多元统计分析论文篇1

【关键词】可靠度；有限元；数值模拟

0.引言

早期人们对边坡的认识是从滑坡现象开始的，在那时人们通过个人的经验和长期观测的资料为依据，这样就往往会带有主观的偏见。人们在早期时代通常用地质历史分析，工程类比，图解法等方法来定性描述。到了20世纪70年代人们开始逐渐的把力学理论加入边坡的研究中来，把力学机制和地质有效得结合起来，来分析边坡稳定性问题。其中运用最多的是刚体极限平衡法，但这种以刚体极限平衡为主的得研究，没有考虑到边坡工程中的不确定因素，在边坡工程中存在着非连续性和非线性等不确定的因素[1]。后来随着计算机的发展，一些新的方法和理论也引进了边坡的研究中,例如数值分析法的引入，从不同的角度来分析边坡的稳定性,这样大大的促进了边坡稳定性的研究和发展[2]。本文重点介绍数值分析有限元法和可靠度理论结合分析边坡稳定性计算方法，并给出有利于有限元软件计算的新的可靠度算法。

1.一阶可靠度算法的概述

一阶可靠度算法包含有：中心点法、验算点法、蒙特卡洛法[3]。其中中心点法是最早可靠度理论提出的算法，其形式就是将功能函数在各个变量的均值点处用泰勒公式展开。几何意义是在标准正态空间从坐标原点到空间曲面的最短距离作为其可靠度值[2]。极限状态曲面通常为超平面，我们通常用均值点处的切平面代替空间极限曲面。验算点法是用验算点处的切平面代替极限状态曲面，而不是像中心法在变量的均值处做切平面。验算点算法中提出了验算点的概念，验算点需要在分析中迭代求解验算点，并且验算点是可靠度分析中的一个关键环。

2.一阶可靠度算法中存在的不足之处

一阶可靠度功能函数没有考虑到各变量之间的多重相关性，致使可能回归的系数估计值不稳定，另外功能函数形式通常为高度非线性的，采用常规的算法可能会出现迭代计算不收敛、无法计算可靠指标的问题。一阶可靠度分析原理，主要的思路就是在极限状态曲面的某一点（我们通常找的是验算点）处的切平面代替结构状态曲面，进而来计算可靠度指标的。但是其计算结果的精度取决于状态曲面和切平面的相似度，会使精度不够精确。

3.有限元广义边坡可靠度算法的研究

结合一阶可靠度存在的不足之处研究出了一种新的方法，就是通过用偏最小二乘法的方法先回归极限状态方程，然后再进行有限元可靠度分析。由于对现有的有限元软件分析的结果进行高能的数学计算十分麻烦，所以本文提出对结构功能函数进行精确的多元线性回归，得到既能满足精度又能起到计算简化的作用。

3.1偏最小二乘法计算思想和计算方法

偏最小二乘技术的关键是主成分的提取，其思路如下：

（1）分析主成分的代表性，在提取自变量和因变量时应尽可能的携带变量中的变异信息。

（2）分析主成分的相关性，在提取第一主成分时，要求其之间的相关程度很大，也就是说自变量要对因变量有很强的解释能力。

（3）在提取完第一主成分后，分别实施各自变量对自变量系统第一主成分回归，各因变量对自变量第一主成分的回归。

3.2岩体物理指标的确定方法

本文确立岩体的物理指标为:

（1）对样本进行绘制直方图粗估参数的分布类型。

（2）建立隶属度函数确定分布参数。当实验得到数值的和真实值相差越大，则隶属度应该越小，如果和真值相差越小，则隶属越大，因此选用正态模糊分布作为隶属度函数。

（3）为了使得样本最大程度上逼近真值，必须使样本的整体隶属度达到最大。式子为隐式函数，需要进行迭代计算。初值选用样本的随机均值和方差，通过迭代计算，使得满意精度为止。

（4）对参数置信区间的估计，给定显著水平，对于本文物理指标的置信区间，如果置信区间大说明数据不足或存在异常数据的参入。大量实验已经证明考虑到模糊性计算出的置信区间要比单独考虑随机性小，说明更加精确对岩体参数的确定。

（5）对其分布类型进行拟合检验，通常的方法是皮尔逊检验和K-S检验。

3.3有限元广义边坡可靠度分析边坡稳定性的具体步骤

（1）利用所确定的岩体物理参数和分布类型，生成物理参数赋予各单元。

（2）利用有限元软件ANSYS得出岩体各个单元的功能函数值和各个应力分量和岩体的物理指标。

（3）编写偏最小二乘原理的文件利用MATLAB回归功能函数。

（4）利用得到的功能函数来计算各个单元体的功能函数值。

（5）最后利用ANSYS生成可靠度等值线。由于单元体很小可以不考虑某个可靠度值很小的单元体对整体边坡可靠度的影响，最后用最小的可靠度等值线作为整体边坡的可靠度。

4.实例描述

用ANSYS对某矿边坡的69号剖面进行有限元分析，最后利用单元表功能，提取各个单元的应力向量，和内聚力和内摩擦角。（这里内聚力和内摩擦角对单元的赋值不能用传统的算法只带平均值，根据大量的地质统计学分析，这两个量一般成对数正态分布，根据所建隶属度迭代求出均值和方差，来生成数据来赋值。）

然后提取数据后进行利用MATLAB进行计算分析法，最后得到稳定性可靠度分析功能函数偏最小二乘回归方程为

Z=0.00192248σx-0.00190725σy+0.00030776σxy-7877.4258φ+3146.8

547C＋51767．5853

利用所求的功能函数再对边坡模型做精细可靠度分析生成可靠度等值线来分析边坡的最终可靠度。

可认为最小的可靠度等值线为边坡的可靠度指标1.9，失效概率为3%，认为稳定性一般。这样就可以提高人们对滑坡可能性的认识，而传统的刚体极限平衡是达不到的。

5.结论

提出了沟通有限元和广义可靠度的具体方法即有限元广义可靠度。该方法是在基于偏最小二乘原理拟合的功能函数的基础上利用有限元方法来计算边坡可靠度的。论文中分析了拟合的功能函数从形式上和精度上的合理性。该方法较传统的可靠度算法能够提高精度，并于传统的刚体极限平衡方法做了对比，能够更准确的分析边坡破坏的可能性。[科]

【参考文献】

［1］宋子岭.范军富.灵泉露天煤矿残煤回采东帮边坡稳定性分析.露天采矿技术,2009-7.

多元统计分析论文篇2

【关键词】多元统计分析三段式科技创新

一、前言

多元统计分析是一门研究统计应用方法的统计课程，是高等院校统计专业的重要基础课，对于训练与提高学生的逻辑推理能力与统计应用能力都具有重要作用。随着统计软件的开发，多元统计分析课程在自然科学和社会科学的各个领域应用越来越广泛。然而，该课程本身具有理论推导繁琐、计算强度大、实际操作复杂等特点，不仅消磨了学生的学习积极性，也使得其理论方法难以应用到解决实际问题中，从而失去了多元统计分析课程应用性的作用。

为培养学生对多元统计分析课程的学习兴趣，使多元统计统计真正与现实问题相结合，发挥其应用性课程的作用，本研究将以学生为主体，以科技创新活动为载体，实施面向科技创新活动的《多元统计分析》“三段式”应用教学模式的研究。分别包括：一段：统计案例的构建，重点阐述在科技活动中如何构建统计模型；二段：问题情景设计，让学生对科技活动的实际问题进行情景模拟；三段：统计创新实战，组织学生参与科技创新竞赛，辅助以专门的技能培训。

在国外大学的应用统计专业课程中，案例教学是主要的教学模式之一。案例教学法是将实际问题提炼并模拟。因为实际问题的复杂性使得提炼出的案例具有较强的综合性。这恰恰符合统计学课程的应用性和操作性的要求。因此，为了增强学生面对实际问题的统计应用能力及操作能力，应促进学生积极参与社会实践活动和各种竞赛。通过竞赛不但可以增强学生的撰写科研论文及归纳总结的能力，还可以培养学生的团队意识，学习沟通，表达等基本技能。

二、“三段式”应用教学模式的内容

（一）研究内容

本研究以科技问题为引，以三段式立体教学模式为手段，以培养学生科技创新能力为目的，改革传统的《多元统计分析》教学模式。

一段：统计案例的构建，重点阐述在科技活动中如何构建统计模型；

案例教学法是将实际问题提炼并模拟。因为实际问题的复杂性使得提炼出的案例具有较强的综合性。这恰恰符合统计学课程的应用性和操作性的要求。通过对各类典型案例的分析与讲解，即能够将理论知识与实际问题紧密结合，增强学生对理论知识的理解；又能够帮助学生进行实际问题的提炼，进而培养学生的独立分析能力。

我们在借鉴国外案例教学模式的基础上，以我国实际背景出发，进行案例教学，通过案例教学开放学生的思维空间，教会学生掌握知识的同时，最终学会思维、分析和推理、并提出自己的见解，培养统计思维能力。由于《多元统计分析》旨在学生统计能力的养成.而统计能力又主要体现在统计思想、方法的应用上，因此统计的教学过程不应局限于基本理论和方法的介绍.应注意学生分析思维能力的培养，在课堂上多提出“what”、“why”、“how”等系列问题，让学生自己思考并当堂回答，采取这种学生参与式教学方法，能有效地激发学生求知欲和创造能力，不仅能较好地培养学生的竞争意识，敏捷反应，答辩口才，更能进一步明晰解决问题的思路，对培养适应现代社会生活需要的合格人才是非常有益的。同时还要求学生掌握科技创新方法、增强逻辑思维与分析能力及文献检索与收集能力。

二段：问题情景设计，让学生对科技活动的实际问题进行情景模拟；

本阶段采用学生与教师并重的教学模式。培养学生对实际问题的挖掘和提炼能力、统计数据搜集、数据整理能力和数据分析能力。教师将科研项目、社会商业项目为主，设计模拟实践，带队指导学生参与整个模拟流程，在流程的每一部分详细指导其中所用到的统计方法、统计知识、统计原理。结合实际问题，尤其是商业经济问题，适当介绍所用的经济知识，给出经济意义解释。

教师可以组织学生结合自身对实际问题进行统计调查，如对大学生网购现象调查分析、学生对课程教学改革的感受的调研、大学生创业观念及意愿问题的调查等，使得学生能够真正将理论与实线结台，理论知识得以巩固。

培养学生的统计应用条件反射能力，促使学生将实际问题与统计方法之间建立一些直觉的联系，即学生在接触某些具体问题时，能够第一时间想到处理这些问题能够应用的统计方法。如：怎样知道这些问题，可以选用数据、图形、表格等来描述、界定这些问题；怎样了解这些问题的规律、趋势，可以选用推断统计、多元统计等方法。

三段：统计创新实战，组织学生参与科技创新竞赛，辅助以专门的技能培训；

本阶段采用学生为主，教师为辅的教学模式，培养学生归纳总结能力和撰写科研论文能力。每年都会有各级学科竞赛，在比赛前一个月左右时间，通知学生开始为竞赛做好准备，根据往年比赛惯例，提前构思，用1-3天的时间初步选定方向，用4-7天的时间设计调查问卷，教师鼓励学生根据各自特长组成团队参与科技竞赛，团队为主、团队完成竞赛的全程，教师为辅、只为团队提供思路、方法的指导，使教学活动由被动的执行任务变为主动的创造性劳动。

通过竞赛还可以培养学生的团队意识，学习沟通，表达等基本技能。

（二）研究创新点

1.打破了传统的案例教学模式。传统的案例教学是为了加深学生对基本概念，基本方法的理解，而我们所进行的案例教学是希望通过案例教学培养统计思维能力、掌握科技创新方法、逻辑思维与分析能力和文献检索与收集能力。

2.改进了传统的实践教学模式，实施以科技创新活动流程为参考，学生为主体实践教学。传统的实践教学，虽然称之为实践，但是实践的过程只是教师布置题目，学生完成论文，不能够真正做到理论与实线相结合，我们组织学生结合自身对实际问题进行统计调查，如对大学生网购现象调查分析、学生对课程教学改革的感受的调研、大学生创业观念及意愿问题的调查等，使得学生能够真正将理论与实线结台，理论知识得以巩固。

3.以科技创新竞赛为工具，教学并重的统计专业技能培养。传统的检验教学效果的途径是考试，或者通过论文考核学生对知识的掌握情况，本项目继续延续论文考核形式，并进一步让学生参与到教师的科研中，好的课业论文可以作为学生毕业设计的基础。同时通过组织学生参与学科竞赛，培养学生归纳总结能力和撰写科研论文能力，同时也可以培养学生的团队意识。

三、研究主要成果及推广价值

（一）主要成果

“挑战杯”活动在全国高校中的影响日益扩大，已成为衡量高校创新型人才培养的重要标志之一。它既是学生科技训练的重要平台，也是反映高校办学水平、教学质量的重要依据。

2009年，学生参加河北省大学生课外科技作品竞赛即“挑战杯”，获得特等奖一项，三等奖一项，2010年获得一等奖一项，2011年获得三等奖一项。学生的科研能力增强，完成多篇学术论文，如07级统计专业学生王彦的文章被EI检索，06级统计专业学生魏志星发表的文章已被JICT（EI源刊）录用；

（二）推广价值

为了适应社会、科技、经济发展对人才培养提出的新要求，及时更新教育理念，深入开展教学内容与课程体系改革，不断提高教学质量。我们提出了“三段式”教学模式，指导学生参加大学生数学建模竞赛和“挑战杯”竞赛，均取得了好成绩，这对全校的人才培养和教学工作起到了十分积极的重要推动作用。同时，在省内各高校中，我校的成绩也是屈指可数的，特别是统计专业学生在同类专业学生中表现优异，屡次获奖。说明我们的教学模式有很大的成效，有很高的推广价值。

四、研究前景

大学生课外科技活动即能够增强学生的科学素质，又能够拓展学生的知识。本研究就是将课外科技活动和课堂教学结合起来，真正做到理论与实践相结合。将课内外内容完美的结合起来，为培养和提高学生的创新能力提供必要的理论支持。国家的未来靠创新，创新人才的培养靠教育。

参考文献：

[1]郭玉珍，凤启龙.对大学生课外学术科技创新体系建设的思考[J].边疆经济与文化.2008（11）

[2]冀相奎，刘文婷.高校科技创新工作探析[J].科技信息.2008（23）

[3]扬卫，依凡.关于“大学创新文化”的讨论[J].新华文摘.2007（13）

[4]田喜洲.论大学生科研能力的培养[J].重庆大学学报.2002（6）

多元统计分析论文篇3

[关键词]工程机械现代强度结构

中图分类号：TE984文献标识码：TE文章编号：1009914X（2013）34014401

一、引言

根据不精确统计分析，整机重量的50%至70%都是工程机械结构件，优化工程机械结构的设计刻不容缓，同时也意义重大，优化后能够有效地降低成本经费，也能够减轻机械的重量，对作业效率也能够起到显著提高的效果。

当前，完整、规范的设计方法在工程机械中是不存在的。虽然说结构强度设计领域的发展过程相对较快，因为发展过程中需要应用的技术难度过大，也没有专门的专研组对其进行研究，所以很难普及和应用到设计中。本文对现代结构强度的设计方法进行了研究，涉及到了多个学科中的多种内容，其中包括有限元法应用、有限元法结构优化、数据采集、数据处理、CAD、寿命估算等。

二、传统设计方法和问题

（一）类比法的使用

类比法是工程机械传统结构设计所采用的方法，将可比的样机选择好，设计新的产品便要以此为参考，图纸转化可以选择手绘，除此之外也可以选择用软件进行转化。使用这种方法来设计虽然有效，但是具有独立和创新能力的设计没有形成，吸收样机的长处来设计产品难免也会存在一些样机的缺陷。其中局部强度不足是图纸在初期普遍都会存在的问题，要及时将这些问题进行切实可行的修改。避免图纸在实施过程中“手忙脚乱”。

（二）材料力学

一维问题的解决主要使用的是材料力学。不能让人满意的是载荷作用点和应力集中区的应力解。对挖掘机的应力进行分析，分析之后发现危险点和危险断面在材料力学都没有将其指出。

工程机械教材和专业书中也只基于了材料力学基本的理论来介绍关于结构强度所使用的计算方法，而求解结果一般存在精度低的情况，现代结构设计已不适合使用这种传统方法。

我们对工程机械结构的强度进行分析的时候使用到了传统方法和有限元法，得出在同一负荷下，两种截然不同的方法分析后给出的危险断面也完全不同，大部分相对立的应力符号也是不相同的，两者没有可比性。而测定静态应力的结果和有限元法求得的结果偏差则在15%以内。所以，传统设计法所不能解决的计算问题应该使用有限元法来解决。

三、对外载荷的研究

在外载荷已经正确给定的前提下，使用有限元法再以CAD软件系统和相对较大型的结构分析程序为基础对机械结构进行分析，满意的应力解答无论是在任何复杂的结构环境中都能得出。因此，我们使用有限元法对工程机械结构进行分析时，看得最重要的课题就是对于外载荷的研究。

（一）基本研究外载荷的方法

我们可以采用静态试验、动态试验、应力谱数据采集和准动态试验等四种方法对外载荷进行研究。

提供应力的分析数据是静、动态试验的主要作用。能够和有限元应力的分析相互进行补充，分析外载荷也是以此来对数据进行分析的。根据试验得到的应力数据，高应力区之间的相互差额在10%之内，能够保证将较为准确的外载荷提供给有限元分析，在使用过程中可以大为放心。

从数据采集试验来看应力谱数据和动态试验两者都是大致相同的。动态试验往往或多或少带有一些人为的因素，其中一般情况是：荷载的极值在测取过程中只采用了很少的试验数量，测取过程中选择的工况也较为恶劣；而应力谱数据采集就具有随机性，同时也将人为因素尽量排除了，同时还具有足够的分析样本。

（二）有限元模型的建立

位移为零的情况在工程机械实际结构上是常能容易地找到。实际可行的是，将某些边界的位移在分析之后简化为零，同时还要确保对求解的精度没有影响。不仅是应力、位移甚至结构载荷的边界条件也能够使用有限元方法来求解。上文讨论的载荷一般指的是机器的外载荷。分析一件结构时，很难能够直接找到已知力的边界条件。在工程学对于多次超静定问题也束手无策的时候便需要采用有限元来进行分析。

对有限元的一组中多个构件进行分析便是一般载荷对有限元模型的分析，分析其结构不需要太过细致，其本身对分析要求也不需要很细致。但是模拟结构的刚度必须要准确、合理，可使用等截面方法来处理一般的截面，两边截面的平均值就是这个截面的特性数值，同时也拥有了足够的求解精度。

剖分不能过粗是应力分析有限元的结构过程中应该重点注意的，普通电力设备中的构件节点总数不能少于1000个，并且要拥有总数不少于3000至5000的控制方程。

四、结构对WLWAS系统的优化

使用人机交互的方式，让设计变量通过人为进行更改，是因过于复杂的约束条件和设计变量，这对优化设计的完成以及有限元模型的修改都是非常可行的办法。

其中WLCAD系统中的独立子系统之一便是WLWAS。WLWAS系统是利用SAP5与CRAVO3软件来将整个系统支撑起的。疲劳数据库、寿命估算和静态优化这三部分就是WLWAS系统中主要包括的。结构优化与结构分析则是静态优化中所包含的两个部分；S-N曲线和P-S-N曲线以及工作中对应的应力谱是疲劳数据库中主要包含的两个部分。WLWAS系统现今仍然还在完善阶段。

五、结语

（一）许多变电站已经开始广泛地对工程机械结构现代强度设计方法进行采用，实际经济效益的收益也很明显，当然，这是针对有限元而言的。

（二）希望通过对变异系数从静态到动态过程中一体化设计属性的探讨能够引起注意，将其不完善的地方逐渐完善。

（三）有限元的应用是现代强度设计方法的核心，强度判断与网络分化都因人而异也是基于边界条件和外载荷条件等多种因素，对最终求解的精度也有直接的影响。因此，有限元应用的规范研究是当前迫在眉睫的任务。

（四）对以往各种失效结构进行分析，应力分布不均匀和应力偏高是其中出现事故的主要问题。因此说明静态设计并非很落后的设计，现在重要任务是要将静态设计提高到新的水平。S-N和P-S-N曲线以及载荷谱都是动态设计的基础，动态设计也需要更深入地研究和大量的积累才能逐渐完善。

参考文献

[1]郑永强.工程机械结构现代强度设计方法的研究[J].工程机械，2011，10：11-16+40.

[2]张屹，竺长安，蒋维，程刚.基于系统分析方法的机械结构疲劳强度设计[A].安徽省科学技术协会.2009“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C].安徽省科学技术协会：，2009：6.

多元统计分析论文篇4

（常熟理工学院，江苏常熟215500）

摘要：“市场调查”是市场营销专业的重要基础课程，具有理论性、专业性、综合性、实践性等特点，教学改革要针对课程的特点全方位展开。文章从教学内容多元化、教学方法多元化、教学手段多样化、考核办法多元化、教学参与主体多元化和课程的多元化拓展等六个方面构建了课程多元教学模式。

关键词：市场调查课程；多元化；教学模式

中图分类号：G642.3文献标识码：A文章编号：1002-4107（2015）09-0039-02

收稿日期：2014-12-15

作者简介：于秋红（1980—），女，河北秦皇岛人，常熟理工学院经济与管理学院讲师，主要从事市场调查研究。

基金项目：常熟理工学院“市场营销专业核心课程教学改革项目”（JXG2014121）

“市场调查”是市场营销专业的重要基础课程，是全面传授学生调查相关知识、培养学生市场调查分析工作能力的课程。本课程除具有一般课程的理论性，还具有营销课程的专业性以及综合性和实践性。针对于此，很多教学工作者对课程教学进行改革和创新的尝试，切入点基本集中在教学方法、教学手段、课程考核、实验实训等一两个方面，却很少有从整个课程体系上进行全方位的整体研究。

本文作者从事“市场调查”及相关课程教学工作多年，认为新的教学模式不应仅是教学方法的改革或教学内容的完善，而应是多方位、多角度的课程教学体系的构建。应从教学内容体系、教学方法、教学手段、考核体系、参与主体、课程拓展等方面进行改革探索，构建一个课程的多元教学模式，如图1。

一、教学内容多元化

教学内容多元化是“市场调查”多元教学模式的核心，主要体现在两个方面：一是多层次教学体系的建立，二是理论课程教学内容体系构建基础的多元化。

（一）理论、实验、实训多层次教学体系的建立

传统的“市场调查”教学虽然也涉及了资料整理分析环节，教学内容中也引入了数据分析工具和分析方法，但往往忽略课程内的实验教学环节，只在理论课堂上硬性讲授，教学效果很差。实验环节的引入目的在于不仅要教会学生数据整理分析的方法，让他们有一个大概的认识，而且要让学生有实际操作的机会，加深印象，巩固技能。

针对实验教学的内容，结合本校学生的实际情况，本人引入Epidata和spss这两款实用且功能强大的数据录入和处理分析软件，并编写配套实验教程。学生在教师的教授和引导下，能够入门、学会。

实训环节主要要求学生完成完整的市场调查工作：从问题分析、方案策划到问卷设计、实地调查，再到资料整理分析、报告写作，目的在于强化理论和实验部分的内容，使学生对市场调查工作有一个总体的感受和认识，以理论指导实践，以实践强化理论，多层次、多角度地全面培养学生市场调查基本专业能力、沟通交流、组织协调以及创新等综合能力。

（二）理论课程教学内容体系构建基础的多元化

1.多学科作为理论基础。教师在教学过程中，一方面要教授市场调查的基本理论和技能，另一方面还不可避免地要涉及实际的调查问题，如消费者行为调查，在调查前期的设计环节，就要涉及消费者行为学、市场营销学等相关理论，在数据分析环节也要用到统计学的描述分析甚至多元分析方法。这就要求教师要有这样一个意识：“市场调查”课程是一门搭建在很多课程基础之上的综合性课程，在教学过程中也要处理好这些理论基础和本门课程教学内容的关系；同时也要学生能够感受到本门课程的这个特点，在分析和解决市场调查问题的时候，能够遵循“理论模型统领原则”，先找理论基础，再分析实际问题。

2.经典和实时案例丰富理论内容。大部分任课教师都会发现，相对于枯燥的理论学习，学生更喜欢案例教学，所以案例教学法也是教改永恒的话题。在“市场调查”教学中，案例应分成两大类，第一类为学科经典案例，无关案例时间是否久远的问题；第二类为实时案例或经济热点问题，即在教学过程中随着时间的推移，引入一些实时的、动态的最新案例或经济热点。这样一方面能够丰富教学内容，另一方面也能培养学生对于信息的捕捉能力和敏感度、商业意识，以及对于企业、行业、品牌的长期关注的习惯。如果实时案例的教学效果明显，就将其升级为学科经典案例。

二、教学方法多元化

在传统讲授教学方法的基础上，根据课程教学内容的性质，以活跃课堂气氛、调动学生积极性、发挥学生主体作用、提升教学效果为目的，引入案例教学、讨论式教学、情境模拟教学、体验式教学、互动教学等多种教学方法。

如体验式教学，在讲到调查方案设计的时候，以企业实际案例为情境，教师扮演企业决策者，让学生扮演市调机构或咨询机构，在与决策者也就是教师交流互动的过程中，共同分析企业所面临的问题，层层分解，进而寻求解决问题的途径和方法，再提炼调查目标和内容，撰写调查方案。在此过程中，让学生充分体验调查方案设计的过程、应完成的工作、调查主题如何提炼以及分析问题的思路方法。

互动教学不仅包括教师与学生之间的互动，还包括学生之间的互动。如在讲到调查问卷设计的时候，教师先将问卷设计的基本理论讲授给学生，然后组织学生分组就一个实际问题进行调查问卷的设计，问卷设计好以后再以匿名的方式进行组与组之间问卷的交换，然后教师总结和讲解问卷设计应注意的问题，由各组对自己手里拿到的其他组的问卷进行点评，分析自己组以及其他组问卷在设计时候没有注意到的问题、出现的问题、如何修改等。事实上在多元化教学方法模式下，不仅仅体现了教学方法的改革和尝试，同时也相应地融合了教学过程、教学环节的改进和完善。

三、教学手段多样化

除了传统的黑板加粉笔的教学手段外，引入应用非常广泛的多媒体教学已毋庸置疑，需要着重解决的问题是：传统教学手段和多媒体教学如何有效结合，新型教学手段如何综合运用。

（一）传统手段和多媒体教学的有效结合

对于多媒体教学手段，师生接受程度良好，但不能以此取代传统的黑板加粉笔模式，而是应该做到两者的有效结合。教师先将主要知识点、结论等概括性的内容通过多媒体展示给学生，对于非常重要、需要反复讲解的知识，需要展示推导过程的公式，复杂计算过程等，边写板书边讲解对于知识的呈现效果更好，有利于吸引学生注意力，给学生留出消化、理解的时间，加深学生印象。

（二）新型教学手段的综合运用

除了多媒体教学以外，教学视频、各种教学资源库、实验数据库、网络课程、网络教室等为课程教学提供了很好的工具或载体，这些新型教学手段的综合运用，将能够为学生建立一个自主学习、互动交流、资源共享的学习平台。例如对于Epidata软件的学习，实验课中先鼓励学生自学，然后再简单讲授，同时将录制的教学视频通过网络课程或者网络教室传递给学生，鼓励学生深入学习，效果甚佳。

四、课程考核多元化

（一）多元考核体系的构建

构建“平时+实验+期末”三维成绩考核体系，并适当增加平时和实验成绩所占比重，可以考虑3：2：5的比例。

（二）考核内容的多元化

平时成绩的考核包括课程作业、课堂表现、考勤等，以课程作业为主，尽量避免或少量布置答案标准化、灵活性差的作业，应以学生思考余地大、完成难度适中、需要课下学习和工作量较多的作业为主，如调查方案的撰写、调查指标的设计、文案资料的搜集等。

对于实验成绩，可以结合实验内容，布置实验任务，以审核实验报告的形式完成考核。可以尝试设置实验成绩门槛：教师对学生进行实验技能的随堂考核，如果学生随堂考核不合格，则不给实验报告成绩。

期末卷面考核的重点应从单纯理论知识考核转化为知识加能力的考核。改掉以往以理论知识为主的考核，转向以实际案例和实际问题为载体，将理论考核融入案例或实际问题中，同时适当增加分析和解决问题能力的考核。如要求学生分析调研问题、提炼调查主题、给出调研结论等，也可将实验部分重要内容引入期末卷面中，如SPSS中变量命名规则、常用数据类型、对于统计结果的分析等。

（三）考核形式与方法多元化

更深入的考试改革可以尝试开卷考试、期末大作业取代卷面考试、随堂考核、与市场调查实训同步考核等。

五、教学参与主体多元化

改变传统的教师教、学生学的模式，引入第三方和第四方参与教学。

第三方指的是有实际调研需求的企业，寻求与这些企业的合作，改变以往用虚拟问题或案例资料作为讨论和实训练习对象的做法，将企业实际问题作为市场调查课题，让学生切实参与到实际的市场调研活动中。

第四方指的是咨询公司或市调公司，这类公司的市场调查项目多，若能够长期合作，课程教学改革的持续性就能够保证。此类公司的参与方式可以是带学生或招聘学生作为兼职调查员或数据分析员，还可以论坛等形式邀请此类公司的专业人员到学校为学生做专题讲座。

六、课程的多元化拓展

课程的多元化拓展体现在课堂教学之外的延续，可以参考的拓展方式有：成立学生市场调查俱乐部，参加各类大学生竞赛或训练项目，鼓励学生进行学术研究。

（一）成立学生市场调查俱乐部

以学生市场调查俱乐部的形式对课程进行多元化拓展，俱乐部可以与市调公司长期合作，参与市场调查活动；可以自主寻找调研项目，开展校内外市场调查；可以定期举行学习、研讨、讲座、论坛等活动。

（二）鼓励学生参与各类大学生竞赛或训练项目

鼓励学生参加涉及市场调查工作的各种竞赛或训练项目，如每年的大学生创新训练项目，就为学生提供了一个很好的课程拓展平台。根据以往经管类学生参赛项目来看，基本都是基于社会调查或市场调查的研究，学生参加此类项目可以完整地完成市场调查工作环节，得到系统训练。

（三）强化学术研究训练

学术研究有利于学生深入学习市场调查相关理论及方法、了解学科前沿、培养学生的科学研究能力。对于学习能力较强、兴趣浓厚或有读研等深造计划的学生，要适当鼓励并指导他们进行市场调查方面研究。学生可以自行选题，也可跟相关教师做项目，毕业论文也是接触学术研究的好机会。

参考文献：

多元统计分析论文篇5

关键词：变流器；短路电流；计算方法；继电保护

中图分类号：TM744文献标志码：A文章编号：0253-987X（2015）04-0024-08

通过对电力元件的控制，实现电能生产环节的自动化、智能化是电网运行者不变的追求。要想实现这一目标，必须对电力元件进行调节和控制。随着现代科学技术的不断发展和提高，为实现电力元件的可控性，电力电子器件在发电、输电、配电以及用电环节广泛使用。电力电子器件在电力系统中的应用主要有以下几个方面。

（1）新能源与分布式发电。随着化石能源的枯竭，新能源发电的重要性越来越突出，当前大规模并网运行的主要是风力发电和光伏发电，这两者均无法直接并网，需要经过变流器变换后方可馈入交流电网。

（2）直流以及交直流混合输电。无论高压直流输电、柔性直流输电还是交直流混合输电，都是通过变流器实现电能的交直与直交变换。研究变流器的动态特性，有助于提高输电线路保护的可靠性。

（3）柔流输电。输电网的柔流输电与配电网的柔流输电都大量采用电力电子器件，研究电力电子器件的调节特性，可以更好地实现对电力系统的调节与控制。

新能源发电以及直流输电、交直流混合输电是目前电力系统发展的重要方向，风机、光伏电源、换流器等作为一类含变流器的电力元件是其重要的组成部分，而变流器是该类电力元件中应用最广泛的电力电子设备。变流器是一类由电力电子器件及其控制驱动电路组成的电力设备，可以实现对电能的变换、调节和控制，在智能电网中具有重要应用。智能电网要更好地发展，必须对含变流器电力元件的特性进行研究分析。

继电保护是电网安全运行的第一道防线，对快速切除故障、迅速恢复供电、提高供电连续性、减少设备损坏等具有重要作用。故障特征分析是继电保护研究的前提和基础，其关键问题在于研究电源输出短路电流的暂态变化特性。传统电力系统是由同步机和输电线路构成的线性网络，电源的响应特性较明确，短路电流易于计算分析。随着新能源发电以及直流输电技术的发展，电力电子器件大量应用于电力系统，电网不再只含单一类型的电源。含变流器电力元件作为一种新的电源形式被引人系统，受变流器特性影响，其输出特性明显不同于同步机，使得系统表现出许多异于传统电网的故障特征。为了更好地分析含变流器系统的故障特征，给今后新型电力系统继电保护整定计算提供依据，有必要研究含变流器电力元件故障过程中输出短路电流的理论分析与计算方法。

由于频带宽度的限制，互感器对一次系统中的高次谐波具有一定的滤波作用，电网的二次侧一般只能获取系统电流的低频分量。虽然目前已经提出许多基于暂态量的保护新原理，但当前现场广泛应用的继电保护原理仍旧主要关注系统故障过程中工频电气量的变化规律。因此，从理论上分析含变流器电力元件输出的工频响应特性，得到其短路电流中工频分量在故障暂态的变化规律，对电力系统继电保护分析及整定计算意义重大。

多元统计分析论文篇6

关键词：边坡，稳定分析，有限元法

前言

边坡是自然或人工形成的斜坡，是人类工程活动中最基本的地质环境之一，也是工程建设中最常见的工程形式。全球性三大地质灾害之一，严重危机到国家财产和人们的生命安全。随着我国基础建设的大力发展，在矿山、水利、交通等部门都涉及到大量的边坡问题，边坡稳定性直接决定着工程建设的可行性，影响着工程的建设投资和安全运行。滑坡稳定性分析方法的研究就显得尤为重要。

1研究背景

自1916年彼得森提出条分法概念以来，经费伦纽斯、泰勒等人的不断改进，基于极限平衡原理的边坡稳定分析方法得到了广泛的发展和应用，对边坡的安全稳定分析作出了巨大的贡献，其中具有代表性的有毕肖普(Bishop)、斯宾赛(Spencer)、摩根斯坦一普赖斯法(Morgenstem．Printer)三种条分方法，不同的条分方法在于采用的不同假定。1975年，英国科学家Zienkiewicz在边坡稳定分析中引入有限元法，但由于当时力学概念不十分明确，而且受到计算程序及计算精度的影响，该法很难在实践中推广应用。进入20世纪70年代后期，随着计算机和有限元分析方法的发展，应用严格的应力应变分析方法分析边坡稳定性问题己成为可能。边坡稳定的有限元分析由于不必对每部分内力和滑裂面形状作出假定，使得分析研究成果的理论基础更为严密，因而边坡稳定分析的有限元法也逐渐受到重视。

2.边坡稳定性分析方法

根据前述介绍可知，当前边坡稳定性分析方法主要有两大类：一类是建立在刚体极限平衡理论上的极限平衡法，另一类是以有限元法为代表的数值计算方法，另外还有可靠度法。

极限平衡条分法

极限平衡法采用条分法进行边坡的稳定分计算，首先假定若干剪切破坏面，然后将破坏面上的土体分成若干垂直土条，对作用在各土条上的力和力矩进行平衡分析，求出在极限平衡状态下的土体安全系数，并通过一系列方法确定最危险滑裂面位置和最小安全系数。极限平衡方法视边坡岩土体为刚体，不考虑岩土体本身的变形对边坡稳定性的影响，同时在进行刚体极限平衡分析时，还必须进行许多简化和假定，由此会给分析结果带来一定的误差。但因这类方法能给出物理意义明确的边坡稳定安全系数以及可能的破坏面，因此这类方法成为边坡稳定性分析中应用最广泛的方法，尤其受到工程界的欢迎。

目前常用的极限平衡条分法有：瑞典法、简化Bishop法、Janbu法、Sarma法、Spencer法、Morgenstern-Price法等。

瑞典法(瑞典圆弧法)由Fellenius(1927)提出，又称Fellenius法。该法假定滑裂面为圆弧形。在计算安全系数时，简单地将条块重量向滑面法线方向分解来求得法向力。由于滑裂面为圆弧形，因此法向力通过圆心，对圆心取矩时不出现，使计算工作大为简化。

简化Bishop法(1955)对传统的瑞典法法作了重要改进，这一方法仍保留了滑裂面形状为圆弧形和通过力矩平衡条件来求解的特点，但是在确定土条底部法向力时，考虑了条间作用力在法线方向的贡献。对于任意形状的滑裂面，瑞典法和Bishop法不再适用。此时，一些学者试图通过力的平衡而不是力矩平衡来确定安全系数。Janbu(1954)假定条间力为水平力，由此求得安全系数。但因没有满足力矩平衡要求，因此也是简化法。

随着计算机的出现和普及，在生产实践中采用更为严格的方法已经具备条件，因此一些研究者致力于建立同时满足力的平衡和力矩平衡，对滑裂面形状不作假定的严格分析法。这些方法主要有三类：一是假定条间力大小的分布函数(Sarma)；二是假定条间力的作用(Morgenstem-Price1；Spencer)；三是假定条间力的作用点位置(Janbu。在此基础上，一些学者对上述方法作了进一步改进(Chen-Morgenstern；郑颖人等)。

Duncan、陈祖煜对各种传统边坡稳定性分析方法的计算精度和适用范围作了分析评述，指出瑞典法安全系数最小，简化Bishop法的安全系数平均高出瑞典法6%～7%，Spencer法平均高出简化Bishop法2%～3%；满足全部平衡条件的严格方法是精确的(除非遇到数值分析问题)：对于圆弧滑裂面情况，简化Bishop法与Morgenstern-Price法的结果十分接近，也即简化Bishop法有较高的计算精度，又因其计算简便，因而使用十分广泛。

2.2数值计算方法

以有限元为代表的数值计算方法，在边坡稳定性分析中发挥着十分重要的作用。这类方法不但能考虑边坡岩土体本身的变形对边破稳定性的影响，而且能给出边坡岩土体中应力应变分析，分析边坡破坏的发生发展过程等。有限元土体稳定分析的一个工作重点是将有限元计算成果与传统的极限平衡法结果相联系。数值计算方法实际上是借助计算机的计算功能和商用数值分析软件,将岩土工程结构体作为整体加以模拟仿真,通过试验取得最佳设计方案。根据所选关键参数的不同，数值模拟法通常可以分为以下3种:连续介质分析法、非连续介质分析法和混合分析法。列表一对三种分析方法进行比较分析如下

连续介质分析法中有限单元法和有限差分法是目前应用最为广泛的，发展相对来说比较成熟，是在滑裂面分析基础上的，根据已知的应力场搜索临界画面和确定最小安全系数。常用的两种方法为CRISS法和动态规划法。然而由于安全系数的大小和所采用的屈服准则有关，许多大型有限元程序只给出了广义米塞斯屈服准则，难以应对岩土材料的复杂特性，是得在岩土工程领域的应用大打折扣。鉴于此Duncan(1996)提出了“强度折减有限元法“，即将边坡安全系数定义为使边坡刚好达到临界破坏状态时，对岩土体剪切强度进行折减的程度，这种方法特别适合用有限元法来实现。Itasca咨询集团开发的二维有限差分法程序FLAC(FastLagrangianAnalysisofCode),内嵌多个本构模型供使用者灵活选择，用来描述岩土体，考虑时效特性，进行水-力耦合动力作用的仿真模拟，受到岩土工程界的极大欢迎。在二维连续介质分析程序的基础上发展起来的三维连续介质分析程序(如FLAC3D和VISAGE)则能很好的解决这类问题,逐渐盛行于岩土工程界。尽管二维和三维连续介质分析程序很适合分析岩土边坡的破坏机理,然而必须由工程师确认计算结果是否表征了岩、土体的破坏机理。对于那些由多个节理单元构成并且由它们控制破坏机理的岩质边坡,用非连续介质分析法也许更合适。

非连续介质分析法中应用较多的是离散单元法，Itasca咨询集团开发的通用二维离散单元法程序UDEC特别适合研究涉及裂隙介质的问题,已广泛应用于山石崩塌和露采边坡等工程领域。另外,一些导致块体滑动和变形的外部因素(如地下开采、地震和地下水压力)的影响也能通过它进行模拟。同样由Itasca咨询集团开发的三维离散单元程序3DEC(3DimensionalElementCode),是迄今为止岩土力学领域功能最全也最为强大的三维非连续介质分析程序,在采矿、地下核废料处理、冰川力学等诸多方面已有了许多成功应用的例子。由石根华与Good-man提出的块体系统不连续变形分析法DDA(Dis-continuousDeformationAnalysis),是基于岩体介质非连续性,利用最小位能原理发展起来的一种崭新的数值分析方法,可模拟出岩石块体的移动、转动、张开、闭合等全过程,在不连续岩体的滑动与崩落研究当中有其独到之处。最新进展则来自于采用离散程序和粒子流技术程序PFC2D/3D的问世。该程序将岩体视作由一系列通过摩擦滑移接触相互作用的球形粒子组成的集合体。这种方法最大的优点在于它能以一种比较合理的方式模拟边坡岩体因粒子簇间的联结被内部高强应力打破而失稳破坏的过程。

混合分析法在边坡稳定性分析中的应用日益增多。该方法集极限平衡分析法、地下水流有限单元法和应力分析于一体,目前采用该方法具有代表性的程序为GEO-SLOPE系列软件。混合分析法最新的进展体现在粒子流技术与有限差分法藕合,为商用软件FLAC3D和PFC3D。已经在高边坡的破坏和高地下水压力对脆弱岩质边坡影响的研究中显示出巨大的潜力。石根华1995年提出的数值流形法NMM(NumericalManifoldMethod),作为DDA与有限元的统一形式,以流形分析中的有限覆盖技术为基础,有效地解决了有限单元法、DDA和其它数值方法耦合的计算问题,有着很强的通用性。

2.3可靠度法

可靠度方法与传统的边坡稳定分析方法不同之处在于：传统的边坡稳定分析方法通常采用安全系数来考虑不确定性因素的影响，评价边坡工程稳定性；而可靠度方法依托不确定性的概念，构造随机模型，采用可靠度指标和破坏概率来评价边坡的安全度。可靠度方法中，蒙特卡洛法、一次二阶矩法、统计矩法和随机有限元法应用最为广泛。

3主要计算方法比较

与传统的极限平衡法相比，土体稳定分析的有限元法的优点主要有：(l)不需事先假定滑裂面的形状和位置；(2)由于引入了变形协调的本构关系，因此不必引入假定条件，保持了严密的理论体系；(3)可以了解应力变形的全部信息。极限平衡法解所对应的工作状态是虚拟的，求出的土条间内力和滑面底部反力当然不代表土体在产生滑移变形时真实存在的力，根据这些无法分析稳定破坏的发生和发展过程，更无法考虑变形对土体稳定的影响。而实践经验表明，稳定和变形存在着相当密切的关系，一个土坡在发生整体稳定破坏之前，往往伴随着相当大的垂直沉降侧向变形。在一些地应力非常大的地区，必须考虑地应力的影响，而极限平衡方法不能考虑地应力的影响以及外部载荷加入后对应力的重新分布的影响，这是极限平衡法的致命弱点。

从工程应用角度来看，传统的极限平衡法是评价土体稳定的首选方法，随着非线性有限元技术的不断完善和计算机的日益普及，有限元法在评价土体稳定性方面展现了巨大的生命力，但由于其对工程人员素质提出了更高的要求，又限制了其在工程界的迅速推广。

有限单元法可以考虑更为复杂的情况，但正是如此，其计算结果对计算模型、材料参数、求解方法很敏感。而极限平衡法已经积累了丰富的经验，使用的参数少，力学模型简单，可以快速得出结果，计算结果相对稳定，在工程计算中至今仍在广泛使用。如何把两者有机结合起来，取长补短，是值得研究的课题。

文献介绍了将边坡有限元分析结果与极限平衡法相结合进行边坡稳定性安全系数分析的方法，并通过实例计算，将分析结果与各种极限平衡方法计算结果进行了比较。结果表明采用有限元法结合极限平衡法来分析边坡边坡稳定性是可行的，既考虑了边坡岩土体变形对稳定性的影响，又能用工程界熟知的单一安全系数来评价边坡的稳定性；另一方面说明极限平衡法在分析简单边坡时是适用的，且结果均偏于安全。

其他前沿研究方法

由于边坡工程是一个复杂的开放系统，影响因素较多，并且带有相当的随机性、模糊性和不确定性，沿用传统的力学方法进行计算分析，存在许多问题和不足，有时甚至是无能为力。近年来，边坡稳定分析理论研究在吸收了现代科学理论中的耗散理论、协同学理论、混沌理论、随机理论、模糊理论、灰色系统理论、突变理论等理论的基础上，创立和发展了一批非确定性分析方法。主要研究方法有：边坡稳定可靠性分析方法、随机过程方法、模糊数学方法、灰色系统预测滑坡失稳分析方法、人工智能和人工神经网络方法。这些新兴学科的发展，为边坡的稳定性研究开辟了新的发展空间，值得关注。

5小结

当前的边坡稳定性分析中，极限平衡分析法仍是主要的边坡稳定性分析方法；数值模拟方法发展迅速，大有取代极限平衡法之势；可靠度方法，作为一种非确定性方法，只是上述两种方法的一种补充和参考。而依托并行处理器快速发展起来的并行计算技术，使得有可能在未来10年里借助自适应网格重剖分三维藕合程序从微观层面上了解边坡岩、土体的破坏机理,模拟边坡破坏从开始到结束的全过程成为岩土工程界的一大热点。但是由于地质体的复杂性、灰色性以及边坡环境系统演化的概率特点,完全得到其确定逼真解、最优解是不可能的,理想的结果是求取确定模型与概率模型的满意解。因此,各种新技术、新方法、新理论的引入及其与上述方法的藕合是边坡稳定性研究发展的主趋势。

参考文献

谢磊，边坡稳定分析若干问题的研究[D].合肥工业大学硕士论文，2009.03

吕鹏，杨广庆，张保险，等，边坡稳定计算原理与分析[D]。铁道建筑，2006.08

陈琰，岩土边坡的有限元稳定分析[D]。河海大学硕士论文，2006.04

孔定娥，边坡稳定分析的理论与实践研究[D]，合肥工业大学硕士论文，2009.02

陈祖煜.土坡稳定分析-原理、方法、程序[M].中国水利水电出版社,2003：239-248

DuncanJM.Stateoftheart:limitequilibriumandfinite-elementAnalysisofslope[J].JournalofGeotechnicalandGeoenvironmentalEngineering,ASCE,1996,122(7):577~596

汪献忠，许鼎平。边坡稳定性数值分析方法的应用与局限[J]。矿业快报，2006.08

王栋，年延开，陈煜淼。边坡稳定有限元分析中的三个问题[J]。岩土力学，第28卷第11期，2007.11

[9]曾亚武，田伟明。边坡稳定性分析的有限元法与极限平衡法的结合[J]。岩石力学与工程学报，第24卷增2，2005.11

[10]谢秀栋，方建瑞，范炜。基于可靠度理论的边坡稳定性分析研究[J]。自然灾害学报，第17卷第2期，2008.04