相空间重构延迟时间与嵌入维数的选择

论述相空间重构中延迟时间与嵌入维数之间的关系，提出广义嵌入窗长的概念．分析已有的自关联函数法中的不足，提出一种改进的自关联函数法确定广义嵌入窗长，从而确定出相空间重构的其它参数．同时从时间序列相关程度和不相关程度2个方面进行考虑，克服了自关联函数法的缺点．仿真实验结果验证了该方法的有效性．     

能源时序相空间重构及其混沌特征分析

对中国能源生产量与能源消费量实测值时间序列分别进行相空间重构，按照关联维数方法求算吸引子维数。通过计算，得出中国能源年生产量与消费量时序的相关维是正的分数值，能源生产时序饱和嵌入维数m^∞为10，关联维数为1．18，影响能源生产的因素约为2－10个。能源消费时序饱和嵌入维数m^∞为10，关联维数为1．13，影响能源消费的因素约为2－10个。通过对二阶柯尔莫尔哥洛夫熵K2的计算得出，我国能源生产量的可预测时间尺度是9年，能源消费量的可预测时间尺度是10年。     

南水北调西线工程调水区径流序列特性分析

应用重构相空间技术和混沌理论对月径流时间序列的特性进行了分析.以南水北调西线工程调水区主要河流附近的甘孜、朱巴等4个水文站月径流时间序列为对象,研究了嵌入相空间维数和关联维数之间的变化关系,得到了饱和关联维数和最小嵌入维数,结果表明:当最小嵌入维数超过6时,关联维数逐渐趋于稳定,即达到饱和,得到饱和关联维数在1.1～1.5之间,说明这些月径流序列可能具有混沌特性,这一研究结果为利用混沌理论来建立径流的预测模型提供了较为科学的依据.     

多变量时间充列复杂系统的相空间重构

根据单变量时间序列相空间重构思想，提出了多变量时间序列描述的复杂系统的相空间延迟重构方法，对每一分量的时间序列，分别利用互信息最小法确定最佳延迟时间间隔，最小嵌入维数的选取方法是单变量时间序列情况下虚假邻点法的推广，给出了q阶广义关联积分和q阶广义关联维数的计算公式，并证明了广义并联维数与所用范数无关，计算了Lorenz系统按前2个变量进行重构时的最佳延迟时间间隔和最小嵌入维数，计算结果表明，用多变量时间序列重构比用单变量时间序列重构所需的数据长度要短得多且在方法上更有效。     

混沌时间序列局域预测模型及其应用

为了确定滞时、嵌入维数和最邻近点数运3个混沌时间序列局域预测模型参数,首先利用关联积分法确定滞时和嵌入维数．重构混沌时间序列的相空间;而后在此基础上,提出一种新的预测模型——加权动态局域预测模型．该模型综合考虑了广义自由度和邻近点权重,给出了确定最优邻域的判定指标．实际水文系统的计算分析表明,加权动态局域预测模型具有较高的预测精度,是一种有效的用于混沌水文时间序列的预测模型．     

多变量时间序列复杂系统的相空间重构

根据单变量时间序列相空间重构思想 ,提出了多变量时间序列描述的复杂系统的相空间延迟重构方法 .对每一分量的时间序列 ,分别利用互信息最小法确定最佳延迟时间间隔 ,最小嵌入维数的选取方法是单变量时间序列情况下虚假邻点法的推广 .给出了q阶广义关联积分和q阶广义关联维数的计算公式 ,并证明了广义关联维数与所用范数无关 .计算了Lorenz系统按前 2个变量进行重构时的最佳延迟时间间隔和最小嵌入维数 .计算结果表明 ,用多变量时间序列重构比用单变量时间序列重构所需的数据长度要短得多且在方法上更有效     

关联维数在工业“三废”综合利用中的应用

研究分形的特征参数--关联维数的G-P(Grassberger-Ptzcaccia)计算方法.利用关联维数的基本原理,对湖南省1986-2005年的工业"三废"综合利用产品产值数据序列进行分形特征分析,构建m 维相空间及相应的分形特征模型. 研究结果表明,当嵌入维数达到7以后,动力学系统具有相对稳定的关联维数2.98,说明至少有3个因子在影响着该时间序列的动态变化,并且该系统的有效自由度为7.研究中以关联维数作为依据,对建立该时间序列的预测模型有较大的参考价值.     

自组织临界性的相空间重构

作者通过采用相空间重构法对具有自组织临界性的BTW沙堆模型进行了分析,根据仿真得到的沙崩关联长度这个一维时间序列,用时延技术进行吸引子重构,得到了重构相空间的嵌入维数和关联维数,说明关联维数越低,系统的层次越高,趋势越明显．用相空间重构法可以用来分析其他具有自组织临界性的系统,在进行短期预测上有一定的意义．     

相空间重构中嵌入维和时间延迟的选择

提出了一种用于相空间重构的嵌入维和时间延迟自动算法，它利用混沌时间序列的去偏复自相关函数的零点来确定时间延迟，有效地降低了平均位移法跟踪平均位移量斜率变化的随意性所造成的计算误差，并借助于复自相关法和Г-test的迭代计算求得准最佳的嵌入维和时间延迟参数．该算法具有较充分的理论依据，其计算复杂度不大，对数据长度的依赖性不强．仿真实验结果表明，用该算法计算标准混沌时间序列关联维的相对误差由传统算法的4．4％降低到1．06％，有效地提高了计算相空间重构中不变量的精度．     

基于分形理论的地震信号空间序列分析

当把地震勘探信号各道间对应于同一时刻的数据序列看作是反映一定范围内地层及其地质参数的复杂函数时，便构成了地震勘探信号的空间序列．建立了地震信号空间序列的分形模型，将根据一维时间序列重建动力学系统的理论和时间序列关联维计算的G．P算法拓展到对地震信号空间序列的研究之中，提出了地震信号空间序列关联维的分析方法．仿真结果表明，利用分形分析结果的地震勘探信号空间序列分数维图，可将信噪比较低的地震勘探信号从强干扰噪声中分辨出来．     

云南东川市人均粮食的时序分形特征

应用1964～1995年东川市人均粮食资料,重构其嵌入相空间序列,探讨了其时序的分形特征,并计算了其平均可预报年限．结果表明,东川市人均粮食的时序分布具有分形特征,且该时序是一混沌序列,其饱和关联维数约为3．1631,系统的有效自由度数为8个,平均可预报尺度不超过27～28年．研究结果为人均粮食的时序预测预报模型提供了依据．     

滚动轴承故障诊断中的分形

简述了滚动轴承运转中时序列时表现时的自相似性，重构了振动信号对应的嵌入相空间的序列，计算得出分维数，实验结果表明，振动时域序列的分维数在不同工况，不同间隙下是有差别的，可以做为识别主要轴承的特征量。     

金沙江流域月径流时间序列的混沌分析

在介绍重构相空间技术的主要定量指标(关联维数D2和柯尔莫奇诺夫熵)的基础上,以长江上游金沙江流域小黄瓜园站和蔡家村站的月径流时间序列为例详细说明了求取时间序列中的混沌特征数的方法;并且采用主分量分析(PCA分布)方法进一步验证了两个站的径流序列具有混沌特性.得到金沙江流域径流序列的预测年限不应超过7～9个月,为金沙江流域径流预测提供了科学的依据.     

上证指数的混沌特性分析

通过计算得到上证指数的最大李雅普诺夫（Ｌｙａｐｕｎｏｖ）指数为正值,表明上证指数具有混沌特性．通过上证指数的相关积分关于相空间维数的数值计算发现,当相空间维数大于１０以后,相关积分趋于平稳,从而确定上证指数的嵌入维数约为１１,这时对应的相关积分可以看作为它的分数维,约等于１．１．     

混沌时间序列的多重分形维数谱

仅用一个分形维数来刻画混沌时间序列是不够的，必须用多重分形维数谱来描述混沌时间序列在不同层次的奇异测度，不同文献对沪指和深指的分形维数的计算结果相差甚大，其深层次的原因是混沌时间序列的多重分形维数谱的存在。本文对混沌时间序列多重分形维数的信息谱、奇异谱、动熵谱等问题进行探索，并简介其应用。     

分形与分维简介

论述了非线性科学的重要组成部分、一门新兴的交叉学科———“分形”的产生过程、研究对象及其研究工具———“分维”的概念,指出了分形的发展前景.     

油气储集层孔隙表面结构的分形特征研究

本文认为油气储集层的孔隙表面结构是一种分形结构,它具有自相似性和无标度性两重分形特征。定量描述孔隙分形表面复杂程度的有力工具是分维D。D值越接近于2,表面越光滑;D值越接近于3,表面越不规则。本文将孔隙铸体和电镜扫描技术与分子吸附法结合起来研究和测定孔隙表面的分形特征。研究孔隙表面结构的分形特征,对油气储集层的评价、研究残余油气饱和度和提高油气采收率有重大的指导意义。     

分形插值及分形维数的图解法

自然界中存在的许多现象具有分形特征,传统的Euclid空间对具有分形特征的自然界形态模拟具有一定的困难,对此可以用分形插值来拟合自然界形态。基于迭代函数系统（IFS）,通过离散的数据点构成分形插值函数,可以证明分形插值函数是这个IFS唯一的吸引子。分形插值曲线的分形维数直接用数学公式求解比较困难,借助于MATLAB矩阵运算与图形绘制功能,采用图解方法求取,精度可以达到0.01~0.001,从而实现离散数据点的分形插值拟合及其分形维数的求解。试验结果表明,该算法具有简捷直观的特点。     

分形图维数在CAD中的应用

分形几何的一个重要应用是在计算机上模拟产生不规则的几何图形，而一个分形图不能只凭视觉上判断和直观感觉衡量，必须要有客观的数量尺度，维数是判断两个分形几何对象是否一致的衡量尺度，在一定数度范围内计算出分形图的维数具有较大的应用价值，广西分形的维数作了一些探讨。     

一个经济时间序列的混沌特性研究

为了找出经济波动的内在动态特征,采用非线性的分析方法探讨了某市用电量波动中存在混沌动态特性的可能性.以实测经济时间序列为研究对象,以某市近年来的实际用电量数据为基础,利用相空间重构技术、幅值谱分析、庞加莱截面等方法分析其内在特性,并计算其关联分维,得出其饱和嵌入维数为7,关联分维约为0.834,初步判定该市用电量是混沌的.从理论上证明了该市用电负荷具有严格混沌动态特性,从而为今后的深入预测研究提供了混沌理论基础.