从混凝土试块和车流量开始:两个都会散开
青色是抗力,红色是荷载。抗力向左偏、荷载向右偏,才是最需要警惕的方向。C50 的 95% 保证率描述材料强度标准值;它不等于整座桥的可靠度。
荷载与可靠度 · 小实验
这里不急着算某一座桥。先看一件更朴素的事:抗力和荷载都在波动时,真正要紧的不是两座“山峰”谁高,而是哪一部分落到了错误的一边。
先留一个判断
两座桥的平均抗力都是 10,平均荷载都是 6。甲的波动较小(0.75、0.60),乙的波动是甲的两倍(1.50、1.20)。这里的“出问题”只指某一次出现荷载大于抗力。
让证据出现
青色是抗力,红色是荷载。抗力向左偏、荷载向右偏,才是最需要警惕的方向。C50 的 95% 保证率描述材料强度标准值;它不等于整座桥的可靠度。
峰顶说明最常见的组合;红色一侧不是“另一座山”,而是同一座概率山越过 R = S 边界的薄尾部。
横轴是荷载,纵轴是抗力;椭圆是同一座概率山的等高线,斜线下方表示荷载已经越过抗力。
横轴是“抗力 − 荷载”。零的左边就是刚才斜线下方的那些情形。
只改一个条件,再比较
建议先点“波动减半”,再点“回到初始”。两个平均值没有动,留意零左边的面积怎样变。固定种子让两次比较尽量使用同一批随机底数。
把图里的变化收回来
“平均抗力大于平均荷载”只说了两个中心的位置;它没有消掉尾部。波动越宽,越多情形可能越过边界。真正需要数的是边界错误一侧的概率质量,而不是只盯着两个峰顶。
把抗力—荷载换成库存—需求、算力—流量或排水能力—暴雨,这个问法仍然成立;只是分布、相关性和越界后果必须重新取证,不能把这张图原样搬过去。
先看三幅图怎样说同一件事;如果愿意,再回到上面留一句自己的判断。
理论值描述给定分布;样本值只描述这一批有限抽样。样本数很少时,即使理论概率不为零,也可能一次都没有抽到。
初始情形取 ρ = 0,R 与 S 相互独立,所以 σZ = √(σR² + σS²)。“可靠指标 β”就是均值差里能放下多少个“差值的标准差”;Pf 是 Z < 0 的理论概率。