取水监测数据的奇异值识别与修正策略

提高水资源监测数据的真实性与完备性是国家水资源监控能力建设的重要内容.本文基于当前国家水资源监控数据的实际统计状况,提出采用小波变换模极大值的方法实现对取用水监测数据的降噪和奇异值的挖掘,并将辨识出的奇异值进行剔除处理后的监测数据序列作为粒子群-最小二乘支持向量机模型的训练样本,进而根据拟合函数对奇异值进行修正的策略.通过对重点取用水户的取用水监测数据进行实证研究结果发现,利用小波变换模极大值可较大限度地保留取用水监测数据的原始信息,并实现对其中变动幅度偏大数据的分离,可有效降噪并观测取用水监测数据的内在变化规律;同时借助相对误差可进一步挖掘监测数据中存在的奇异值,且辨识效果要好于传统统计方法;而粒子群-最小二乘支持向量机模型对取用水监测数据的样本拟合要比普通最小二乘支持向量机、曲线拟合等方法更为有效,运用该方法修正的取用水监测数据奇异值更加符合实际取用水需求的特点.     

基于深度降噪自编码网络的监测数据修复方法

针对大规模监测系统中经常出现的监测点失效、数据异常等问题,提出基于深度降噪自编码网络的监测数据修复方法。首先,通过堆叠降噪自编码构造深度降噪自编码网络来提取监测点之间隐含的深层关联关系,进而,基于这种深层关联关系训练一种支持向量回归模型以预测待修复的监测数据。在某机场噪声实测数据上的实验表明,通过深度降噪自编码网络学到的深层关联关系能够有效地重构噪声监测数据;相比传统数据修复方法,所提出的数据修复方法具有更好的鲁棒性,数据的修复具有更高的精度。     

监护信息重构方法研究

监护信息系统中通常采用系统建模的方法对监护数据进行分析处理、并识别异常状况.通常这些模型是在模型结构确定的条件下,应用监护数据辨识获得.实际检测获得的监护数据通常包含大量异常值,这会严重降低模型辨识的准确性.提出了一种监护信息系统中异常值分析处理方法.应用Hampel辨识器算法,识别监护数据中异常值出现的位置;并采用kalman滤波器算法的方法对于出现异常值的数据点进行数据重构,实现监护信息系统中出现异常值分析处理.通过应用PhysioNet生物医学信号研究资源中的两组数据集,包括心率和中心静脉压,进行实验研究,结果表明此方法对监护数据异常值分析和处理中取得很好的效果.     

基于优化神经网络预报的原油含水率测量

在线密度法在原油含水率测量中有很强的实用价值, 但存在着受现场不确定因素影响测量误差波动较大的缺点. 为了提高含水率的测量精度和稳定性,将误差反向传播神经网络用于密度法计算含水率数学模型中, 针对该算法收敛速度缓慢和易陷入局部极小点的缺点, 提出了将模拟退火算法用于该模型的全局寻优, 改进后的误差反向传播神经网络的误差预报值对密度法模型计算值进行修正. 通过对离线实验数据的训练, 该方法能够有效地提高在线快速含水率测定结果的准确性.     

基于模糊预测系统的观测数据野值剔除方法

针对观测数据序列中影响数据处理和分析的野值,提出了一种在线辨识和剔除野值的方法。该方法利用梯度下降法构造最小均方准则下最优的观测序列模糊预测系统,从而获得预测值与观测值的残差序列,然后基于狄克松准则快速辨识并剔除观测数据中的异常值。对实测数据的仿真实验表明:该方法能够准确跟踪观测信号的变化,适合于各种观测信号单个性野值的辨识和剔除。     

基于动态模拟的化工过程故障诊断

化工过程中的故障检测与诊断多通过对历史数据和知识的分析来进行.提出了一种新的故障检测与分析方法,利用动态模拟来监测化工过程,并在过程发生异常时及时进行故障诊断.这种方法所针对的是可由动态模型内部参数来表征的一类故障,这些参数可通过动态模型的在线校正获得.该方法不需要设计观测器来估算过程的不可测变量,还可以将故障检测和诊断任务同时进行.该方法被应用于了重力水箱系统和庚烷芳构化反应器系统,并同传统的参数估计方法进行了比较.     

基于深度自编码器的电力能耗异常检测方法

针对电力能耗数据的非线性和不平稳特征,提出了一种基于深度自编码器的电力能耗异常检测模型。将深度学习的门控循环单元网络和自编码器结构相结合,通过传统自编码器的编码器和解码器部分采用门控循环单元网络来实现,充分发挥门控循环单元的数据特征提取能力和自编码器结构的数据重构功能。根据原始数据和重构数据之间的重构误差来检测电力能耗异常数据点。将所提方法应用于实际的车间电力能耗数据集,结果表明：所提方法能够对电力能耗数据进行异常点检测,检测效果良好。     

基于已实现波动率的上证综指异常时序检测

时间序列模式识别、异常检测在金融领域有着广泛应用,能够为金融决策提供重要参考信息.在大数据场景下的异常检测中,为满足对计算效率、存储空间的要求,通常对时序数据利用近似表示进行降维.但在高频金融领域,已有的近似方法会丢失大量波动信息,而微观结构噪声、市场波动信息对高频金融分析至关重要.因此,本文在传统方法基础上,结合基于变点检测的时序近似表示和已实现波动率,通过聚类识别表现异常的时间序列.基于上证综指数据的实证分析表明,引入已实现波动率能够进一步优化聚类质量,准确识别波动异常的时间序列,为实际金融分析提供有价值的决策支持.     

复杂背景下的红外运动弱小目标的实时检测

对红外弱小目标的检关键是将目标从由地物、云团造成的复杂背景中有效地分割出来.采用在高通滤波前先进行一次背景抑制的预处理方法,以校正由温度非线性引起的噪声.再对高通滤波后的信号进行自适应门限分割的方法,更好地将低信噪比的红外点目标从周围的背景中分割出来,最后利用点目标检测的方法,进行点聚合,对同时存在的斑点、面目标也进行了检测.该算法可有效地减小运算量,对快速、实时和点、斑点、面目标同时存在的复杂情况具有一定的实用价值.膊     

基于小波分析和非线性映照的多维异常样本检测方法

数据预处理对于数据挖掘及其它基于数据样本的系统建模极为重要。数据预处理的一项重要任务是从大量数据样本中剔除异常样本,但在数据集中各数据项间关系未知的情况下,检测异常样本比较困难,为此,提出了一种基于小波分析和非线性映照的异常数据样本检测方法。该方法通过非线性映照对多维数据进行降维处理后,利用小波分析的局部分析优势检测异常样本。仿真结果表明,该方法切实可行,效果良好,有较强的实用性。     

基于小波重构与SVM-BPNN的动态过程在线智能监控

为了提高动态过程运行状态在线监控效率,提出了基于小波重构与支持向量(support vector machine,SVM)-反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)相结合的在线智能监控方法.首先,运用离散小波变换对动态过程实测数据流进行重构,并提取其形状特征.其次,利用训练好的小波重构特征的SVM、均值特征的BPNN及重构后形状特征的SVM,对"监控窗口"内实测数据流进行异常模式识别.最后,应用该方法对某精密轴加工过程进行在线智能监控.结果表明:所提模型识别精度高、训练耗时少,其整体性能明显优于小波重构的BPNN模型与基于统计和形状特征的多分类支持向量机(multi-class support vector machine,MSVM)模型,是一种更为有效的动态过程在线智能监控方法.     

一种基于混合策略的孤立点检测方法

孤立点检测面临数据不平衡和代价敏感两个问题。利用改进的一类支持向量机对数据集进行重构,并结合代价敏感支持向量机提出了一种混合策略检测方法。首先在传统的一类支持向量机优化过程中设定不同权重,通过刻画超平面消除部分正常样本进而平衡数据集;重构过程保留了孤立点信息,同时能克服数据混叠现象。通过代价敏感支持向量机对样本进行训练,利用受试者工作特征分析作为评判依据搜索最优参数,进而调节阈值获得孤立点检测模型。仿真实验结果表明,本文方法能提高检测精度,同时有效降低总的误分类代价。     

雷达HRRP双门限在线统计识别方法

"边录取、边学习、边建模"是雷达高分辨距离像(high resolution range profile,HRRP)统计识别工程化的方法之一.在独立高斯模型假设下,推导了参数在线学习的公式,根据概率密度值提出一种双门限在线统计识别方法,首先设置门限S_A剔除HRRP中的"环值",然后设置门限S_B将数据分成几段,从而缓减模型与实时HRRP数据多模特性的失配.基于实测数据的仿真实验证明了本方法的有效性.     

基于粒子群优化算法的无人战斗机路径规划方法

对于无人机的路径规划问题,从和机器人路径规划问题的差别入手,通过粒子群优化算法对有限数目的采样航点的优化,使用高次B样条曲线拟合出满足路径最短且威胁最小的无人战斗机的飞行路径。研究了路径规划约束的数学模型、粒子构造方式和粒子的评价适应度函数。通过仿真对目前出现的基于粒子群优化算法的无人机路径的多项式拟合方法和所提出的基于B样条拟合的方法进行了比较。仿真结果表明,使用粒子群算法优化出来的B样条曲线比多项式拟合法和几何方法更加合理有效。     

基于改进引水规则的跨流域供水水库联合优化调度研究

针对已有引水规则的引水效率有待进一步提高的问题,本文提出了一种引水规则的有效改进型式,以及改进规则下受水水库引水量的确定方法.该改进规则同时考虑了调水水库和受水水库的蓄水状态,并且在受水水库采用双引水控制线型式(引水控制线上限和下限).若调水水库可调水,当受水水库蓄水状态处于引水控制线下限之下,即缺水量较大时,满引;当受水水库蓄水状态处于引水控制线上下限之间,即缺水量较小时,引水量为满引与不引之间的线性插值;若受水水库蓄水状态处于引水控制线上限之上,即无缺水时,不引水.最后以辽宁省水资源联合调度北线工程为背景,采用多核并行PSO算法求解基于该改进引水规则的跨流域水库群联合优化调度模型.结果表明该改进引水规则在保证供水的情况下,提高了(特别是丰、平水年的)引水效率,减少了引"弃水"的情况.     

Forecasting Container Throughput of Qingdao Port with a Hybrid Model

This paper proposes a hybrid forecasting method to forecast container throughput of Qingdao Port.To eliminate the influence of outliers,local outlier factor(lof) is extended to detect outliers in time series,and then different dummy variables are constructed to capture the effect of outliers based on domain knowledge.Next,a hybrid forecasting model combining projection pursuit regression(PPR) and genetic programming(GP) algorithm is proposed.Finally,the hybrid model is applied to forecasting container throughput of Qingdao Port and the results show that the proposed method significantly outperforms ANN,SARIMA,and PPR models.     

供水管网爆管故障诊断的PSO-SVM方法

根据供水管网的实际水压监测数据, 采用粒子群算法优化反演管道的海曾-威廉斯系数, 并通过在管道中间加入虚节点来模拟爆管故障, 进而基于节点水压法建立了管网在爆管故障情况下的水力计算模型. 由计算模型计算出一组不同爆点、不同爆管程度组合下的监测点处的水压值, 以此反向训练支持向量机(SVM)模型, 并通过粒子群算法(PSO)对优化支持向量机模型的核参数, 建立了基于PSO-SVM方法的供水管网爆管诊断模型. 最后, 通过一个供水管网的室内实验模型验证了上述诊断模型的有效性.     

A tool path correction and compression algorithm for five-axis CNC machining

A novel approach is proposed for correcting command points and compressing discrete axis commands into a C2 continuous curve. The relationship between values of rotation angles and tool posture errors is firstly analyzed. A segmentation method based on values of rotation angles and lengths of adjacent points is then used to subdivide these command points into accuracy regions and smoothness regions. Since tool center points generated by CAD~CAM system are usually lying in the space that is apart from the desired curve within a tolerance distance, and the corresponding tool orientation vector may change a lot while the trajectory length of the tool center point is quite small, directly machining with such points will lead to problems of coarse working shape and long machining time. A correction method for command points is implemented so that good processing effectiveness can be achieved. Also, the quintic spline is used for compressing discrete command points into a C2 continuous smooth curve. The machining experiment is finally conducted to demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm.     

基于离散双正交傅里叶变换的FMCW雷达测距方法

针对毫米波调频连续波（frequency modulated continuous wave, FMCW）雷达调制斜率的非线性带来测距误差问题,提出采用闭环控制与双正交傅里叶变换算法相结合的方法实现高精度测距。该方法首先通过分段降频得到非线性调制FMCW的片段,再用离散双正交傅里叶变换求出各段调制斜率,并按时间顺序排列生成校正曲线,最后用闭环控制进行非线性实时校正。实验结果表明,该方法使信号的调制斜率线性度误差下降到0.27%,测距误差降低了87%。