公常清科研成果

个人介绍 学术研究 招生信息 代表性成果 新建主栏目 学习工作经历 名称 2021.1-现在，哈尔滨工业大学（威海），海洋工程学院，副教授 2020.4-2020.12，哈尔滨工业大学（威海），海洋工程学院，讲师 2018.6-2019.12，美国里海大学(Lehigh University), 博士后副研究员（导师：七国院士Dan M. Frangopol） 2017.8-2018.3，JANA Corporation管道风险咨询公司，加拿大大多伦多地区，技术主管 (Technical Lead) 2013.9-2017.7，加拿大Western University，结构工程，博士（导师:W. Zhou） 2010.9-2013.6，同济大学，土木工程学院，防灾减灾及防护工程，硕士 （导师：任晓崧、戴靠山） 2006.9-2010.6，烟台大学，土木工程学院，本科 学术兼职 名称 国际土木工程全寿命协会（IALCCE）会员 国际桥梁管理和安全协会（IABMAS）会员 美国土木工程师协会结构全寿命性能、安全、可靠性和风险技术委员会委员 《Applied Sciences》邀请客座主编 国自然科学基金函评评议专家 担任以下业内知名期刊审稿人： Engineering Structures; Journal of Engineering Mechanics-ASCE; Journal of Structural Engineering-ASCE; Journal of Bridge Engineering-ASCE; Reliability Engineering & System Safety; International Journal of Pressure Vessels and Piping; Journal of Risk and Uncertainty in Engineering Systems, Part A: Civil Engineering; Structure and Infrastructure Engineering; Ocean Engineering; Thin-walled Structures; Engineering Failure Analysis; International Journal of Structural Stability and Dynamics; Computers and Structures等 个人网址 名称 ORCID：https://orcid.org/0000-0001-5068-092X Researchgate: https://www.researchgate.net/profile/Changqing-Gong Linkedin: https://www.linkedin.cn/injobs/in/changqing-gong-92425169 科研项目 名称 U.S ONR, Risk and Utility-Informed Optimum Decision-Making for Naval Ship Structures Integrating Inspection, SHM, Time-Variant System Performance, and Probabilistic Consequences: A Comprehensive Framework. 2016-2019年，参与，博士后研究课题 美国自然科技基金（U.S National Science Foundation）, Life-Cycle Management of Civil Infrastructure Considering Risk and Sustainability, 2015-2018年，参与，博士后研究课题 加拿大自然科技基金 （Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada）, Structural Integrity of Energy Pipelines Assessment, Reliability and Optimization, 2015-2018年, 参与，博士生研究课题 加拿大自然科技基金 （Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada), Enhancement of Risk-based Integrity Management of Energy Pipelines, 2014-2017年，参与，博士生研究课题 美国One GAS和Xcel公司, Data-Driven Risk Assessment of Gas Distribution Pipelines, 2017-2018年，参与，任技术主管期间负责项目 国家自然科技青年基金项目，带腐蚀缺陷的长输天然气管道内检决策方法研究，2022-2024年，负责 特邀报告 名称 北京工业大学建校60周年讲座之十五 2020年度北京工业大学结构可靠度青年学者报告会 中国石油大学储建云国际前沿与进展报告（第一期） 美国华盛顿州立大学国家交通基础设施耐久性与养护研究中心讲座系列 加拿大研究委员会(National Research Council Canada) 2023中国国际管道会议-青年论坛特邀 中国特种设备安全与节能促进会-特种设备质量提升讲座 油气管道微课堂 学术论文 名称 1. Gong, C., Guo, S., Zhang, R., & Frangopol, D. M. (2024). Prediction of burst pressure of corroded thin-walled pipeline elbows. Thin-Walled Structures, 199, 1-8 2. Chen, W., Gong, C., Wang, Z., & Frangopol, D. M. (2023). Application of first-order reliability method with orthogonal plane sampling for high-dimensional series system reliability analysis. Engineering Structures, 282, 1-9 (通讯作者) 3. Cheng, M., Frangopol, D. M., & Gong, C. (2020). Acceptance of Corrosion-Resistant Steel in Design of Steel Girder Bridges Based on Expected Utility Theory. Journal of Bridge Engineering-ASCE, 25(11), 1-12. 4. Gong, C., & Frangopol, D. M. (2020). Reliability of Steel Girder Bridges with Dependent Corrosion Growth. Engineering Structures, 224, 1-9 5. Gong, C., Frangopol, D. M., & Cheng, M. (2020). Risk-based decision-making on corrosion delay for ship hull tankers. Engineering Structures, 212, 1-8 6. Gong, C., & Frangopol, D. M. (2020). Condition-Based Multiobjective Maintenance Decision Making for Highway Bridges Considering Risk Perceptions. Journal of Structural Engineering-ASCE, 146(5), 1-13. 美国土木工程学会"Bridge Asset Management Collection" 精选论文（共9篇） 7. Gong, C., & Frangopol, D. M. (2019). System reliability of corroded ship hull girders. Structure and Infrastructure Engineering, 16(2), 1-9. 8. Gong, C., & Frangopol, D. M. (2020). Time-variant hull girder reliability considering spatial dependence of corrosion growth, geometric and material properties. Reliability Engineering & System Safety, 193, 1-11. 9. Gong, C., & Frangopol, D. M. (2019). Preferred dry-docking interval of corroded ship hull girders based on cumulative prospect theory. Ocean Engineering, 192(15), 1-9. 10. Gong, C., Frangopol, D. M., & Cheng, M. (2019). Risk-based life-cycle optimal dry-docking inspection of corroding ship hull tankers. Engineering Structures, 195, 559-567. 11. Gong, C., & Frangopol, D. M. (2019). An efficient time-dependent reliability method. Structural Safety, 81, 1-7. (IF=4.5) 12. Gong, C., & Zhou, W. (2018). Multi-objective maintenance strategy for in-service corroding pipelines using genetic algorithms. Structure and Infrastructure Engineering, 14(11), 1561-1571. 13. Gong, C., & Zhou, W. (2018). Importance sampling-based system reliability analysis of corroding pipelines considering multiple failure modes. Reliability Engineering & System Safety, 169, 199-208. 14. Gong, C., & Zhou, W. (2017). First-order reliability method-based system reliability analyses of corroding pipelines considering multiple defects and failure modes. Structure and Infrastructure Engineering, 13(11), 1451-1461. 15. Gong, C., & Zhou, W. (2017). Improvement of equivalent component approach for reliability analyses of series systems. Structural Safety, 68, 65-72. 16. Zhou, W., Gong, C., & Hong, H. P. (2017). New perspective on application of first-order reliability method for estimating system reliability. Journal of Engineering Mechanics-ASCE, 143(9), 1-9. 17. Qin, G., Gong, C., & Wang, Y. (2021). A probabilistic-based model for predicting pipeline third-party hitting rate. Process Safety and Environmental Protection, 148, 333-341. 通讯作者 18. Zhou, W., Siraj, T., & Gong, C. (2015). Reliability consistent mitigation criteria for corrosion defects on natural gas transmission pipelines. Canadian Journal of Civil Engineering, 42(12), 1032-9. 19. Gong, C. (2017). System reliability analyses and optimal maintenance planning of corroding pipelines. Electronic Thesis and Dissertation Repository,4669 20. Dai K., Huang Y., Gong C., Huang Z., & Ren X. (2015). Rapid seismic analysis methology for in-service wind turbine towers. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 14(3), 539-548. 21. 戴靠山，公常清，黄益超，任晓菘. 适用于风电塔抗震设计的低阻尼反应谱. 地震工程与工程振动, 2013, 33(6):128-134. 22. 公常清, 戴靠山, 任晓崧. 随机地震动摇摆分量对风电塔结构地震响应影响的分析. 土木工程学报, 2013, 46S1:275-280 招生信息 名称 现主要研究方向如下： 油气管网可靠度、风险、韧性、可持续性评估以及风险感知、智能决策 智能化舰船维护水下作业型机器人研发 硕士招生信息： 每年招2名硕士研究生；欢迎土木工程、船舶与海洋工程、自动化、车辆工程相关专业的学生报考。 推荐学术优秀的硕士生到国外著名高校读博深造 本科生团队纳新： 常年开放，要求专注、努力、持之以恒 推荐优秀的本科生到国外著名高校读硕、读博深造 现有研究方向有：1）基于视觉的水下爬壁机器人定位；2）程控大功率开关电源设计；4）含缺陷管道剩余强度和风险评估 1.380V岸级实时供电多功能水下作业机器人 名称 2. 海洋管道检测机器人机载缺陷评价系统 名称 开发了含腐蚀缺陷管道风险评价系统PIPsafe。PIPsafe是管道风险评价分布式、并行计算软件包，可植入机器人板载计算机，用于机器人自主、实时管道剩余强度评价、傻瓜式自动化有限元建模，结构可靠度计算。该软件包与内检测数据或者外部高精度扫描腐蚀深度分布数据无缝链接，可根据机器人检测结果，自动实现缺陷有限元三维模型建模、计算在纯内外压、内外压与轴力联合作用下含矩形、椭圆、真实缺陷管道的失效压力，该软件有限元结果的准确性经过管道全尺寸爆裂试验的广泛验证。 PIPsafe可靠度评价的核心部分建立在公常清博士对高效可靠度算法的研究基础之上，这些研究经严格的同行评议发表在一系列的行业权威刊物上。根据Annex O of CSA Z662建议的管道材料和几何属性概率分布定义输入可靠度计算参数，PIPsafe即可高效、低功耗地评价缺陷时变失效概率，准确识别具有高危险的缺陷。 云端地址：http://39.99.234.60:8080/pipeline/login 3. 海洋结构大系统可靠度方法 名称 基于可靠度和风险的结构维护方法已在海洋管道、船舶等行业得到广泛应用。然而，这些结构的可靠度评估多依赖高性能计算平台，且集中于构件层次，尚缺乏简单、有效、可直接在Excel里执行的系统可靠度计算方法。针对系统可靠度这一基础科学问题，进一步发展一次可靠度方法(FORM)，开展了以下三方面的研究： （1）大系统问题的极限状态方程设计点求解。 FORM使用相切于设计点（状态方程上概率密度最大的点）的线性方程来近似极限状态方程。设计点由最优化计算得到。系统可靠度由许多极限状态方程决定，状态方程之间的相关性必须要考虑。为了考虑相关性，FORM把涉及各个方程的所有变量映射到同一个标准正态空间，此时，最优化的维度等于系统变量的个数而非单个状态方程变量的个数。系统变量的个数可能会远大于单个状态方程的变量个数，导致设计点最优化计算困难。为此，推导了设计点降维方法，可把只考虑单个状态方程变量得到的设计点映射到系统空间下的设计点，这使得计算大系统设计点优化问题变得简单高效，更重要的是，这个推导未引入任何假定。该成果发表于国际权威刊物《Journal of Engineering Mechanics-ASCE》； （2）系统可靠度高维度积分求解。计算高维度正态积分Fm(b, R)是FORM计算系统可靠度的关键。m是系统里极限状态方程的数量，b = [b1, b2,…, bm]T 是一个包括对应于各个极限状态方程的可靠度指标的向量，可靠度指标b1, b2,…等于坐标原点距离各个设计点的距离，R 是状态方程间的相关性矩阵。当系统的极限状态方程较多，Fm(b, R)计算困难。Matlab 软件自带的“mvncdf”函数只适用于m < 26. 提出自适应等效平面法计算Fm(b, R)。基本思路是把两个状态方程合成一个等效状态方程，然后再与剩余的方程以此合并，并提出计算等效状态方程设计点的公式。测试结果表明，即使状态方程数量m多达数百，此方法仍可快速计算Fm(b, R)，计算效率是近些年文献报道方法100倍以上。 该成果发表于国际权威期刊《Structural Safety》；程序下载点击 （3）时变随机过程系统可靠度计算。结构劣化过程（如腐蚀）和所受外荷载（如风和波浪）通常为概率随机过程。PHI2+/PHI2是常用的计算时变结构随机过程可靠度的方法。该方法基于结构响应首次超越概念，假定超越过程为泊松过程，进而将时变失效概率近似计算为超越次数的期望值。该方法虽然简单高效，但当超越过程存在相关性时，会产生较大误差。提出，在时间序列上离散随机过程，计算每个离散点对应的状态方程之间的相关性和可靠度指标，将时变可靠度问题转为会非时变大系统可靠度问题。与PHI2+/PHI2对比结果表明，新方法明显提高了时变系统可靠度计算的精度。该成果发表在国际权威刊物《Structural Safety》上。 公常清提出的可靠度方法，被来自国内外若干大学的学者采纳用于求解一系列可靠度问题并发表相关文章，包括河海大学、北京工业大学、西南石油大学、中国石油大学（北京）、电子科技大学、河北工业大学、合肥工业大学、美国印第安纳大学-普度大学、美国密西根大学、美国旧金山大学、墨尔本理工大学、印度理工学院、加拿大哥伦比亚大学、代尔夫特理工大学、比利时根特大学等。