基于混合Copula函数的风雨联合概率分布模型

来源：中国血液净化杂志2021年第2期北京时间：

作者：勾红叶, 冷丹, 王涵玉, 蒲黔辉

单位：1. 西南交通大学土木工程学院, 四川成都 610031;2. 四川建筑职业技术学院交通与市政工程系, 四川成都 610399"],"fundList_en":["Sichuan Science and Technology Program (2018JY0549)

摘要：特殊地区风雨联合作用下高速铁路桥梁和车辆的气动特性会发生改变，进而影响列车安全舒适运行。为了全面描述风雨联合分布规律和时空关联特征，基于兰新高铁自然灾害监测系统的长时气象监测数据，提出基于混合Copula函数的风雨联合概率分布模型。首先选取Gumbel、Clayton和Frank Copula函数建立混合Copula函数。然后采用非参数核密度估计方法估计出日极值风速和日极值雨强的边缘分布函数；根据贝叶斯模型加权平均方法以及离差平方和最小准则分别估算出混合Copula函数的权重参数和相依参数；利用K-S法以及最小距离法对混合Copula函数进行拟合优度检验。最后以兰新高铁沿线日极值风速和日极值雨强的监测数据为例，建立基于不同Copula函数的风雨联合概率分布模型，并比较不同模型的拟合优度。研究结果表明：基于混合Copula函数的风雨联合概率分布模型能够更加准确地描述日极值风速和日极值雨强之间的多种相关关系；基于Gumbel、Clayton和Frank三种混合Copula函数的风雨联合概率分布模型是描述日极值风速和日极值雨强联合分布规律的最优模型；兰新高铁沿线基站监测的日极值风速和日极值雨强之间存在下尾相关为主、上尾相关和对称相关为辅的相关关系。

关键词：桥梁工程,风雨联合概率分布模型,混合Copula函数,参数估计,拟合优度检验

基金资助：四川省应用基础研究重点项目（2018JY0549）