基于KL散度的岩土参数可信度贝叶斯估计
PDF下载 (365)黄则浩,郑荣跃*,刘干斌.基于KL散度的岩土参数可信度贝叶斯估计[J].宁波大学学报(理工版),2019,32(3):74-79.DOI:
HUANG Ze-hao,ZHENG Rong-yue*,LIU Gan-bin.Credibility Bayesian estimation of geotechnical parameters based on KL divergence[J].Journal of Ningbo University(Natural Science & Engineering Edition),2019,32(3):74-79.DOI:
| Title: | Credibility Bayesian estimation of geotechnical parameters based on KL divergence |
| 作者: | 黄则浩, 郑荣跃*, 刘干斌 |
| Author(s): | HUANG Ze-hao, ZHENG Rong-yue*, LIU Gan-bin |
| 关键词: | 相容性检验; 贝叶斯参数估计; KL散度; 可信度; 地基承载力 |
| Keywords: | consistency test; Bayesian parameter estimation; KL divergence; credibility; foundation bearing capacity |
| 分类号: | TU431 |
| 文献标识码: | A |
| 摘要: | 鉴于先验信息与样本信息的不匹配, 会导致岩土参数的贝叶斯估计结果与实际产生偏差. 为解决该问题, 本文引入可信度贝叶斯估计的概念, 并结合相容性检验, 改进了基于KL散度的经典可信度计算公式. 最后, 以宁波地区典型土层的地基承载力为例, 对比改进可信度贝叶斯、经典可信度贝叶斯和经典贝叶斯的估计结果. 结果表明: 改进可信度贝叶斯方法能在充分利用先验信息的前提下, 提高样本信息在参数估计中的计算权重, 同时也避免了不匹配问题所导致的贝叶斯计算误差. |
| Abstract: | The mismatch between prior information and sample information will lead to deviations between the Bayesian estimation results and the actual results of geotechnical parameters. To address this problem, this paper introduces the concept of credibility Bayesian estimation. The consistency test is then employed to improve the classical credibility calculation equation based on KL divergence. Finally, taking the foundation bearing capacity of the typical soil layer in Ningbo as an example, the estimation results of the improved credibility Bayesian, classical credibility Bayesian and classical Bayesian are compared. The research result shows that the improved credibility Bayesian method can improve the weight of the sample information in the parameter estimation with full usage of prior information, and avoid the Bayesian calculation error caused by the mismatch problem. |
| 参考文献 /References: | [1] 郑荣跃, 梧松. 基于Spencer法的边坡稳定性可靠度指标分析[J]. 岩土力学, 2006, 27(1):147-150. [2] 严春风, 陈洪凯, 张建辉. 岩石力学参数的概率分布的Bayes推断[J]. 土木建筑与环境工程, 1997(2):65-71. [3] 王俊杰, 陈爱玖, 姬凤玲, 等. 岩土参数的概率分布拟合及Bayes方法优化[J]. 华北水利水电大学学报(自然科学版), 2004, 25(2):51-54. [4] 李夕兵, 宫凤强. 岩土力学参数概率分布的推断方法研究综述[J]. 长沙理工大学学报(自然科学版), 2007, 4 (1):1-8. [5] 苏永华, 何满潮, 孙晓明. 大子样岩土随机参数统计方法[J]. 岩土工程学报, 2001, 23(1):117-119. [6] 邓海军, 查亚兵. Bayes小子样鉴定中仿真可信度研究[J]. 系统仿真学报, 2005, 17(7):1566-1568. [7] 黄寒砚, 段晓君, 王正明. 考虑先验信息可信度的后验加权Bayes估计[J]. 航空学报, 2008, 29(5):1245-1251. [8] 毕忠伟, 丁德馨, 饶龙, 等. 岩石参数Bayes估计中验前样本可信度的研究[J]. 水利学报, 2006, 37(8):1000- 1003. [9] 张继周, 缪林昌. 岩土参数概率分布类型及其选择标准[J]. 岩石力学与工程学报, 2009, 28(S2):3526-3532. [10] 韩明. 贝叶斯统计学及其应用[M]. 上海: 同济大学出版社, 2015. [11] Belov D I, Armstrong R D. Distributions of the Kullback- Leibler divergence with applications[J]. British Journal of Mathematical & Statistical Psychology, 2011, 64(2):291- 309. [12] Gelman A, Carlin J B, Stern H S, et al. Bayesian data analysis[J]. Chapman & Hall, 1995, 1(5):121-142 [13] 段晓君, 黄寒砚. 基于信息散度的补充样本加权融合评估[J]. 兵工学报, 2007, 28(10):1276-1280. [14] 陈斌, 叶俊能, 朱剑锋, 等. 宁波地区典型土层地基承载力确定[J]. 工程地质学报, 2013, 21(4):493-500. |
| 备注/Memo: | 收稿日期: 2018?04?26. 宁波大学学报（理工版）网址: http://journallg.nbu.edu.cn/ 基金项目: 国家自然科学基金（51778303）. 第一作者: 黄则浩（1993－）, 男, 浙江温州人, 在读硕士研究生, 主要研究方向: 软土地下工程. E-mail: huangzehao1993@163.com *通信作者: 郑荣跃（1964－）http://journallg.nbu.edu.cn/ |
