基于多重分形的混凝土重力坝水平位移波动分析

为了更好地掌握大坝变形的长期行为和演变规律,在考虑位移与环境量相关性的前提下,将多重分形理论应用到大坝变形实测数据分析中。以某混凝土重力坝的变形分析为例,利用多尺度滑动时间窗消除由传统多重分形子区间划分产生的伪波动,通过多重分形去趋势相关性分析法(MF-DCCA)刻画位移与环境量相关性的多重分形特征,进一步利用多重分形非对称去趋势相关性分析法(MF-A-DCCA)分别对位移原序列、正趋势、负趋势进行波动性、非对称性和长程相关性分析,从位移整体波动和局部趋势两个层面描述了位移在环境量影响下的多重分形特征。分析结果表明,坝体变形性态较好,且位移多重分形特征受环境量影响明显,其中库水位的变化是导致该混凝土重力坝水平位移多重分形特征的主要原因。     

期货价格收益序列的多重分形统计描述及成因分析

运用多重分形消除趋势波动分析方法,对之前较少被研究的中国铜和大豆两个期货品种的价格收益序列进行实证研究.结果表明,两种期货价格收益序列具有尖峰态特征,不服从正态分布,且二者均存在明显的多重分形特征,仅用单一的标度指数对其进行描述是不充分的.进一步对其多重分形成因进行分析,发现期货价格收益序列的多重分形特征主要是由收益序列的波动相关性引起的,该相关性导致了价格的有偏随机游走,市场未达到弱式有效.     

酒鬼酒股票收益率序列的多重分形特征

运用多重分形消除趋势波动分析法,研究湘西酒鬼酒上市公司股票收益率的多重分形特征可知,股票收益率序列在不同尺度上均具有多重分形特征,验证了分形市场的假说.进一步运用相位随机替代法与随机重构法,对不同时间尺度上多重分形特征的动力原因进行分析可知,在小时间尺度上长期持续性占主导作用,而大时间尺度上尖峰胖尾与长期持续性共同作用导致多重分形特征的产生.     

太原市春季PM10浓度波动的分形维数特征及MF-DFA分析

以太原市2016年3月1日至5月31日日均PM10浓度为基础数据,利用分形几何中的计盒维数指标定量刻画浓度变化特征;同时,利用多重分形消除趋势波动分析方法对PM10浓度变化的多重分形特征进行检验,发现太原市春季PM10浓度变化的多重分形特征不明显.     

股票收益率的多重分形降趋交叉相关性分析

应用MF-X-DFA方法对上证综合指数(SSCI)和香港恒生指数(HSI)的收益率进行多重分形分析,结果表明上证综合指数和香港恒生指数均具有多重分形特征,两市场之间存在交叉相关性.当证券市场出现较大波动时,两个证券市场之间的交叉相关性要大于其自相关性.     

沪深300股指期现货市场间相依度测度实证研究

考虑金融市场间非线性、非正态性假设下的交叉相关性特征,基于复杂性理论视角,引入更符合金融市场实际的交叉相关性统计量检验、去趋势交叉相关性分析(DCCA)及多重分形去趋势交叉相关性分析(MF-DCCA)等方法对沪深300股指期现货市场间的相依度测度进行定量研究.研究结果表明:我国沪深300股指期现货市场不但自身具有长记忆性及多重分形特征,且两市场间也存在着显著的交叉相关性和交叉多重分形特征.上述研究结果将为深入研究多市场间非线性依赖关系和复杂特性机理提供有益参考.     

多重分形在日韩汇率市场中的应用

汇率是国际贸易中非常重要的调节杠杆,是反映一国经济稳定程度的指标.在经济全球化的今天,汇率的波动直接影响着一系列金融市场的重大问题,探讨汇率的波动性及相关性对生产生活实际有重要作用.在对多重分形理论及多重分形方法改进和完善的基础上,对国际汇率进行了实证研究,主要内容如下:1)利用多重分形消除趋势交叉波动分析(Multifractal Detrended Cross-Correlation Analysis,简称MF-DCCA)方法对汇率的互相关性进行定量描述,求出多重分形广义的Hurst指数h(q),我们发现h(q)随q的变化而变化,也就是说汇率的相关性是非线性的,呈现多重分形的特性;2)基于滑动窗的方法分别计算单个序列和两个序列之间的普通Hurst指数随时间变化对应值,观察普通Hurst指数随着时间的演化特点,发现JPY/USD与KRW/USD时间序列各自的Hurst指数在0.5附近游走,而JPY/USD-KRW/USD的Hurst指数更多时候大于0.5,这说明两条汇率时间序列的波动具有很强的相关性.     

中国债券市场多重分形特征及其成因问题分析

以中国交易所债券市场为例,运用多重分形消除趋势波动分析法(MF-DFA)和多分形谱分析方法对债券市场的多重分形特征与成因问题进行分析。研究结果表明,中国债券市场的国债指数和企债指数的收益率序列存在多重分形特征;指数收益率序列的多分形特征由序列的长期相关性和肥尾分布两个因素共同决定,这其中肥尾分布所造成的影响更为重要。     

长江中下游地区20世纪60年代以来气温变化的标度特征

标度特征广泛存在于气候系统中,是气候系统内部各组分在不同时空尺度上相互作用的结果．本文基于长江中下游59个气象站点近43年来的日均温资料,分析气温变化的主要特点,采用多重分形消除趋势波动分析（MF—DFA）方法,研究其日均温序列、日均温增幅及增向序列的标度特征,并探讨其气温变化的多重分形特征．其中,增幅序列主要反映气候系统的非线性机制,增向序列则反映气候系统的线性机制．结果表明,长江中下游地区目前正处于近40多年来气温最高的阶段．该地区的日均温序列、线性过程以及非线性过程均具有多尺度的标度行为,在不同尺度上具有不同的标度特征,并且3个序列都在10d左右存在一个交叉点．此外,长江中下游日均温变化具有自相似的多重分形特征,小波动的影响在日均温变化中占优势,这也是日均温序列具有长程相关性的重要原因之一．     

海杂波多重分形特性分析与仿真

多重分形消除趋势波动分析方法(MF-DFA)是描述非平稳时间序列复杂波动的有效方法,本文提出将其用于海杂波分析,发现海杂波具有多重分形特性。在此基础上,运用多重分形小波模型对海杂波进行建模与仿真。通过数学分析和MF-DFA方法对仿真结果进行检验,分别从概率密度分布特性和多重分形特性角度验证了该模型的有效性。     

股票收益率序列的多重分形特征分析

运用多重分形消除趋势波动分析法,研究中石油和中石化两个上市公司股票收益率的多重分形特征,并结合多重分形谱方法,比较两股票收益率序列的多重分形性的强弱及风险大小.结果表明,两个公司的股票收益率序列均具有明显的多重分形特征,且中石化收益率序列的多重分形性更强,波动复杂程度更高.总体相比,买入中石化股票获利的空间更大,但风险也较买入中石油的更高.     

基于多重分形的贵金属市场风险研究

近些年来,由于金融危机、欧债危机的出现和通货膨胀的加重,具有避险保值功能的贵金属成为了更多投资者的投资对象.然而贵金属市场的价格波动是一个具有非线性特征的变化过程,分形理论为这种复杂的市场行为提供了一种新型的定量分析方法.本文对多重分形去趋势波动分析法(MF－DFA)和重叠平滑窗MF－DFA方法进行改进,提出了二分重叠平滑窗MF－DFA方法(Bi－OSW－MF－DFA)并且证明了此方法具有更强的稳健性和更高的效率,再运用改进的模型结合标度指数和多重分形谱对黄金和白银市场的多重分形特征和风险性进行研究.证实了贵金属市场的多重分形结构由长程相关性和厚尾概率分布两个因素共同决定,其中序列的波动性是造成贵金属市场具有多重分形特性的主要因素;并且发现了白银市场的多重分形强度较大,其风险高于黄金市场.     

MFCCA算法及其在金融市场中的应用:DCCA多重分形拓展的新视角（英文）

基于降趋交叉分析法(DCCA)的多重分形情形拓展存在麻烦点,即负的交叉协方差的任意矩可能会导致复值的出现.通常采取模的处理方法 MFDXA会在实际没有分形特征情形下检测出明显的多重分形信号.Os′wiecimka提出的多重分形降趋交互相关性分析法(MFCCA)保留了每个子区间降趋协方差符号这一重要信息,解决了上述麻烦点,同时能够准确识别多重分形交互关系信号,是降趋交互相关性分析法的自然拓展.这里从一般形式两成分ARFIMA模型的角度出发,证明了MFCCA算法相比MFDXA算法更加有效.MFCCA能够正确地识别分形特征,同时对权重参数W表现出一定的敏感性.此外,将MFCCA算法应用于中国股票市场上,证实了CSI 300指数量价间只有大的波动才具有分形特征.     

基于扩散熵的平衡估计的儿童行走序列研究

基于扩散熵的平衡估计,评估了儿童步态间隔时间序列的分形指数,并讨论了其动力学机制.研究结果表明,儿童行走序列的分形指数与年龄之间并没有明确的关系,少数样本没有长程相关性或者具有离散的长程相关性.此外,扩散熵的平衡估计与去趋势波动分析的比较结果显示,部分样本符合Levy行走过程而并非分数布朗运动.     

金融危机影响下波罗的海原油运价指数与中美石油股指的多重分形研究

为分析金融危机对原油运价指数与石油股指之间互相关性造成的影响,以波罗的海原油运价指数与中美石油代表股指为研究对象,运用多重分形去趋势互相关分析法(MF-DCCA)探讨金融危机爆发前后波罗的海原油运价指数与中美石油股指之间互相关性的差异.实证结果表明:波罗的海原油运价指数和中美石油股指之间不仅存在多重分形,而且还表现出明显的时段性特征,即金融危机后期多重分形特征较金融危机前期更强;波罗的海原油运价指数与中国石油股指之间的小幅波动较与美国石油股指之间的小幅波动具有更强的正持续性,大幅波动具有更弱的反持续性;波罗的海原油运价指数与美国石油股指之间的多重分形强度在金融危机前后均较与中国石油股指之间的多重分形强度更强.对原油运价指数与中美石油股指之间互相关性的差异分析,可为我国石油市场的管理者和投资者在市场风险投资方面提供决策参考.     

基于小波变换的多重分形谱研究及实证分析

为了探索期货市场中的非线性特征,选用大连和芝加哥期货市场中黄豆期货价格时间序列,借助配分函数分布图判定期货时间序列存在多重分形特征,并在此基础上利用多重分形谱对期货时序描述多重分形特征．结果表明,与芝加哥期货市场相比,大连期货市场的多重分形强度更大,风险更大．然后对时间序列进行小波变换,将处理后的时间序列的多重分形强度与原始序列进行比较,发现多重分形特征与时间序列中的噪声及长程相关性有关．     

滑动窗口MF-DFA方法在大坝变形监测中的运用

为了探索大坝变形与时间序列的相关性,通过引入滑动窗口技术对多重分形消除趋势波动法MF-DFA进行改进,与传统的MF-DFA计算结果进行比较分析.实例结果表明多重分形更能刻画大坝变形过程,滑动窗口MF-DFA法比传统MF-DFA法的精度更高,定标指数H(q)值更快趋于较稳定的值,同时从整体上描述变形数据序列的相关性,为后续预测提供依据.     

中国地区相对湿度与温度多分形特征对比分析

应用多分形去趋势涨落分析(MF-DFA)方法, 研究了中国地区相对湿度和温度序列的多分形特征差异, 并对比分析了其对应的奇异谱3个参数(奇异谱宽度Δα、奇异谱不对称性Δα_as和长程相关性α₀)的特征。结果表明: 1) 相对湿度序列的多分形强度弱于温度序列; 2) 相对湿度序列多分形性强的地区与温度序列有较大差异, 前者主要位于我国西南地区, 后者主要在华南和黄河以北地区; 3) 相对湿度序列的多分形不对称性强于温度序列; 4) 相对湿度序列的奇异谱均为左偏, 温度序列则基本是对称的; 5) 相对湿度序列的长程相关性大于温度序列。奇异谱的3个特征参数的组合完整地刻画了特定的长程相关特性, 相对湿度和温度序列多分形特征的不同, 揭示了其生成动力过程的差异。     

训练对于步伐周期长程相关性的影响研究

为研究普通人群和受训人群步伐特征的差异,设计静电探测器对两种不同人群样本踏步静电信号进行采集,采用消除波动趋势分析法对步伐周期及其相关序列进行分析,研究步伐训练对于步伐相关性的影响. 研究结果表明,步伐训练使受训人员比普通人员的步伐周期增量幅度序列具有更强的长程相关性,而符号序列具有更强的长程反相关性.      

多重分形去趋势波动分析的振动信号故障诊断

针对基于配分函数的多重分形分析不利于局部标度特性突显的问题,把多重分形去趋势波动分析(MF-DFA)方法引入到振动诊断领域,提出对振动信号进行多重分形谱参数(|B|,α0,Δα和Δf)故障特征分析,并将α0用于故障诊断.首先分析了振动信号的多重分形特性;然后提取振动信号的4种多重分形谱参数特征,并进行了比较;最后用支持向量机算法实现振动故障诊断.研究表明:去除趋势后,振动信号的波动呈现显著多重分形特征,正常状态振动信号的α0明显大于故障状态,而振动信号的|B|,Δα和Δf特征变化规律则不明显;α0作为故障特征量,能有效地区分正常状态与故障状态,有效实现了振动故障诊断.