武陵山区典型县域气温变化特征分析——以重庆市酉阳县为例

基于1955-2016年连续性订正的气温数据,运用线性倾向估计、滑动平均等趋势分析方法,Mann-Kendall、累积距平突变检验方法,Morlet小波分析及R/S分析对酉阳县近60年的气温指标进行了研究,揭示该地区气候变化趋势、特征并进行预测及原因探析.研究显示:酉阳县气温在过去近60年里呈微弱上升趋势,升温率高于IPCC第五次报告中的近130年变暖率,为每10年上升0.13℃,并且在21世纪初期发生了增温突变;四季气温中,冬季各气温要素升高对年均温上升贡献最大,最低值为每10年上升0.171℃;酉阳县年均温演变过程中存在3类时间尺度的周期变化规律,各气温要素基本都存在6~9年的较强震荡周期,平均气温短期预测处于偏暖期;R/S分析表明年均气温Hurst指数为0.88,预示着酉阳县未来气温走势会持续升高.     

1961-2014年西安市秋淋气候特征分析

利用1961-2014年8-10月西安市7个气象站逐日降水资料,采用降水强度指数分析了西安市秋淋天气气候变化特征.结果表明,20世纪90年代是近50年来西安市秋季9~10月降水量最少的阶段.1961年以来西安市共有23 a出现秋淋多雨时段,20世纪60年代至80年代中期较多,1983年和1984年出现强秋淋;20世纪80年代中期至21世纪10年代初期,只有1992年出现了1次秋淋天气;2011年以来,秋淋呈明显上升、增强趋势.1961-2014年秋淋天气过程平均降水量呈上升趋势,偏多年份主要出现在20世纪80年代初中期和21世纪.厄尔尼诺使秋季9~10月降水量减少,与秋淋天气存在明显的负相关关系.近54年西安市秋淋没有发生显著的气候突变,存在4~6 a、10 a和24 a左右的长振荡周期.     

基于Morlet组合小波的梳状滤波与包络检波方法

提出一种基于Morlet组合小波的梳状滤波和包络检波方法。梳状滤波在间隔的几个故障调制频率下进行窄带滤波,抑制噪声的能力强;Morlet组合小波构造简单,计算量小,仅改变组合小波的部分参数就可获得良好的滤波效果,方便灵活、适应能力强;Morlet组合小波的实部和虚部分别相当于一个零相移滤波器和一个90°相移滤波器,信号经小波变换后直接满足包络检波条件。工程应用结果表明:该方法对机械振动信号的滤波和包络检波一步到位,与故障特征频率相对应的包络谱谱峰清晰可见,适用于旋转式或往复式运动机械系统的故障诊断。     

基于复Morlet变换和改进AlexNet神经网络的柴油机气门间隙异常故障诊断方法

针对柴油机缸盖振动信号非线性、非平稳的特点,以及传统故障诊断方法需要先验知识且特征提取费时费力的缺点,提出了一种基于复Morlet变换和改进AlexNet神经网络的柴油机气门间隙异常故障诊断方法。首先通过复Morlet小波将柴油机缸盖振动信号转换为时频图,该变换包含了信号的时频域信息,比单一的时域或频域信号更适合分析柴油机缸盖振动这种非平稳信号;其次将时频图输入至AlexNet神经网络进行特征自动提取并建立故障诊断模型,解决了传统手工提取特征费时费力且需要专家经验的问题;然后通过Batch Normalization和Dropout技术改进网络结构,并优化神经网络超参数以提高模型的准确度和计算效率;最后将本文方法与传统的故障诊断方法应用于柴油机气门间隙异常故障诊断并进行对比,发现其诊断准确率最高,验证了所提方法的优越性。     

新疆兵团农业气候资源变化及其对农业生产效率的影响

气候资源是农业生产的基本要素之一,当前全球气候变暖对农业造成一定的影响。本文对1990-2016年期间新疆生产建设兵团(以下简称兵团)农业气候资源,农业生产要素、农业生产效率以及气候对农业生产效率的影响进行了研究。首先梳理了兵团气温、降水和日照的变化特征和趋势;然后利用主成分分析兵团农业生产的影响因素,基于投入产出理论利用数据包络模型分析兵团农业生产效率,进一步构建农业生产效率和气象因素的多元线性回归模型。研究结果表明：多年来兵团气温升高,降水增加,日照时长减少,南疆气温升高趋势比北疆明显,降水增量低于北疆;年平均气温变化以中长周期为主,降水从频繁的短周期转变为中长周期,波动幅度加剧;研究期内,气温和降水变化没有明显的突变点;自然资源、科技、现代农业生产条件和资金投入对兵团农业生产影响较大;兵团农业生产效率稳步提高,在当前气象变化条件下,气温和降水都对农业生产效率产生正效应,气温对农业生产效率的促进作用远高于降水。保障兵团农业生产的长期稳定,要积极应对气候变化,充分利用气象资源变化带来的有利方面,预防极端天气带来的危害,提高农业生产的适应性和自我缓解能力。     

用分层抽样和复Morlet小波识别短样本模态参数

针对大型结构短样本模态参数识别,提出基于分层抽样的最优复Morlet小波短样本模态参数识别方法.先对结构响应信号进行分层抽样,用随机减量法提取每一层的自由衰减信号;再根据样本标准差确定每一层的层权,用最优复Morlet小波识别每一层的模态参数;最后用层权对模态参数进行加权得到最终的模态参数.工程应用结果表明,所提方法具有较高的识别精度,良好的低频密集模态解耦和高频虚假模态抑制能力.     

乌江水系典型小流域年径流序列变化规律及周期特征分析

小流域河川径流序列的变化规律及周期特征分析,对小流域水利工程建设、水资源开发利用等具有重要的现实意义。基于乌江吊水岩冲沟1961—2014年天然径流序列,通过基尼系数、累积距平法、Mann-Kendall法、Morlet小波分析法等方法分析研究了年径流序列的年内分配、趋势特征、突变特征及周期特征。结果表明:吊水岩冲沟年径流年内分配大部分相对合理,部分径流年内分配差距较大;吊水岩冲沟年径流量呈不显著减少变化;年径流量丰枯转变频繁,突变多发生于1992—1998年;年径流量存在明显周期特性,第一主周期为23 a,次周期为17、6 a。研究成果可为小流域水资源开发利用提供依据。     

基于最优梯度估计及小波变换的指纹图像处理技术

提出了最优梯度估计算法,用于提取指纹图像局部窗口中的纹理梯度特征参数,并在此局部窗口内计算出相应的频率参数。小波滤波器再根据这些特征参数对指纹图像进行自适应滤波,并用滤波后的合成梯度强度对滤波性能进行了衡量。实验结果表明,该算法较好地去除了图像中的噪声,并较大程度地提高了图像的质量。     

基于Morlet小波带通滤波特性的振动系统频率识别

利用Morlet小波在频域的带通滤波特性,对通过改变Morlet小波的带宽,直接在尺度图上识别振动系统频率的方法进行了分析研究。该方法的特点是简单易行,便于应用。并针对实际试验数据中存在严重噪声污染和振动系统的密集模态识别问题,进行了仿真,仿真结果验证了该方法的有效性和可行性。     

Morlet复小波变换的开关电流电路共极点实现

提出了一种时频域混合共极点逼近的开关电流电路Morlet复小波变换方法.将Morlet复小波构成部件高斯包络进行分解,设计了高斯包络时域逼近优化模型,模型可采用常规优化算法求解.利用正弦和余弦信号的周期性,及其与指数信号的乘积在频率域具有相同极点的特性,简化了Morlet复小波函数的拉普拉斯变换,实现了实部和虚部的共极点有理逼近.基于双线性变换积分器设计了一种开关电流复二阶节基本电路,继而综合了Morlet复小波变换基本电路.通过调节基本电路的开关时钟频率可实现其它不同尺度的小波变换功能.对比分析表明,本文方法的逼近效果和系统稳定性均明显优于现有的Padé变换法和Maclaurin级数法;与现有方法相比,本文设计的复小波变换电路具有结构简单、功耗低和体积小等优点.仿真结果表明了方法的有效性.