實(shí)的距離。這些教學(xué)表現(xiàn)形式的多樣化，大大提高了教學(xué)效率和質(zhì)量。
（3）提升學(xué)生的科研意識(shí)。課堂上重視科研現(xiàn)狀和科研前沿的介紹，讓學(xué)生了解相關(guān)方面的研究情況。
4.重視應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)。在互連網(wǎng)發(fā)達(dá)的今天，學(xué)生上網(wǎng)幾乎成了習(xí)慣。充分利用這個(gè)條件，讓學(xué)生從網(wǎng)上搜集資料，自己了解和解決一些對他們相對有難度的問題。培養(yǎng)學(xué)生搜集、查閱資料、綜合資料的基本科研能力。
5.提高教師素質(zhì)。教師的素質(zhì)直接關(guān)系著教學(xué)的質(zhì)量和效果。深厚的基礎(chǔ)理論和廣博的專業(yè)知識(shí)，一定的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，相當(dāng)?shù)目茖W(xué)研究能力，是對現(xiàn)代大學(xué)教師的時(shí)代要求。教師須注重調(diào)整知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，努力學(xué)習(xí)新技術(shù)，才能保證在教學(xué)中有效地提高講授的質(zhì)量，較好地提升學(xué)生的工程意識(shí)和科研意識(shí)。當(dāng)然，作為教師的一般素質(zhì)要求的提升也不可懈怠，比如表達(dá)能力、與學(xué)生互動(dòng)的能力、敏感捕捉學(xué)生疑惑點(diǎn)的能力等。教師自身素質(zhì)的提升，是保證土木《工程結(jié)構(gòu)可靠度》良好教學(xué)效果的動(dòng)力和源泉。
三、《工程結(jié)構(gòu)可靠度》教學(xué)實(shí)踐總結(jié)
結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，下面是對《工程結(jié)構(gòu)可靠度》的教學(xué)實(shí)踐總結(jié)。
1.精心組織教學(xué)，全力保證教學(xué)質(zhì)量。在學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)可靠度教學(xué)目的的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何把結(jié)構(gòu)可靠度用于自己的研究領(lǐng)域；利用多樣化的教學(xué)手段，培養(yǎng)學(xué)生理解、解決實(shí)際問題的能力。
2.拓展課堂教學(xué)，開展多層次多種形式的教學(xué)活動(dòng)。對于可靠度相關(guān)的概率、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、隨機(jī)振動(dòng)等數(shù)學(xué)知識(shí)，采用重點(diǎn)講解與學(xué)生自主學(xué)習(xí)相結(jié)合，對于規(guī)范現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，科研現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，在課堂講解時(shí)穿行，開設(shè)與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的專題講座，開拓學(xué)生的視野，對可靠度有較深入的了解。結(jié)果表明：通過學(xué)習(xí)拓展、前沿講解和專題講座，學(xué)生鞏固了所學(xué)知識(shí)，開闊了視野，豐富了結(jié)構(gòu)可靠度的教學(xué)內(nèi)容。
3.結(jié)合科研與實(shí)際工程，提升教師素質(zhì)。做好科研課題，積極參加實(shí)際工程，可以有效提升教師的素質(zhì)。做好科研，才能把握土木結(jié)構(gòu)可靠度的快速發(fā)展，及時(shí)調(diào)整知識(shí)結(jié)構(gòu)，拓展知識(shí)面，了解新技術(shù)和新方法。積極參加實(shí)際工程，才能提高動(dòng)手能力，增強(qiáng)工程素質(zhì)。實(shí)踐表明：通過將科研和工程實(shí)踐成果引入教學(xué)，能深入淺出，避免紙上談兵，有效增強(qiáng)教學(xué)效果。
可靠度理論論文范文2
abstract： the significance of cmcc provincial main optical transmission network mesh is to improve the reliability of the nodes to the aggregation node so as to improve the network safety. this article analyzes the newly built optical routing according to reliability theory and finally provides guidance for the selection of optical routing.
關(guān)鍵詞： 光纜路徑；可靠性分析；可靠度
key words： optical routing；reliability analysis；reliability
中圖分類號(hào)：o224 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：1006-4311（2013）35-0305-02
1 可靠性理論概述
可靠性，是指單元或由單元組成的系統(tǒng)在一定條件下完成其預(yù)定功能的能力。單元是元件、器件、部件、設(shè)備等的泛稱。單元或系統(tǒng)的功能喪失，無論其能否修復(fù)，都稱之為失效。可靠性理論即以失效現(xiàn)象為其研究對象，因而涉及工程設(shè)計(jì)、失效機(jī)理的物理和化學(xué)分析、失效數(shù)據(jù)的收集和處理、可靠性的定量評定以及使用、維修和管理等范圍。
運(yùn)用概率統(tǒng)計(jì)和運(yùn)籌學(xué)的理論和方法，對單元或系統(tǒng)的可靠性作定量研究。它是可靠性理論的基礎(chǔ)。通過數(shù)學(xué)模型定量研究系統(tǒng)的可靠性，并探討它與系統(tǒng)性能、經(jīng)濟(jì)效益之間的關(guān)系，是可靠性數(shù)學(xué)理論的主要方法。
2 mesh化傳輸網(wǎng)絡(luò)的可靠度分析
一般來說，對于節(jié)點(diǎn)數(shù)量為n個(gè)網(wǎng)絡(luò)，其鏈路數(shù)量的最大值為eij=■│i=1，2，…，n；j=1，2，…，n。
圖1中僅以4個(gè)節(jié)點(diǎn)做為示例，即節(jié)點(diǎn)數(shù)為n=4。構(gòu)建全網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，對于現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)中不存在的鏈路，可將其相關(guān)值賦為0或1。
根據(jù)圖1，該模型中將引入多個(gè)參數(shù)用來進(jìn)行表征。具體參數(shù)如下：
①r（i，j）：表示節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j間單條鏈路的可靠度，對于不存在鏈路該值為0，同時(shí)，由于設(shè)備故障概率要遠(yuǎn)小于光纜故障概率，為簡化計(jì)算，暫不考慮設(shè)備的可靠性，即默認(rèn)為設(shè)備的可靠度為1；②r（i，j）：表示節(jié)點(diǎn)i與j間的混聯(lián)系統(tǒng)的可靠度；③d（i，j）：表示實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)i與j間的通信而增加的相應(yīng)費(fèi)用；④g（i，j）表示某網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖的鄰接矩陣，由于網(wǎng)絡(luò)的雙工性，此網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖可視為無向圖。⑤gij表示g（i，j）中的元素值；⑥am（m=1，2，3，…，■）表示矩陣g （k，h）（i，j）k∈i，h∈j中，節(jié)點(diǎn)k與節(jié)點(diǎn)h的連通度，若有鏈路可達(dá)（連通），am=1，或元鏈路可達(dá)（不連通）am=0。⑦ρ （k，h）（i，j）表示節(jié)點(diǎn)k與h間的鏈路在一張復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)是的臨界重要度[3]。
通過對一張全網(wǎng)狀網(wǎng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可靠度的計(jì)算，得出某一鏈路的臨界重要度，以確定該條鏈路在全網(wǎng)進(jìn)行通信時(shí)的重要程度。同時(shí)根據(jù)其費(fèi)用情況，選擇經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠的光纜段落進(jìn)行建設(shè)。
3 不同光纜鏈路對可靠性的影響
在通信網(wǎng)絡(luò)中，若網(wǎng)絡(luò)的可靠度低于預(yù)定的可靠度，則應(yīng)該通過提高元部件可靠度來改善整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可靠度。但是，對于大型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而言，由于其中所包含的元部件非常多，若從提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)元部件可靠度著手的話，勢必會(huì)導(dǎo)致消耗大量的人力和時(shí)間。我們可以通過改善網(wǎng)絡(luò)中少數(shù)比較重要的，即影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可靠性性能比較大的元部件的可靠性，從而可大量節(jié)省人力資源和時(shí)間的消耗[2]。
假設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)中涉及到的所有的光纜可靠度，分別記為，r（i，j）（i，j=0，1，…，n）。則通信網(wǎng)絡(luò)可靠度函數(shù)為
r（i，j）=f[r（i，j）]。這里我們定義偏導(dǎo)數(shù)■×■為節(jié)點(diǎn)i與j間光纜的臨界重要度，由此定義以及偏導(dǎo)數(shù)的數(shù)學(xué)意義就可以很容易看出，臨界重要度越大的部件，其可靠度的改善對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可靠度r（i，j）的改善增益越大。
任何兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通信均為規(guī)劃路徑的并集，其可靠度最終均可以經(jīng)過復(fù)雜系統(tǒng)的分解，表示為各部件的函數(shù)。對于暫無實(shí)際路由的情況，可以假定存在多條可靠度為0的部件，經(jīng)過各節(jié)點(diǎn)間的可靠性函數(shù)及偏導(dǎo)數(shù)的計(jì)算，便可以知道各部件對于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可靠性提高的增益程度。然而在■×■中，r（i，j）不可為0，因?yàn)槠渲禐?，無法表示出其對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的影響。因此在此情況下，可根據(jù)該段落的實(shí)際長度和敷設(shè)環(huán)境，經(jīng)驗(yàn)
判斷其建成后的可靠度，進(jìn)行賦值，然后再進(jìn)行計(jì)算，便能夠準(zhǔn)確的體現(xiàn)出該段光纜段落相對于全網(wǎng)通信的重要程度。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)，可以有側(cè)重的對改善對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可靠度r（i，j）的改善增益較大的部件進(jìn)行投資建設(shè)。
一張復(fù)雜的通信網(wǎng)絡(luò)，在進(jìn)行光纜建設(shè)時(shí)，對于絕對集中型業(yè)務(wù)，設(shè)匯聚節(jié)點(diǎn)為k，按照上述的計(jì)算過程，可以得到一個(gè)關(guān)于k的■×n的矩陣：
■ ■ … ■■ ■ … ■■ ■ … ■ … … … …■ ■ … ■ … … … …■ ■ … ■橫向求和得ρ （k，i）（i，j）ρ （k，i）（1，2）ρ （k，i）（1，3）ρ （k，i）（1，4） … ρ （k，i）（i，j） …ρ （k，i）（n-1，n）
當(dāng)業(yè)務(wù)流量不再呈集中型，而呈分散型時(shí)，將會(huì)得到一個(gè)三維矩陣，即在以上矩陣的基礎(chǔ)上，k執(zhí)行1至n的循環(huán)，屆時(shí)ρ（i，j）=■ρ （k，i）（i，j）。 然而，可靠性僅是光纜建設(shè)的一個(gè)參考因素，而投資也是光纜建設(shè)的一個(gè)重要參考因素。需要根據(jù)光纜的可靠性和投資因素進(jìn)行綜合評價(jià)。具體的評價(jià)方法為分別將可靠性和投資賦予權(quán)重，表示為wk和wt，乘以相應(yīng)的權(quán)重后，比較該列矩陣的各行的值，便可得出應(yīng)優(yōu)先建設(shè)的路由排序值：
方案（1，2）方案（1，3）方案（1，4） … 方案（i，j） …方案（n-1，n）=wk×ρ （k，i）（1，2）ρ （k，i）（1，3）ρ （k，i）（1，4） … ρ （k，i）（i，j） …ρ （k，i）（n-1，n）+wt×ρ （k，i）（1，2）ρ （k，i）（1，3）ρ （k，i）（1，4） … ρ （k，i）（i，j） …ρ （k，i）（n-1，n）
選擇可選方案中最大的方案（i，j）值，即為最優(yōu)先建設(shè)的光纜段落。
4 模型建立與求解
本文將以黑龍江移動(dòng)省干網(wǎng)絡(luò)為例，進(jìn)行模型建立與求解。按照投資計(jì)劃，黑龍江移動(dòng)將選擇兩條可行段落的光纜進(jìn)行建設(shè)，即哈爾濱—牡丹江和哈爾濱—肇源。本文將結(jié)合可靠性的計(jì)算對以上兩段光纜的優(yōu)選進(jìn)行驗(yàn)證。
4.1 參數(shù)取值如表1所示。由于在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)前，基于光纜建設(shè)難度和投資造價(jià)等因素，已經(jīng)選定了擬建路由，本文對這兩條擬建路由進(jìn)行分析。
4.2 可靠性分析：各節(jié)點(diǎn)間可靠性計(jì)算 按照前面的介紹，求得各節(jié)點(diǎn)與哈爾濱之間通信臨界重要度的值如下面的矩陣所示：
■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■=2.6×10-6 1.8×10-6 1.2×10-6 1.8×10-6 2.7×10-6 1.9×10-6 1.1×10-6 0.9×10-63.2×10-6 1.8×10-6 0.9×10-6 1.1×10-6 0.9×10-6 1.86×10-6 1.7×10-6 2.7×10-6
橫向求和為：ρ（k12）ρ（k13）=1.415*10-5）1.403*10-5。取ρ′（k12）ρ′（k13）=1.4151.403，wk=0.4，wt=0.6。
兩條光纜的投資額對比為d（k12）d（k13）=1.356千萬）1.553千萬
顯然，建設(shè)哈爾濱至牡丹江段落的光纜優(yōu)于建設(shè)哈爾濱至肇源段落的光纜。因此，在進(jìn)行光纜建設(shè)時(shí)，將主要依據(jù)可靠性理論進(jìn)行新建光纜路徑的選擇。選擇路由可達(dá)且對傳輸網(wǎng)可靠性的提高影響較大的段落進(jìn)行建設(shè)或優(yōu)化，是網(wǎng)絡(luò)向mesh化演進(jìn)光纜層面的主要建設(shè)思路。
參考文獻(xiàn)：
[1]李阿男，劉海濤.一種基于可靠性的簡化ason方案[j].中國科技博覽，2011（35）：63-63.
可靠度理論論文范文3
關(guān)鍵詞：測試準(zhǔn)則；EM算法；測試用例復(fù)雜性；軟件可靠性模型
中圖分類號(hào)： TP311
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
0引言
隨著軟件應(yīng)用的日益廣泛及重要性的不斷增強(qiáng)，人們對軟件質(zhì)量的要求也越來越高。可靠性作為衡量軟件質(zhì)量的重要特性，其定量評估和預(yù)測已成為人們關(guān)注和研究的焦點(diǎn)。軟件可靠性模型作為可靠性評測的核心和關(guān)鍵，可用于軟件生命周期的不同階段，定量地估計(jì)和預(yù)測軟件可靠。一個(gè)好的可靠性模型可以準(zhǔn)確評估和預(yù)測軟件可靠，這對于軟件資源分配、軟件市場決策有著重要的意義。オ
軟件可靠性模型這一領(lǐng)域的研究在 20 世紀(jì) 70 年代獲得較大發(fā)展后，很多可靠性模型已經(jīng)投入使用。可以說，軟件可靠性模型已從研究階段發(fā)展到了工程階段。但是，面對軟件自身及其開發(fā)過程日益復(fù)雜的情形，它仍然呈現(xiàn)出其自身的不足。 首先，在軟件可靠性建模方面，傳統(tǒng)的軟件可靠性模型主要是從時(shí)間域和輸入域兩個(gè)方面來考慮軟件缺陷發(fā)生的概率或缺陷總數(shù)，很少從缺陷自身的因素論述；其次，在軟件可靠性建模過程中，基本上是根據(jù)測試結(jié)果直接來推導(dǎo)模型，很少關(guān)注軟件測試的設(shè)計(jì)過程；最后，在適應(yīng)性方面也存在著一定的缺陷。
鑒于此，要想建立比較適用的軟件可靠性模型，必須改變傳統(tǒng)可靠性建模思路，采用新的觀點(diǎn)、方法和新的數(shù)學(xué)工具來研究軟件故障過程。論文將測試用例的設(shè)計(jì)融入到軟件可靠性建模過程中去，在充分考慮軟件缺陷影響因子和復(fù)雜性等因素基礎(chǔ)上，采取合適的數(shù)學(xué)處理方法構(gòu)建出一個(gè)基于測試用例的軟件可靠性模型，并結(jié)合EM算法對該模型的可靠性作了驗(yàn)證。該模型不但考慮了失效出現(xiàn)的概率，還考慮了失效后可能產(chǎn)生后果的嚴(yán)重性。
論文主要工作如下：(1)根據(jù)等價(jià)類、邊界值等方法來設(shè)計(jì)測試用例模型；(2)在一定假設(shè)的基礎(chǔ)上，通過觀測數(shù)據(jù)推導(dǎo)出測試用例的可靠性并得出相應(yīng)的軟件可靠性；(3)利用EM算法對軟件可靠性進(jìn)行相應(yīng)的檢驗(yàn)。
1測試用例模型的構(gòu)建
測試用例的設(shè)計(jì)是軟件測試過程中最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，一個(gè)軟件測試成功與否與其測試用例設(shè)計(jì)成功與否有很大的關(guān)系。所謂測試用例，也就是為特定目標(biāo)開發(fā)的測試輸入、執(zhí)行條件和預(yù)期結(jié)果的集合。也可以說是對軟件運(yùn)行過程中所有可能存在的目標(biāo)、運(yùn)動(dòng)、行動(dòng)、環(huán)境和結(jié)果的描述，這些特定目標(biāo)可以是驗(yàn)證一個(gè)特定的程序路徑或核實(shí)是否符合特定需求。而測試活動(dòng)要建立必要的前提條件，提供測試用例輸入、觀察輸出，然后將這些輸入和輸出進(jìn)行比較，以確定測試是否通過測試某個(gè)程序路徑或何時(shí)滿足軟件規(guī)定的要求。簡言之，測試用例就是設(shè)定輸入數(shù)據(jù)，運(yùn)行被測試函數(shù)，然后判斷實(shí)際輸出是否符合預(yù)期結(jié)果。
通常造成軟件缺陷的主要原因有：(1)軟件設(shè)計(jì)文檔規(guī)范不一；(2)測試用例設(shè)計(jì)過程中引入了人為的錯(cuò)誤；(3)測試執(zhí)行后，復(fù)雜的決策條件、循環(huán)和分支的覆蓋率目標(biāo)并沒有達(dá)到等。而一個(gè)完整的測試應(yīng)該包含正面測試（Positive Testing,PT）和負(fù)面測試（Negative Testing,NT）。正面測試是驗(yàn)證程序應(yīng)該執(zhí)行的工作，而負(fù)面測試是驗(yàn)證程序不應(yīng)該執(zhí)行的工作。只有面面俱到，才能保證測試的充分性。要想保證測試用例設(shè)計(jì)質(zhì)量，必須遵循四個(gè)原則：(1)測試準(zhǔn)則，每個(gè)測試用例應(yīng)當(dāng)有一組有限可枚舉的待測目標(biāo)的判定準(zhǔn)則；(2)測試用例輸入域的劃分和輸入點(diǎn)集的提取；(3)測試目標(biāo)的復(fù)雜性問題，應(yīng)盡量化復(fù)雜為簡單；(4)對測試用例進(jìn)行測試的力度，就是在特定輸入條件下進(jìn)行測試的細(xì)分程度和測試的次數(shù)。在黑盒測試中，不可能采取窮舉式測試。只能選取輸入域中有代表性樣本點(diǎn)來運(yùn)行程序，然后通過程序運(yùn)行的結(jié)果（成功率或失效率）來推斷出軟件可靠性。綜上可知，一個(gè)好的測試用例既要有完善的輸入域也要有代表性的輸入點(diǎn)集。
輸入域主要來源于需求規(guī)格說明、程序觀察和額外的屬性規(guī)約。假設(shè)D表示輸入域，S表示規(guī)格說明，P表示程序觀察，T表示額外的屬性規(guī)約。則輸入域可表示為：D=S∪P∪T。其中額外的屬性規(guī)約主要是指規(guī)格說明中沒有但滿足負(fù)面測試或可能用到的那部分?jǐn)?shù)據(jù)。
輸入點(diǎn)的選取對軟件測試來說也是至關(guān)重要的，為了確保輸入點(diǎn)集選取的客觀性，特采取有選擇性隨機(jī)輸入的方法。其大體過程分為兩步：
1) 提取測試用例的邊界值點(diǎn)，構(gòu)成集合T1;
2) 在每個(gè)相鄰邊界點(diǎn)中選取n個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測試，其中選取測試點(diǎn)個(gè)數(shù)由測試人員根據(jù)具體情況而定，關(guān)于相鄰邊界值點(diǎn)間測試點(diǎn)的選取通過高斯隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生。即：
其中ij表示輸入點(diǎn)，n表示選擇點(diǎn)的個(gè)數(shù)，σ表示所選取點(diǎn)的方差，Id表示所選取點(diǎn)。
根據(jù)上式所得到的Id構(gòu)成了集合T2。則測試用例的輸入域D=T1∪T2。根據(jù)邊界值和等價(jià)類相結(jié)合的方法將輸入域化分成L個(gè)子區(qū)域。即D=(D1,D2,…，DL)。
2測試用例可靠性評估
2.1基本概念
軟件可靠性模型通常分為三種：時(shí)間域可靠性模型、輸入域可靠性模型和混合可靠性模型。實(shí)際上，軟件黑盒測試的過程是從輸入域著手，反復(fù)有選擇性地隨機(jī)抽取輸入點(diǎn)集，通過觀察其輸入和輸出之間的映射關(guān)系得出其可靠性。下面給出一些測試過程中常用到的概念和度量。
定義1測試準(zhǔn)則：測試準(zhǔn)則是關(guān)于一組有限可枚舉的待測試目標(biāo)（待測試的軟件部分）的判定規(guī)則，如果測試通過了判定規(guī)則的判定，則認(rèn)為達(dá)到了測試準(zhǔn)則，否則就沒有。假設(shè)i表示輸入數(shù)據(jù)，且i∈D，output表示輸出數(shù)據(jù)，也就是說如果輸入數(shù)據(jù)i滿足output=f(i)(i∈D)，就認(rèn)為達(dá)到了判定準(zhǔn)則，否則就沒有。
定義2測試子域：把測試用例的輸入域D按照上述二個(gè)步驟劃分成L個(gè)互不相交的子域D1,D2,…，DL，即D=D1∪D2∪…∪DL，且Di∩Dj=(i≠j且i,j=1,2,…,L),則Di稱為測試子域。
定義3測試可靠性因子：為了更好的判斷輸入和輸出是否滿足映射關(guān)系，特此引入功能性可靠因子c，其中c=1或c=0。當(dāng)c=1時(shí)，表示輸入和輸出符合其映射關(guān)系；當(dāng)c=0時(shí)，表示輸入和輸出不滿足其映射關(guān)系。
定義4缺陷影響因子：不同的缺陷對軟件可靠性的影響不一樣。通常測試人員將缺陷分為如下幾個(gè)級別：致命、嚴(yán)重、一般、輕微、建議。對應(yīng)不同的級別應(yīng)給予相應(yīng)權(quán)重來描述它，以表示它對測試結(jié)果的影響。其中缺陷影響因子用γi表示，這里i=5，表示5個(gè)級別。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可設(shè)γ=(10,5,2,1,0.5)。
軟件就好比一輛汽車，不同的缺陷、故障（缺陷因子不同）會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果，就像座位和車剎的故障一樣，同樣是缺陷，但產(chǎn)生的結(jié)果不同。作為軟件的可靠性來說，應(yīng)該把缺陷因子考慮到其中，這樣才能更好地度量和評價(jià)軟件可靠性。
假設(shè)輸入i產(chǎn)生缺陷的概率為P(i)，其中i∈D，根據(jù)定義3可將c表示為i的函數(shù)c(i)，它滿足c(i)=1或c(i)=0，根據(jù)定義4可將缺陷影響因子γ表示為i的函數(shù)γ(i)。則測試用例的可靠性可用(1)式表示：
2.2測試用例的可靠性評估
在軟件測試可靠性評估領(lǐng)域，所有的結(jié)果都是在一定假設(shè)條件下產(chǎn)生的，不論是JM模型、Musa模型或者NHPP模型，都是在一定的假設(shè)基礎(chǔ)上進(jìn)行的。
根據(jù)等價(jià)類原理可知測試向量所產(chǎn)生的缺陷在各個(gè)子域內(nèi)出現(xiàn)的概率是均等的。同時(shí)，軟件的復(fù)雜性在觀測數(shù)據(jù)矩陣中也得到了很好的體現(xiàn)。根據(jù)等價(jià)類原理，可以計(jì)算出相應(yīng)的可靠性模型。
推論1對任意一功能點(diǎn)進(jìn)行一次有選擇性的隨機(jī)測試，其可靠度可表示為：
其中γi表示第i個(gè)缺陷影響因子，c/ij表示觀測結(jié)果。
證明假設(shè)對任意一個(gè)功能向量F進(jìn)行測試，其輸入點(diǎn)集為：
根據(jù)其映射規(guī)則，通過定義3可以得出一組相應(yīng)的矩陣C。它可表示為式(2)。
根據(jù)定義4可知每組輸入可能產(chǎn)生5種等級的缺陷，而每種等級的缺陷對軟件可靠度造成的影響是不一樣的，因此可把矩陣C分解成一個(gè)新矩陣C/，C/中包含了5種缺陷影響因子的信息。由于論文主要是計(jì)算軟件的可靠性，在定義3中已規(guī)定當(dāng)輸入和輸出滿足映射關(guān)系時(shí)，c取1，否則取0。所以C/表示式(3)。
根據(jù)矩陣C/和(1)式可以得出軟件無缺陷運(yùn)行的概率如(4)式所示。
根據(jù)(4)式可推知缺陷影響因子為γi的發(fā)生概率Pγ為：Pγ=1－PFi，從而可計(jì)算出軟件可靠度RFi如式(5)所示：
推論2測試用例在無缺陷下運(yùn)行的概率為：
證明測試向量F1,F2,…,Fn相互獨(dú)立， 則可推出測試用例F的可靠度為各個(gè)測試向量可靠度的交集，表示為(7):
據(jù)推論1知測試用例的可靠度Rc=∏ni=1RFi， 從而可得出測試用例在無缺陷下運(yùn)行的概率為
3軟件可靠性評估
3.1最大概率的EM算法
在文獻(xiàn)［5］中論述了EM算法在假設(shè)檢驗(yàn)中的應(yīng)用，本文將該方法引申到軟件測試可靠性評估計(jì)算上。
假設(shè)輸入點(diǎn)集為I，通過輸入和輸出的映射函數(shù)關(guān)系，觀測到I服從概率分布Pd(I)， Id。隨機(jī)變量I只是觀測數(shù)據(jù)的一部分，假設(shè)A表示與I有關(guān)的隨機(jī)事件，即A={R(I)>Rα}，R(I)表示通過隨機(jī)輸入I觀測到的似然統(tǒng)計(jì)量，Rα表示測試人員的期望值，且Rα∈［0,1］。這里所要求的是最大概率sup{Pd(A):d∈D0}，這里D0是D的子集。在假設(shè)檢驗(yàn)中，最大概率可以是真實(shí)的檢驗(yàn)水平，也可以是犯第1類或第2類錯(cuò)誤的概率。
EM算法是用來求解似然函數(shù)最大值點(diǎn)的工具，所以，如果能夠?qū)⒏怕蔖d(A)看成似然函數(shù)的值，則可以利用EM算法得到最大概率sup{Pd(A):d∈D0}。
EM算法的基本步驟：
設(shè)f(y|d)是Y的概率函數(shù)。從一個(gè)初始點(diǎn)d∈D開始，則尋找sup{Pd(A):d∈D0}的算法由下面的兩步迭代而成(t=0,1,…)：
E步：給定現(xiàn)在的值d(t)后，對未知的對數(shù)似然函數(shù)l(d|Y)=log f(Y|d)求條件期望：
M步：最大化函數(shù)Q(d|d(t))，求取最大值點(diǎn)d(t+1)作為下一步迭代的值，即使得：
3.2基于測試用例的軟件可靠度檢驗(yàn)
軟件測試是一個(gè)反復(fù)測試的過程，一個(gè)測試軟件包含多個(gè)測試用例，各個(gè)測試用例之間的關(guān)系是相互獨(dú)立的，假設(shè)測試軟件P包括m個(gè)測試用例，并且對該軟件進(jìn)行了k次測試，根據(jù)推論2可計(jì)算出一個(gè)關(guān)于測試用例的觀測數(shù)據(jù)矩陣R如(8)式所示：
其中Rij表示對第i個(gè)測試用例進(jìn)行第j次測試所得到的結(jié)果。其中經(jīng)過k次測試后，每個(gè)測試用例的可靠度可以取其算術(shù)平均值作為最后結(jié)果，其結(jié)果可表示為式(9)。
根據(jù)(8)、(9)式可推導(dǎo)出測試軟件P的最終矩陣表達(dá)式為式(10)：
下面利用R={R(c)1,…,R(c)m}對軟件可靠度RP進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)的問題是：
這里的RP表示測試員或者軟件使用者對軟件可靠度的期望值，如果測試軟件可靠度大于該期望值，則認(rèn)為測試軟件的可靠度達(dá)到要求，否則，認(rèn)為沒達(dá)到要求。根據(jù)式(8)可推出軟件的可靠度的極大似然估計(jì)為式(11)。
對于給定的檢驗(yàn)水平α，假設(shè)A={R^p>Rα}，通常的檢驗(yàn)方法應(yīng)該選取R盡可能的小，對給定的水平α，其中臨界值Rα可以表示為式(12)。
通過上文分析，可得出RP的對數(shù)似然函數(shù)為式(13)。
其中，c是一個(gè)與Rij無關(guān)的常數(shù)且c=－m log k。
給定(R1,…,Rm)的一個(gè)初值(R(0)1,…,R(0)m)，則在已知l步迭代后，EM算法的E步是：
EM算法的M步是在RP=R1…Rm=RP下求出Q(R1,…,Rm,R(l)1,…,R(l)m)關(guān)于(R1,…,Rm)的最大值。其中可以利用Lagrange乘子法得到最大值點(diǎn)為R(l)ij=R(l)ij+λ,其中λ是方程∏mi=1∑kj=1(R(l)ij+λ)=RP的解。
這樣可得到一個(gè)序列{(R(l)1,…,R(l)m),l=1,2,…}。根據(jù)EM算法的一般原則，這個(gè)序列使得R(l)P{R^P>R}是單調(diào)不減的。如果初值選得適當(dāng)，則方程也收斂得較快。
4試驗(yàn)?zāi)M
軟件可靠性模型主要是改進(jìn)軟件開發(fā)過程和軟件可靠性的度量。基于測試用例的軟件可靠性評估模型是根據(jù)在在改善測試用例設(shè)計(jì)過程中通過對失效數(shù)據(jù)進(jìn)行建模,并且通過EM算法來求其最小置信下限，真實(shí)地描述了軟件失效特征，理論上具有較高的預(yù)計(jì)精度和較好的適用性。
4.1測試用例可靠度計(jì)算
下面給出一個(gè)有關(guān)登錄原為：登陸系統(tǒng)的測試用例試驗(yàn)數(shù)據(jù)，該用例包括3個(gè)測試向量，即，F(xiàn)c={F1,F2,F3}，根據(jù)定義4將其按照缺陷等級分成5個(gè)類別，其相關(guān)測試數(shù)據(jù)見表1。
缺陷因子對軟件本身的影響的情況下可計(jì)算出功能向量的可靠度RF=［0.9415,0.9658,0.962］和測試用例的可靠度Rc=0.9564。從測試結(jié)果來說，用戶和測試人員更容易接受包含缺陷影響因子的測試結(jié)果。
4.2適用性評價(jià)
本文所給出的軟件可靠性評估模型是基于數(shù)據(jù)域的基礎(chǔ)上提出的，而Nelson模型是數(shù)據(jù)域軟件可靠模型的代表。文章通過對上述登錄原為：登陸系統(tǒng)的模擬，得出了一組關(guān)于Nelson模型、傳統(tǒng)算法和基于測試用例模型的試驗(yàn)數(shù)據(jù)（本文所提出的模型用TC模型表示）。
可靠度理論論文范文4
研究并討論了荷載、荷載效應(yīng)及抗力的特點(diǎn)并進(jìn)行必要的安全分析。
論文關(guān)鍵詞：施工期 荷載效應(yīng) 安全分析
中圖分類號(hào)： TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
現(xiàn)今的建筑業(yè)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中，建筑單位不僅要保證整個(gè)工程結(jié)構(gòu)的安全性，更要努力抓緊工程進(jìn)度從而縮短工程的施工周期。為了達(dá)到上述兩個(gè)方面的效果，在施工期必須有一個(gè)合理、安全的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。但就目前我國的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范及施工規(guī)范來看，并沒有對施工期結(jié)構(gòu)的安全要求做出明確的要求，從而使得我國施工期結(jié)構(gòu)安全事故發(fā)生率明顯高于使用期結(jié)構(gòu)安全事故發(fā)生率。對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工期的安全性研究，涉及結(jié)構(gòu)在施工過程中的結(jié)構(gòu)特征、抗力、荷載、荷載效應(yīng)。
一、施工期荷載的特點(diǎn)
（1）隨著施工過程的不斷進(jìn)行，施工期結(jié)構(gòu)的荷載類型也不斷發(fā)生著變化。如在樓板澆注時(shí)，模板與支架的重量就應(yīng)該歸為恒荷載的范疇；但是當(dāng)澆筑完成、模板拆除時(shí)，附近單元拆下來的模板與支架堆就應(yīng)該歸為活荷載。
（2）在施工期由于混凝土內(nèi)含有大量的水分，隨著水分的蒸發(fā)以及混凝土的不斷收縮變化，混凝土的重量也會(huì)隨之產(chǎn)生變化。所以，雖然混凝土在正常使用過程中的重量變化是可以忽略的，但在施工期混凝土重量的變化是影響施工結(jié)構(gòu)安全的重要因素。
（3）由于施工所在地的經(jīng)濟(jì)、地理、結(jié)構(gòu)類型以及施工單位的現(xiàn)場管理水平、施工方案、環(huán)境溫濕度、施工場地條件等因素的影響，從而使得在施工的不同階段所產(chǎn)生的活荷載類型有很大的不同。
（4）一些處于施工期的工程活荷載有著顯著的動(dòng)力荷載特征，荷載效應(yīng)大大增加，按照相關(guān)規(guī)定的要求對于此類的活荷載應(yīng)該乘以1.1～1.3的動(dòng)力系數(shù)；某些建筑材料堆積在建筑中的局部面積上，這些材料堆就會(huì)以集中荷載的形式出現(xiàn)。
二、施工期抗力的特點(diǎn)
1、施工期與正常使用期抗力的異同
2、不同階段抗力的變化存在著較大的差異
在施工期內(nèi)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗力會(huì)隨著時(shí)間的不斷增加而逐漸增長，這一增長值在前期會(huì)較大。當(dāng)達(dá)到28 d齡期后，增長值會(huì)逐漸變小，而抗力也會(huì)逐漸接近設(shè)計(jì)時(shí)所要求的范圍。而在使用期前期結(jié)構(gòu)的抗力變化較小，但隨著時(shí)間的推移，混凝土碳化、鋼筋腐蝕的影響從而使得整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗力逐漸下降。 轉(zhuǎn)貼于 中國論文下載
3、抗力分析的時(shí)間有著很大的差異
根據(jù)相關(guān)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，一般建筑的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50 a，但結(jié)構(gòu)施工期只有2～3 a。施工期的抗力分析應(yīng)該歸為短暫工況抗力分析，一些外界因素的影響可忽略不計(jì)，如地震作用、強(qiáng)風(fēng)作用等。
4、施工期抗力的影響因素
影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的主要因素有混凝土?xí)r變強(qiáng)度、鋼筋與混凝土間黏結(jié)、早期抗力計(jì)算方法、構(gòu)件幾何尺寸、縱筋配筋率、鋼筋類別等。 在施工期中，混凝土的抗壓強(qiáng)度與澆注齡期呈正比關(guān)系，而早齡期構(gòu)件的抗力直接受混凝土強(qiáng)度的影響，早齡期構(gòu)件抗力的增長速度又與拆模時(shí)間有著密切的關(guān)系。在實(shí)際工程中，混凝土強(qiáng)度的推算是以同條件下養(yǎng)護(hù)試塊為依據(jù)的，因此，進(jìn)行必要的試塊與實(shí)體強(qiáng)度的對比分析，在施工期中的安全分析上是一種有效的手段。
5、施工期結(jié)構(gòu)的可靠度
相比較于使用階段和老化階段，在施工期結(jié)構(gòu)的整體風(fēng)險(xiǎn)較大。所以，進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工期可靠度和安全性分析是必要的，而且這一分析應(yīng)該建立在準(zhǔn)確把握荷載及荷載效應(yīng)、抗力的時(shí)變特性及可靠度指標(biāo)合理計(jì)算的基礎(chǔ)上。在我國現(xiàn)在對施工期結(jié)構(gòu)的可靠度分析方法較少，并且對施工荷載的統(tǒng)計(jì)資料很不全面。在建筑施工期內(nèi)，安全性和可靠度的分析是隨時(shí)間的變化而不斷變化的，多數(shù)情況下，采用的是離散型的時(shí)間凍結(jié)進(jìn)行處理，把施工期建筑結(jié)構(gòu)化為一序列時(shí)不變結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析，研究結(jié)構(gòu)工作過程中若干最不利狀態(tài)，在每個(gè)狀態(tài)的分析過程中均不考慮結(jié)構(gòu)性能隨時(shí)間的變化。在實(shí)際分析中，首先力學(xué)分析的最不利工作狀態(tài)的確定，應(yīng)根據(jù)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)場調(diào)查、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和建造過程確定；其次確定各個(gè)最不利工作狀態(tài)的荷載種類，并對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮奢d組合；最后確定在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算校核中使用的安全系數(shù)，并考慮結(jié)構(gòu)所處的工作狀態(tài)及其在各個(gè)工作狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間、施工超載發(fā)生的概率等因素的影響。
施工期結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工過程中結(jié)構(gòu)的外形、施工進(jìn)程、材料性能的變化來進(jìn)行計(jì)算。定義結(jié)構(gòu)施工期各施工進(jìn)程的經(jīng)時(shí)結(jié)構(gòu)功能函數(shù)為：
Z（t）＝R（t）－SG（t）－SL（t）
可靠度理論論文范文5
關(guān)鍵詞重力式支擋結(jié)構(gòu)；評估體系；影響因素；評估技術(shù)；
中圖分類號(hào)：TU457文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1概述
重力式支擋結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于鐵路及公路支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中[1]。既有鐵路運(yùn)營過程中，在線路提速或軸重加大后，作用在路基面上的動(dòng)應(yīng)力將大幅增加[2]。既有線路經(jīng)過一定運(yùn)營期后，重力式支擋結(jié)構(gòu)工作環(huán)境也隨之發(fā)生變化。既有重力式支擋結(jié)構(gòu)如何保證運(yùn)營的安全，這是工程技術(shù)人員最為關(guān)心的問題。目前，我國在重力式支擋結(jié)構(gòu)安全評估方面的研究較少，特別需要加強(qiáng)此領(lǐng)域的研究工作。重力式支擋結(jié)構(gòu)安全評估，是在一定的評估體系下，對其安全影響因素進(jìn)行全面分析，確定評估單元，再應(yīng)用各種安全評估方法對其安全狀況進(jìn)行評判，并據(jù)此提出維護(hù)和加強(qiáng)的措施。
2重力式支擋結(jié)構(gòu)安全評估體系
2.1重力式支擋結(jié)構(gòu)安全評估體系的目標(biāo)
建立重力式支擋結(jié)構(gòu)安全評估體系，是重力式支擋結(jié)構(gòu)安全評估時(shí)的理論依據(jù)。其目標(biāo)
是對鐵路、公路等交通工程系統(tǒng)安全性、可靠性、可用性、可維護(hù)性的各種指標(biāo)進(jìn)行評估，以達(dá)到最低事故率、最少損失、最少維護(hù)率及最優(yōu)投資效益。
2.2重力式支擋結(jié)構(gòu)安全評估體系的構(gòu)成
重力式支擋結(jié)構(gòu)安全評估體系主要由安全預(yù)評估、設(shè)計(jì)審核安全評估、施工安全評估、驗(yàn)收安全評估、安全現(xiàn)狀定期安全評估（直至超出正常使用年限）五項(xiàng)內(nèi)容構(gòu)成[3]。安全預(yù)評估主要在系統(tǒng)可行性研究時(shí)進(jìn)行，可指導(dǎo)后續(xù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工。設(shè)計(jì)審核安全評估及施工安全評估是結(jié)構(gòu)是否能夠達(dá)到正常使用年限的關(guān)鍵。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性及合理性，在施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格要求施工質(zhì)量及施工安全。驗(yàn)收安全評估是通過試運(yùn)行階段分析結(jié)構(gòu)使用時(shí)潛在的風(fēng)險(xiǎn)，并確定其危險(xiǎn)程度及可能出現(xiàn)的后果，提出預(yù)防措施。安全現(xiàn)狀定期安全評估，即采用各種安全評估技術(shù)相結(jié)合，綜合評估重力式支擋結(jié)構(gòu)的安全狀況，是其生命周期內(nèi)所有評估工作的重點(diǎn)。
2.3重力式支擋結(jié)構(gòu)安全評估單元
根據(jù)分析重力式支擋結(jié)構(gòu)安全影響因素及其破壞時(shí)可能出現(xiàn)的癥狀，可從以下幾方面著手確定其評估單元：(1)從受力角度，包括動(dòng)應(yīng)力的變化對穩(wěn)定性的影響；不同計(jì)算方法對穩(wěn)定性的影響；不同荷載方式對穩(wěn)定性的影響。(2)從變形角度，包括墻身是否有裂縫；墻后土體是否開裂；墻后土體是否有不均勻下沉。(3)從墻型結(jié)構(gòu)及材料角度，包括材料是否風(fēng)化；砂漿、混凝土是否老化；墻型尺寸是否滿足設(shè)計(jì)要求。(4)從水文地質(zhì)角度，包括泄水孔是否堵塞；墻體地基是否發(fā)生變化。
2.4重力式支擋結(jié)構(gòu)安全評估步驟
重力式支擋結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全評估時(shí)，可遵循以下七個(gè)步驟：準(zhǔn)備工作、安全影響因素分析、確定評估單元、安全評估實(shí)施、安全對策制定、評估結(jié)論及建議、編寫安全評估報(bào)告[3]。
3重力式支擋結(jié)構(gòu)的安全影響因素
在設(shè)計(jì)計(jì)算過程中，特別是土壓力的計(jì)算理論、計(jì)算參數(shù)的取值、材料、施工、動(dòng)應(yīng)力、地震力等方面，對重力式支擋結(jié)構(gòu)安全性均有較大影響。同時(shí)，既有支擋結(jié)構(gòu)安全性還受其工作環(huán)境變化的影響，如水文及工程地質(zhì)條件的變化等，在進(jìn)行安全評估時(shí)要進(jìn)行全面分析。
3.1不同土壓力計(jì)算理論的影響
目前設(shè)計(jì)中大多采用庫倫公式計(jì)算土壓力，也有時(shí)采用彈性理論。庫侖理論及彈性理論的計(jì)算假設(shè)條件不同，計(jì)算所得墻后土壓力大小、分布規(guī)律及作用點(diǎn)位置均有較大差別。由庫倫理論計(jì)算所得的墻后土壓力分布形式為一折線，而由彈性理論計(jì)算所得的墻后土壓力分布形式為一凸曲線，中上部偏大，底部偏小。在評估時(shí)應(yīng)對由于不同的計(jì)算方法對計(jì)算結(jié)果的影響進(jìn)行分析。
3.2提速或軸重增加引起動(dòng)應(yīng)力增大的影響
傳統(tǒng)普通鐵路路基設(shè)計(jì)均采用換算土柱法，將靜荷載和動(dòng)荷載一并簡化為靜荷載。但隨著既有線提速或軸重增加后，列車動(dòng)荷載作用明顯加強(qiáng)，導(dǎo)致基床范圍內(nèi)重力式支擋結(jié)構(gòu)土壓力與傳統(tǒng)庫侖理論計(jì)算所得結(jié)果相比有明顯差異，特別是當(dāng)支擋結(jié)構(gòu)較矮(2m~4m)時(shí)[4]。因此需要對由于動(dòng)應(yīng)力發(fā)生變化對支擋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響進(jìn)行評估。
3.3使用環(huán)境變化的影響
重力式支擋結(jié)構(gòu)經(jīng)歷一定的運(yùn)營期后，排水設(shè)施失效或者排水不利時(shí)，可能引起土體重度明顯增加，粘聚力c、內(nèi)摩擦角φ、墻背摩擦角δ均不同程度減小。雨水的入滲還可能發(fā)生基底軟化現(xiàn)象，導(dǎo)致基底承載能力急劇下降。在經(jīng)歷一定時(shí)間的運(yùn)營期后，墻體材料耐久性也會(huì)發(fā)生明顯變化，特別是墻背。這些因素對重力式支擋結(jié)構(gòu)的安全影響至關(guān)重要，需特別加以重視。
3.4不同墻型的影響
重力式支擋結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)使用墻型一般為墻胸墻背坡度相同。但現(xiàn)在使用較多的改進(jìn)后墻型是將上墻背坡度放陡，增設(shè)傾斜基底。使用傳統(tǒng)墻型的重力式支擋結(jié)構(gòu)隨著既有線提速，可能造成路基受力不均。不同墻型的計(jì)算截面面積也有所不同。同時(shí)，改進(jìn)后的墻型由于增設(shè)傾斜基底，故抗滑能力有較大提高[5]。但是采用增強(qiáng)措施的墻型雖然安全系數(shù)得以提高，但其安全可靠度不一定相應(yīng)提高。
4重力式支擋結(jié)構(gòu)安全評估方法
重力式支擋結(jié)構(gòu)安全評估方法有很多種，包括非確定性分析方法、定性分析方法、定量分析方法、模型試驗(yàn)分析方法及現(xiàn)場檢測分析方法。各種分析方法特點(diǎn)及使用范圍不盡相同。
4.1非確定性分析方法
4.1.1可靠度分析方法
可靠度分析方法，通過考慮重力式支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中隨機(jī)變量（重度γ、綜合內(nèi)摩擦角φ0、墻背摩擦角δ、基底承載力σ）的變異性，計(jì)算結(jié)構(gòu)功能函數(shù)的不同功能函數(shù)值，進(jìn)而確定結(jié)構(gòu)的失效概率及可靠指標(biāo)，給出相應(yīng)安全評估結(jié)論。
其中，重力式支擋結(jié)構(gòu)抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài)方程的功能函數(shù)：
(1)
重力式支擋結(jié)構(gòu)抗傾覆穩(wěn)定極限狀態(tài)方程的功能函數(shù)：
(2)
可靠度指標(biāo)：（3）
式(3)中，mR：結(jié)構(gòu)抗力的均值；mS：荷載效應(yīng)的均值；σR：結(jié)構(gòu)抗力的標(biāo)準(zhǔn)差；σs：荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差。
4.1.2模糊綜合評估方法
模糊集論首先由美國控制論專家查德(L.A.Zadeh)于1965年提出。模糊綜合評估方法借助模糊集論為基礎(chǔ)，應(yīng)用模糊關(guān)系合成原理，先將重力式支擋結(jié)構(gòu)本身及填土等一些不易確定或無法具體量化的參數(shù)模糊化，然后再進(jìn)行綜合評估。
1.確定重力式支擋結(jié)構(gòu)安全影響因素集[A]及影響因素得分{RA}
提速或軸重增加引起動(dòng)應(yīng)力增大的影響A1；使用環(huán)境變化的影響A2；墻型不同的影響A3；地震作用的影響A4；設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及施工質(zhì)量A5；現(xiàn)場檢查情況（裂縫、地下水、墻體風(fēng)化情況等）A6。
(4)
其中，Aij為第i影響因素與第j項(xiàng)影響因素的相對重要性得分，可采用“九度法”。
各項(xiàng)的權(quán)重分別為，其中。
各影響因素最后得分。
確定重力式支擋結(jié)構(gòu)不同安全等級對正常營運(yùn)的影響集[B]及得分{RB}
將重力式支擋結(jié)構(gòu)安全等級分為優(yōu)、良、中、差，分別用B1、B2、B3、B4表示。
(5)
同理，Bij為第i影響因素與第j項(xiàng)影響因素的相對重要性得分，也可采用“九度法”。
各項(xiàng)的權(quán)重分別為，其中。
各安全等級最后得分。
重力式支擋結(jié)構(gòu)安全評估所得安全等級
（6）
根據(jù)最終R值的大小，參考相應(yīng)的換算標(biāo)準(zhǔn)，即可得出重力式支擋結(jié)構(gòu)的安全評估等級。
4.1.3專家評估方法
專家評估方法[6]，采用匿名函詢的方式，通過一系列簡明的調(diào)查征詢表邀請專家對待評估結(jié)構(gòu)進(jìn)行打分，并通過有控制的反饋，取得盡可能一致的意見，對結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀作出相應(yīng)評估，對未來做出相應(yīng)的預(yù)測。
4.2定性分析方法
工程類比方法是定性分析技術(shù)的典型應(yīng)用[7]。首先，盡量找一與待評估的重力式支擋結(jié)構(gòu)使用環(huán)境類似，并已安全使用超過其使用年限的同類型重力式支擋結(jié)構(gòu)。再分析兩者可能的破壞機(jī)制的相似性及差異性，并結(jié)合兩者的安全等級，綜合確定其安全狀態(tài)。
4.3定量分析方法
主要包括極限平衡法及有限元法[7]。廣泛應(yīng)用于巖土工程界的GEO-SLOPE（邊坡穩(wěn)定分析軟件）便是基于極限平衡原理，將重力式支擋結(jié)構(gòu)及后方巖（土）體均視為剛體，不考慮本身的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，將結(jié)構(gòu)后方潛在滑動(dòng)面內(nèi)的巖（土）體劃分為多個(gè)小塊體，通過各塊體的平衡條件建立整個(gè)體系的平衡方程，導(dǎo)出重力式支擋結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)。
有限元法先將重力式支擋結(jié)構(gòu)用有限個(gè)容易分析的單元代替，單元之間通過有限個(gè)節(jié)點(diǎn)相互連接，然后根據(jù)變形協(xié)調(diào)來綜合求解其位移、應(yīng)力、應(yīng)變、內(nèi)力等，綜合分析其所處安全狀態(tài)。有限元法可以用來求解彈性、彈塑性、粘彈塑性、粘塑性等問題，常用的計(jì)算分析軟件有ANSYS、FLAC、ABAQUS、SAP等。
4.4模型試驗(yàn)方法
由于重力式支擋結(jié)構(gòu)尺寸較大，故實(shí)尺模型試驗(yàn)既耗時(shí)又不經(jīng)濟(jì)，一般對其進(jìn)行離心模型試驗(yàn)。把按1/n比例縮放后的模型放在以ng離心加速度運(yùn)轉(zhuǎn)的離心機(jī)中進(jìn)行試驗(yàn)，模擬現(xiàn)場實(shí)際受力，通過測試其應(yīng)力及變形破壞情況，對其作出安全評估結(jié)論。
4.5現(xiàn)場試驗(yàn)方法
現(xiàn)場試驗(yàn)方法主要包括裂縫觀測、排水設(shè)施檢查、荷載試驗(yàn)、位移時(shí)間曲線監(jiān)測、地基土軟化情況檢測等。其中現(xiàn)場裂縫觀測、排水設(shè)施檢查比較直觀，容易實(shí)現(xiàn)，且效果比較精準(zhǔn)。在雨季時(shí)對重力式支擋結(jié)構(gòu)做位移時(shí)間監(jiān)測試驗(yàn)，可以有效減少突然破壞情況的發(fā)生。
5可靠度分析方法在重力式支擋結(jié)構(gòu)安全評估中的應(yīng)用
利用可靠度分析方法，結(jié)合蒙特卡洛原理對某單線I級鐵路既有重力式支擋結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全評估。
5.1計(jì)算條件
以單線I級次重型鐵路為例。支擋結(jié)構(gòu)型式取重力式路肩墻，墻胸墻背均取1：0.25的仰斜。列車荷載分布寬度：l0=3.5m；換算土柱高度：h0=3.2m。換算土柱距路基邊緣距離：k0=1.95m。填土按砂性土考慮，取內(nèi)摩擦角φ=350，基底摩擦系數(shù)f=0.3；土體重度γ=19KN/m3；土與墻背的摩擦角δ=φ/2，即17.50；基底容許承載力取σ=300kPa。
5.2可靠指標(biāo)計(jì)算結(jié)果分析
在該計(jì)算條件下，該結(jié)構(gòu)抗滑可靠指標(biāo)在2.26~2.86之間變化，其相應(yīng)失效概率為9.1‰~2.5‰。該結(jié)構(gòu)抗傾覆可靠指標(biāo)在2.85~3.29之間變化，其相應(yīng)失效概率為2.5‰~2.0‰。各項(xiàng)指標(biāo)均符合相關(guān)要求，故可將該結(jié)構(gòu)安全狀況評估為良好。
在傳統(tǒng)的安全系數(shù)法計(jì)算過程中，盡管重力式支擋結(jié)構(gòu)的墻高在4m~10m間變化時(shí)，其抗滑穩(wěn)定系數(shù)均在1.30~1.35之間變化，其抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)均在1.66~1.80之間變化。但其抗滑動(dòng)和抗傾覆可靠指標(biāo)均隨著墻高的增加而變大，其基底承載力可靠指標(biāo)則隨著墻高的增加而減小。
通過引進(jìn)可靠度原理對重力式支擋結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)及安全評估，相比傳統(tǒng)的安全系數(shù)法，能更直觀并準(zhǔn)確地反應(yīng)結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備情況。
6結(jié)語
本文初步建立了重力式支擋結(jié)構(gòu)安全評估的體系，對影響重力式支擋結(jié)構(gòu)安全的主要影響因素進(jìn)行了詳細(xì)分析，研究探討了多種重力式支擋結(jié)構(gòu)安全評估方法。重點(diǎn)介紹了由多安全影響因素控制的可靠度分析方法及模糊綜合評估方法在重力式支擋結(jié)構(gòu)安全評估中的應(yīng)用，其避免了由單個(gè)控制因素而得結(jié)論的片面性及誤差性。
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可靠度理論論文范文6
關(guān)鍵詞：定性資料；列聯(lián)表；對數(shù)線性模型；Logistic模型
中圖分類號(hào)：G4
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
doi：10.19311/ki.16723198.2017.01.070
1問題提出
本科生教學(xué)質(zhì)量評價(jià)中除了涉及少量的定量變量（或稱間隔尺度變量）外，往往更多地研究定性變量（或稱名義尺度變量），這些定性變量往往只有各種狀態(tài)的區(qū)別而無數(shù)量上的區(qū)別，例如學(xué)生的性別、教師職稱等。
在概率統(tǒng)計(jì)中描述兩個(gè)隨機(jī)的相關(guān)程度是用線性相關(guān)系數(shù)，為了避免術(shù)語上的混淆，描述兩個(gè)定性隨機(jī)變量之間的相關(guān)性是指廣義的相關(guān)性，稱為關(guān)聯(lián)性，兩個(gè)定義隨機(jī)變量之間的關(guān)聯(lián)程度在某種意義上就是指的“不獨(dú)立性”，如何直接對定性資料進(jìn)行分析并給出兩個(gè)定性變量之間是否立性檢驗(yàn)？
先從引授實(shí)例切入：研討優(yōu)秀論文與依托科研的關(guān)系，這里用A表示是否獲優(yōu)，用B表示是否參加科研，假設(shè)從一批被調(diào)查的對象中得到的統(tǒng)計(jì)表，如表1所示。
3Logistic回歸
對數(shù)線性模型是將列表中每格的概率（或理論頻數(shù)）取對數(shù)后分解參數(shù)獲得的，Logistic回歸模型是將概率比取對數(shù)后，再進(jìn)行參數(shù)化而獲得的。在很多研究中概率比是常常遇到的，當(dāng)因變量是一個(gè)多級分類的變量時(shí)，列聯(lián)表就需要采用兩兩比較的方法。
Logistic回歸要解決的問題與普通回歸要解決的許多問題類似。比如在醫(yī)藥行業(yè)中，因變量y取0，1，…，g等g+1個(gè)不同的值，分別表示不同用藥類型，y=0表示正常情況，y=1，…，g表示不同用藥后的反應(yīng)；藥的劑量x1，性別x2，年齡x3，體重x4，血壓x5，…等等為自變量x；顯然因變量y與自變量x有關(guān)。很顯然，這里因變量是定性的，自變量有定性的也有定量的，問這些自變量對一個(gè)定性變量的關(guān)系是否獨(dú)立？不獨(dú)立又會(huì)具有什么形式的聯(lián)系？是線性的還是非線性的等等。
3.1Logit變換
在現(xiàn)實(shí)生活中常常會(huì)遇到這樣的問題，即要研究某一事件A發(fā)生的概率p以及p值的大小與某些因素的關(guān)系，但由于p對x的變化在p=0或p=1的附近是緩慢的，或說不敏感的，比如像一個(gè)可靠度p已經(jīng)是0.998的可靠系統(tǒng)，不管如何改善條件和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它的可靠度增長只能在0.000以后。于是人們就希望尋找一個(gè)形式相對較簡單、且在p=0或p=1附近變化幅度較大、p的函數(shù)θ（p）。根據(jù)導(dǎo)數(shù)的意義，用dθ（p）dp來反映θ（p）在p附近的變化是很合適的，同時(shí)希望p=0或p=1，dθ（p）dp有較大的值，因此取
4結(jié)語
定性資料統(tǒng)計(jì)分析的內(nèi)容豐富，方法實(shí)用，在教學(xué)質(zhì)量評價(jià)實(shí)際工作中，對于列聯(lián)表，可根據(jù)實(shí)際需要來選擇模型，既可用對數(shù)線性模型也可用Logistic模型。研究表明了在對調(diào)查資料中進(jìn)行定性隨機(jī)變量之間的關(guān)聯(lián)程度探討分析時(shí)，實(shí)施數(shù)據(jù)挖掘，發(fā)現(xiàn)新的知識(shí)，是提高信息反饋的質(zhì)量，提供決策參考的科學(xué)性與可靠性的有效途徑。
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