一种新的交通流混沌实时快速识别方法

交通控制的实时性要求高,需要实时快速判定交通流混沌才可以实现交通流的混沌控制。由于在一个控制周期内只能获得很少量数据,交通流时间序列的样本数受到限制。然而现有的混沌识别方法由于要求样本量大,无法满足实时性要求。基于GM(1,1)模型的混沌特性提出一种新的实时快速识别交通流混沌的方法,可以在混沌之初检测到混沌。并通过理论交通流时间序列、实测交通流时间序列进行了实证分析。结果表明:只需至少4个样本点就可以在混沌产生之初精确地检测到混沌,可以很好地满足混沌检测实时性的要求。     

利用0-1测试快速识别交通流时间序列中的混沌

交通流时间序列混沌识别的方法主要有最大Lyapunov指数法、关联维数法和替代数据等方法,但这些方法需要对交通流时间序列进行相空间重构。引入一种新的判别交通流时间序列混沌特性的方法——0-1测试方法,该方法不需要对时间序列进行相空间重构,因而方便对交通流时间序列中的混沌现象进行快速检测。首先利用Logistic映射产生的时间序列对该方法的有效性进行了检验,随后又选用两组不同的实测交通流时间序列利用0-1测试进行了混沌检验。研究结果表明:在两组交通流时间序列中都存在混沌成分,而在其中一组数据中还存在随机成分。     

基于改进型替代数据法的实测交通流的混沌判别

通过对实测交通流进行混沌判别，可以为实际交通流的预测和控制提供理论指导。改进型替代数据法是准确判定时间序列是否具有混沌特性的一种有效方法，该算法不仅能够很好地重构原始时间序列的特性，并且能够避免直接识别混沌方法的局限性。本文以关联维数作为混沌判据，应用改进型替代数据法对微观实测交通流的时间序列进行了混沌判别。实证结果表明，我们实测的交通流中存在混沌，改进型的替代数据法能对其进行准确判别。     

应用改进型小数据量法计算交通流的最大Lyapunov 指数

最大Lyapunov指数是非线性系统的一个非常重要的特征量.微观仿真交通流具有典型的非线性,计算交通流的最大Lyapunov指数对研究交通流的非线性特征具有重要意义.通过用虚假临界点法计算嵌入维数可以使小数据量法更加完善.首先应用改进型小数据量法计算几个典型的非线性系统的最大Lyapunov指数,验证算法结果的准确性.然后再用此方法首次对Bierley跟驰模型产生的微观仿真交通流和微观实测车流的时间序列进行实证分析.结果表明,该方法能较准确的计算出最大Lyapunov指数,可以作为研究交通流非线性特征的定量方法.     

一种新的交通流混沌实时判定方法

对交通流进行混沌判别,可以为实际交通流的预测和控制提供理论指导。由于在一个控制周期内只能获得很少量的数据,交通流时间序列的样本数受到限制,只能采用小数据量的混沌判别方法,然而单独利用改进型小数据量法判别混沌可能出现误判,因此,本文把改进型小数据量法和改进型替代数据法结合起来,既利用了小数据量法计算简单、抗噪性好、所需数据量少等优点,又利用了替代数据法的严密性避免误判。介绍了方法的原理步骤,对理论交通流和实际交通流的时间序列进行了实证研究。结果表明,该方法能对交通流混沌现象进行准确判别,并可用于实时判定。     

基于支持向量机的交通流混沌快速识别研究

采用支持向量机研究交通流混沌的在线快速判别问题.在分析交通流控制对交通流混沌判别的要求和现有混沌判别方法存在问题的基础上,提出了基于支持向量机的在线交通流混沌快速实时判别方法,介绍了该方法的原理和实现该方法的系统结构.重点讨论了特征向量的提取和支持向量机实现在线识别的算法,给出了仿真试验结果,说明了方法的可行性与正确性.     

基于Kalman滤波算法的Volterra级数核估计及其应用

为了进一步提高Volterra级数模型在混沌时间序列预测中的精度以及核估计的收敛速度,提出利用自适应Kalman滤波算法对Volterra级数核进行估计的一种新方法。同时,在混沌动力系统相空间重构的基础上,采用关联维数法和最大Lyapunov指数法,对船舶运动时间序列进行混沌特性判定,并对船舶横摇运动时间序列进行多步预测。仿真表明,与归一化最小均方(normalization least mean square, NLMS)算法和最小二乘(recursive least-square, RLS)算法的Volterra级数模型相比,基于自适应Kalman滤波算法的Volterra模型在收敛速度与预报精度方面均优于NLMS算法和RLS算法,为实时在线预报提供了理论依据。     

汇率时间序列混沌动力学特征及实证

为判定汇率时序是否具有混沌动力学特征,运用相空间重构技术和小数据量算法对5种主要货币兑美元的日汇率数据进行实证分析.研究发现,5种汇率时间序列的最大Lyapunov指数λ1均大于0,相关维数均为分数,表明汇率时间序列的确存在混沌动力学特征.混沌特征的判定为深入分析汇率序列,以及进一步的预测和风险控制提供了重要的理论依据.     

我国资本市场混沌特性研究

提出通过相空间重构及 Lyapunov指数来判定系统的混沌特性 .给出了时间序列相空间重构中确定最小嵌入维数的伪邻点法及确定时滞参数的自相关函数法 ;提出了一种计算 Lyapunov指数的实用方法 ;最后 ,以上证综合指数收益率时间序列为例进行了我国资本市场混沌特性判定研究 .     

基于Lyapunov指数的混沌时间序列识别

混沌特性的识别是对非线性时间序列进行分析、预测、控制的基础。本文克服了已有文献用Lya-punov指数识别混沌时计算Lyapunov指数的不足,由关联积分构造统计量来计算相空间重构的参数,然后利用混沌的遍历性及定义,提出了计算最大Lyapunov指数的新方法。     

基于时间序列分析的制造质量水平变化的混沌特性

在定义了制造企业生产制造时间序列的基础上,使用G-P算法计算时间序列的关联维数。通过关联维数的计算得到相应的嵌入维数后,使用基于相空间重构的小数据量法计算混沌时间序列的Lyapunov指数。采集HZ近三年的日生产产品合格率作为研究制造质量水平变化混沌特性的原始数据。在以上技术路线及数据的基础上,得到的关联维为分数,而Lyapunov指数为正值,说明日生产产品合格率变化时间序列呈现出混沌特性。另外将以上数据分为8个时间序列,每个时间序列同样得到分数关联维数与正Lyapunov指数,说明制造质量水平的变化是一直是混沌的,为制造质量水平的预测在理论上提供了可能性。     

Study on the expression of systematic Lyapunov exponent based on UPOs

The natural measure of a certain area in phase space is defined firstly. On the basis of natural measure, the expression of Lyapunov exponent based on unstable periodic orbits (UPOs) of chaotic systems is deduced from theoretical aspect. Then, by means of the inherent relation between UPOs and systematic Lyapunov exponent, the transitional mechanism and route of chaotic systems from low-dimensional chaos to high-dimensional chaos are explained. In the end,a novel method for computing systematic Lyapunov exponents based on UPOs is proposed. Its computing procedure is also summarized. The chaotic system described by Henon map is taken as example. Through calculating the Lypunov exponents of this system, validity of the suggested method is verified.     

基于混沌预测的模糊神经网络控制器设计及应用

由于混沌时间序列内部确定的规律性 ,其重构出混沌吸引子的相空间具有高精度短期预测性。根据非线性、大时滞系统的时间序列重构相空间 ,计算相空间的最大Lyapunov指数、饱和嵌入维数和可预报尺度 ,并以此为指导 ,对系统作高精度预测。在此基础上 ,又设计了遗传算法优化的模糊神经网络预测控制器 ,实现了对非线性、大时滞系统高精度的自适应控制。将该控制应用在锅炉过热汽温控制中 ,仿真表明该控制的有效性、准确性和鲁棒性。     

七鳃鳗神经系统的混沌仿真

使用WLC网络模型对七鳃鳗神经系统进行建模,提出一种计算最大李亚普诺夫指数的新方法——改进的小数据量法,典型非线性系统的仿真结果表明,同Wolf方法相比,新算法得到的结果更加精确。基于新算法的数值仿真表明,当没有外界刺激时,七鳃神经系统处于稳定状态,随着外界刺激的不断增加,七鳃鳗神经系统逐渐进入混沌状态,但是,当外部刺激增加到一定程度以后,七鳃神经系统又回到稳定状态。     

Empirical Evidence about Chinese Macroeconomic Chaos

In this paper,we apply techniques in dynamics to search for empiricalevidence of chaos in Chinese macroeconomic time series.We test national financial expenditure(including foreign loans)and obtain that its correlation dimension is about 2.10 and its Lyapunovexponent is positive.So national financial expenditure(including foreign loans)is chaotic andpossesses low dimensional strange attractor.Moreover,at least four variables are needed todescribe its potentially dynamical behaviors.     

海杂波的混沌特性分析

介绍了相关维数、Lyapunov指数等用于描述混沌动力系统的重要概念及其计算方法,并对雷达采集的实际海杂波时间序列数据进行了计算分析。结果表明,海杂波具有有限的相关维数和正的最大Lyapunov指数,说明海杂波信号具有混沌系统的典型特征。