[发明专利]基于并行蒙特卡洛法的边坡可靠性参数获取方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种基于并行蒙特卡洛法的边坡可靠性参数获取方法及装置，属于数据处理领域。所述方法包括：根据m个不确定性参数各自对应的均值与标准差，通过正交设计法，生成k个训练样本向量；根据k个训练样本向量及一个或多个确定性参数值，通过边坡稳定性分析方法，获取k个训练样本向量各自对应的边坡稳定系数；以所述k个训练样本向量为自变量，以其各自对应的边坡稳定系数为因变量，构成映射关系，通过支持向量机算法，获取所述映射关系表达式；采用并行蒙特卡洛法随机生成N个服从于联合概率分布的待测样本向量，根据映射关系表达式，计算获取边坡可靠性参数。所述方法有效地提高了计算效率，节约了边坡可靠性分析的时间成本。

技术领域

本发明涉及数据处理领域，具体而言，涉及一种基于并行蒙特卡洛法的边坡可靠性参数获取方法及装置。

背景技术

边坡的稳定性问题是工农业生产和地质灾害研究中常见问题。人类对边坡稳定性的研究经历了两次飞跃，即：从定性判断到定量分析的飞跃，从确定性理论到不确定性理论的飞跃。以蒙特卡洛模拟法为基础的可靠性分析方法，因其通用性好，精度高，占有很重要的地位，常作为其它边坡可靠性评价方法正确与否的基准。但常规蒙特卡洛模拟法也存在明显的缺陷，即计算效率不足。

传统上用蒙特卡洛法求解边坡可靠性问题，每一次蒙特卡洛模拟都要调用一次完整的边坡稳定性求解过程。而常规的蒙特卡洛法是典型的串行方法，无法利用当前计算机的多核心、多线程优势，对硬件平台来说是一种浪费。

因此，如何通过蒙特卡洛方法快速地进行边坡可靠性分析，提高计算效率，节约边坡可靠性分析的时间成本，是目前急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种基于并行蒙特卡洛法的边坡可靠性参数获取方法及装置，以改善上述问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于并行蒙特卡洛法的边坡可靠性参数获取方法，所述方法包括：根据m个不确定性参数各自对应的均值与标准差，通过正交设计法，生成k个训练样本向量，每个所述训练样本向量由所述m个不确定性参数各自对应的试验数据构成，其中，m与k为非零自然数，k的最大取值与m呈指数关系；根据所述k个训练样本向量及一个或多个确定性参数，通过边坡稳定性分析方法，获取所述k个训练样本向量各自对应的边坡稳定系数；以所述k个训练样本向量为自变量，以其各自对应的所述边坡稳定系数为因变量，构成映射关系，通过支持向量机算法，获取映射关系表达式；通过并行蒙特卡洛法随机生成N个服从于联合概率分布的待测样本向量，根据所述映射关系表达式，获取边坡可靠性参数，所述边坡可靠性参数包括所述N个待测样本向量各自对应的边坡稳定系数的均值和标准差、边坡失效概率以及可靠度指标，其中，每个所述待测样本向量由所述m个不确定性参数各自对应的随机数据构成。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于并行蒙特卡洛法的边坡可靠性参数获取装置，所述装置包括：训练样本生成模块，用于根据m个不确定性参数各自对应的均值与标准差，通过正交设计法，生成k个训练样本向量，每个所述训练样本向量由所述m个不确定性参数各自对应的试验数据构成，其中，m与k为非零自然数，k的最大取值与m呈指数关系；稳定系数获取模块，用于根据所述k个训练样本向量及一个或多个确定性参数，通过边坡稳定性分析方法，获取所述k个训练样本向量各自对应的边坡稳定系数；表达式获取模块，用于以所述k个训练样本向量为自变量，以其各自对应的所述边坡稳定系数为因变量，构成映射关系，通过支持向量机算法，获取映射关系表达式；可靠性参数获取模块，用于通过并行蒙特卡洛法随机生成N个服从于联合概率分布的待测样本向量，根据所述映射关系表达式，获取边坡可靠性参数，所述边坡可靠性参数包括所述N个待测样本向量各自对应的边坡稳定系数的均值和标准差、边坡失效概率以及可靠度指标，其中，每个所述待测样本向量由所述m个不确定性参数各自对应的随机数据构成。

本发明实施例的有益效果是：