润扬大桥斜拉桥实测响应的 小波包分析及其环境变异性研究

将环境荷载激励技术与小波包分析技术相结合, 提出了环境激励下基于小波包能量谱的大跨斜拉桥结构损伤预警方法. 在此基础上对润扬大桥斜拉桥结构的实测加速度响应进行了小波包分析, 详细地考察了环境激励下斜拉桥实测小波包能量谱及其损伤预警指标的环境变异性. 分析结果表明, 实际环境条件(交通荷载、环境温度和台风荷载)与斜拉桥实测小波包能量谱存在较为明显的相关关系, 主要表现为环境温度的变化对小波包能量谱的影响是长期性的趋势, 而交通荷载和风荷载的影响则由于荷载的非平稳性呈现瞬时的颤动变化. 实测数据的分析结果进一步表明, 基于小波包能量谱的结构损伤预警指标 ERVD能够敏感地表征环境温度和台风激励对润扬大桥斜拉桥振动特性的影响. 因此, 结构损伤预警指标ERVD适合于环境振动测试下的大跨斜拉桥结构的实时损伤预警.     

分布式光纤传感信号特征提取方法研究

本文分析研究了分布式光纤传感信号的三种特征提取方法：MFCC参数特征提取法、小波包能量特征提取法和小波包Shannon熵特征提取法,并且用RBF神经网络分别进行了实验。实验识别结果表明,相比其他两种特征提取方法,小波包Shannon熵特征提取法能产生较好的识别结果。     

大跨悬索桥扁平钢箱梁温度梯度与温度影响研究

对运营中的润扬大桥悬索桥钢箱梁进行了现场温度测试,分析了日照环境作用下正交异性扁平钢箱梁温度场变化规律与分布特征,对于测试数据进行了函数优化拟合与误差分析,提出了一种适合于六角形扁平钢箱梁的温度梯度分布曲线．在此基础上,进行了正交异性扁平钢箱梁的温度效应有限元分析,比较了不同温度梯度模式对于钢箱梁受力特征与应力分布的影响．分析表明：日照环境作用下,扁平钢箱梁结构的热传导具有明显的“箱室效应”特征,实际温度梯度分布与现行规范的规定不符．采用实测温度梯度模式计算得到钢箱梁温度应力大于采用规范温度梯度模式的结果,应力大小与设计车辆荷载作用产生的应力接近．温度荷载作用产生的应力集中主要位于正交异性钢箱梁制造焊缝附近,在设计、施工、研究中应该予以重视．本文的研究可作为现行桥涵设计规范中相关内容的补充．     

基于最优小波包分解的图像隐写通用检测

基于图像最优小波包分解,提出了一类具有较高检测正确率的信息隐写通用型检测方法.首先基于Shannon熵计算信息代价函数,对图像进行最优小波包分解,并从分解得到的子带系数以及图像像素中提取直方图特征函数多阶绝对矩作为特征,然后对提取的特征进行预处理并设计BP神经网络分类器进行分类.针对不同的背景和应用环境,文中给出了3种不同的检测算法.针对LSB、PMK、LTSB、Jsteg、F5及JPHide等典型隐写算法的实验表明:此方法相比现有的典型通用检测方法,正确检测率提高约6.4%～15.4%,且具有更好的通用性,并可为设计基于最优小波包分解的模式识别和分类算法提供参考.     

外通频带地震信息的利用

外通频带地震信息是指地震信号谱通频带以外的频率成分所携带的地震信息。提高外通频带地震信息的利用水平有助于提高地震资料的利用率和勘探效果。论文作者以数值模拟和实际地震资料处理结果表明：利用外通频带地震信息可以识别小的地质异常体，固定油气藏的空间分布范围。以高精度时频分析为基础形成共频率数据体，如共频率地震剖面、共频率水平切片及共频率沿层切片是外通频带地震信息利用的有效手段。在地震资料具有较高信／噪比时，能量较弱的外通频带信息和能量较强的通频带内的信息可等同使用，并有时独具特色，在薄、小地质异常体的识别方面，能发挥通频带内地震频率成分难以起到的作用． 至少能起到补充作用。     

桥梁健康监测海量数据分析与评估——“结构健康监测”研究进展

详细介绍了国家杰出青年科学基金项目＂结构健康监测＂（项目号：50725828）研究进展.该项目针对桥梁环境荷载和静动力响应等海量监测数据的处理分析与评估迫切需求,并紧密结合大跨斜拉桥和悬索桥的结构特点,系统地研究了大跨斜拉、悬索桥梁服役环境作用监测与效应模拟技术、动力性能监控与异常预警技术以及关键构件状态评估与运营维护技术.主要包括：①基于温度、日常风和台风监测数据提出了大跨桥梁服役环境作用模型与模型参数确定方法,并结合大跨桥梁多尺度基准有限元模拟方法研究了桥梁服役荷载效应模拟技术;②基于振动监测数据建立了大跨桥梁整体动力特性参数以及斜拉桥拉索索力、悬索桥主缆和吊杆内力的在线识别方法,形成了＂环境条件归一化＂的桥梁运营状态监控与异常预警技术;③基于应变、梁端位移等监测数据开展了服役环境下钢箱梁焊接细节疲劳荷载效应、主梁伸缩缝的温度和车载效应分析方法研究,形成了桥梁关键构件服役性能监控和寿命评估技术.     

α进制最小能量区间小波框架的构造

基于小波多尺度特征和信号多通道理论需要,本文对a进制最小能量区间小波框架进行了系统研究,其中a为任意大于等于2的正整数.首先,给出了a进制最小能量区间小波框架的定义,建立了a进制最小能量区间小波框架的充要条件;其次,我们设计了支撑长度为任意整数γ的a进制最小能量区间小波框架的构造算法,并构造性地给出了构造算法所涉及矩阵的表达式;最后,给出了最小能量区间小波框架的分解与重构算法,并构造了数值算例.     

一种基于边缘检测的小波包非对称分解在图像编码中的应用

图像的像素点的值分布并不是均匀的，而是集中地分布在一些区间之内。小波包分解是将频带等分为2j个新的子带，但很多子带里只有少数无用的孤立点；而在像素点集中的子带里，如果要进行更细的分解，将使子带数量呈指数级数增长。本文提出一种方法先对图像进行边缘检测，得到边缘与非边缘部分。对于像素点集中的几个部分，再分别对这几个部分定义不同的细度并采用小波包非对称分解再进行进一步细分，对于少数无关紧要的孤立点则舍弃。这样既保持了图像的有效信息，又能极大地减小图像编码的冗余度。     

桩基应力波检测的小波分析

论证了小波分析应用到桩基完整性检测上的理论根据. 运用波绕射理论阐明了桩中各种缺陷的反射脉冲频谱发生变化的机理. 模型桩实验和大量工程桩检测结果证实了理论分析的正确性. 提出了定量评估桩身损坏程度的小波分析方法. 给出了描述反射信号频谱变化的特征指标. 利用这些指标可以划分桩损伤程度的等级, 并给出了它们的临界值. 这些特征指标还可用于识别缺陷的类型.     

TIME-IGGCAS模式与经验模式和观测数据的比较

TIME—IGGCAS（Theoretical Ionospheric Model of the Earth in Institute of Geology and Geophysics,Chinese Academy of Sciences）模式是我们在前人工作的基础上完善的一个中低纬理论电离层模式．本文把该模式的结果与其他一些有代表性的经验模式和多种观测数据作了详细的对比．比较结果表明：TIME-IGGCAS模式模拟的电子浓度、电子离子温度在数量级上均与经验模型和观测符合得较好,在地方时变化、纬度变化、季节变化这些变化形态上也符合得较好,并且模式能很好地模拟出赤道异常、冬季异常和半年异常这些电离层异常,这为我们进一步开发电离层数据同化模式奠定了良好的基础．无论是与经验模式还是与观测相比,TIME—IGGCAS模式均低估了电子温度而高估了离子温度,模式在日出日落时段和在低高度模拟的偏差较大,这些结果为我们以后进一步完善模式、改善模式的模拟能力提供了参考．     

基于二通道不可分小波的多光谱图像融合

提出了一种伸缩矩阵为[1,1;1,-1]的二通道不可分小波滤波器组的构造方法,并把它应用于多光谱图像与高分辨图像的融合中．设计出多组不可分4×4小波滤波器组,并提出了一种基于该类小波的多光谱图像融合算法．利用所设计滤波器分别对多光谱图像的亮度分量和全色图像作多尺度小波分解,选取参数对分解后的低频分量进行调节融合．实验结果表明,该方法能较好地保持多光谱信息和高分辨率信息,其保持光谱信息的能力和保持高分辨率信息的能力比基于张量积离散小波帧变换（DWFT）的融合方法和基于改进的IHS变换的融合方法都强,当t值较大时,融合结果图像含有较丰富的光谱信息．与基于4个通道小波的图像融合方法相比,该方法可节约一半的运算量．     

基于小波的钦州水稻产量多时间尺度分析与预测

利用小波诊断技术对广西钦州1950～2005年水稻产量和播种面积进行了多时间尺度分析,并利用基于小波的ARIMA模型进行了预测。分析结果表明：56年来,钦州水稻总产量和单位产量波动具有明显的3a、7a和25a特征时间尺度,播种面积7a特征时间尺度主要受农村土地制度改革影响。基于小波的ARIMA模型在水稻产量、播种面积预测方面精度很高,预测误差与气象灾害和土地政策变化有关。利用基于小波的水稻产量多时间尺度分析与预测方法,可以辅助水稻产量增减周期的分析以及对未来趋势的判断,对于结合供求关系合理调整种植面积,促进农业可持续发展提供帮助。     

电子束辐照下钛酸锶钡薄膜的子能量损失谱研究

实验发现在较高电流密度的电子束照射下(电流密度约为2nA/cm2),BST薄膜有辐照损伤现象发生.原位实时记录的Ti和O的电子能量损失电离边峰强度比和相对位移的变化表明:损伤过程主要表现为薄膜失氧及其导致的正离子化学价态的变化.具高空间分辨的电子能量损失谱研究证明:相对于具有完整晶体结构的柱状晶晶粒内部,有着特殊结构和化学环境的柱状晶晶粒边界是失氧的主要途径.     

韩江三角洲河网航道整治水动力数学模型

对韩江三角洲河网区河道进行概化，采用Preissmann有限差分格式和松弛迭代法建立韩江三角洲河网水动力数学模型，并利用2005年的实测水文资料对韩江三角洲河网的水面线、分流比进行验证，最后对2个整治工程方案的整治效果进行模拟计算和方案比选。结果表明：水位计算值与实测值误差一般小于0．05m；分流比计算值与实测值误差小于1％；在整治流量条件下，各河道水位变化很小，分流比增加值最大为2．35％；在洪水条件下，水位壅高值最大为0．07m，分流比增加值最大为2．06％。     

电子束辐照下钛酸锶钡薄膜的电子能量损失谱研究

实验发现在较高电流密度的电子束照射下(电流密度约为2 nA/cm²), BST薄膜有辐照损伤现象发生. 原位实时记录的Ti和O的电子能量损失电离边峰强度比和相对位移的变化表明: 损伤过程主要表现为薄膜失氧及其导致的正离子化学价态的变化. 具高空间分辨的电子能量损失谱研究证明: 相对于具有完整晶体结构的柱状晶晶粒内部, 有着特殊结构和化学环境的柱状晶晶粒边界是失氧的主要途径.     

基于MRF的统计预测提升算子的构造与应用研究

根据图像的统计信息, 在Markov随机场(MRF)的理论基础上, 构造了一种新的非线性算子即统计算子, 提出了基于该算子的一种非线性提升小波分析方法. 并根据MRF的条件概率分布, 在理论上证明了采用基于统计算子的非线性提升小波变换可使图像变换后, 在无量化失真的前提下, 提高高频子带的零高频系数. 将该方法与现有的几种非线性形态学小波分析方法以及S+P变换和JPEG2000采用的5/3和9/7线性提升小波变换进行了不同图像的测试分析, 实验结果显示, 利用这种基于统计算子的提升小波分析方法对医学图像和混合文档图像变换后可取得较低的加权熵.     

结构动力分析实际地震动输入的选择与能量评价

针对结构动力分析过程中实际地震动记录的合理选择问题,对选择实际地震动记录的思路、选择过程中数据库的建立及记录的筛选、选择地震动记录的原则、幅值调整和样本数量等问题进行了分析,提出了采用遗传算法和贪婪算法相结合的方式优化选择地震动记录样本的方法,对目前采用匹配设计加速度谱方法选择的实际地震动记录的输入能量特征进行了分析.采用所提出的优化选择方法可以使选择的记录均值谱与目标谱在控制周期段内较好的吻合,各记录反应谱之间的离散性较小,而且可以控制重要周期段各周期点均具有比限值更小的误差.考虑结构的累积损伤或分析具有明显耗散特性元件的结构,采用仅匹配加速度设计谱选择的记录并不适用,建议了考虑输入能量需求选择地震动输入的方法.     

澳门友谊大桥“鹦鹉”台风的湍流特性实测和分析

为了探索、了解登陆台风强风过程的湍流特性和空间相关特性,利用设置在澳门友谊大桥主跨桥中相距30m的两台三维超声测风仪实测的"鹦鹉"台风过程数据,在数据可靠性、代表性判别基础上,采用谱分析、数值模拟和统计等方法,重点分析了"鹦鹉"台风过程的强风时段的平均风速和风向特征、湍流强度、湍流积分尺度、湍流功率能谱、空间相关系数和相干函数等.实测数据分析发现:(1)同步观测的两台测风仪获取的台风过程平均和湍流风特性变化均具有很好的一致性,台风的过程风速呈"M"型双峰分布,大于8级强风的风向转换了122°方位角;(2)台风眼壁强风区纵、横和垂直向湍流强度之比为1:0.96:0.36,与规范推荐的1:0.88:0.5相比,横向湍强更大,垂直向湍强较小;(3)台风眼壁强风区积分尺度增大,"鹦鹉"表现在其中心经过前的强风区湍流积分尺度是非台风风况的2倍左右;(4)脉动风空间相关性、相干函数曲线和衰减系数在台风过程的不同时刻存在显著差异,台风眼壁强风区水平向脉动风的空间相关性较强,水平空间相关谱随频率的衰减速度较慢,相干函数的衰减拟合系数C值最小为4.67,小于规范下限值;台风中心经过时刻衰减系数最大为27.75,也较规范给出的上限值大.上述"鹦鹉"的强风特征参数,部分地表征了台风强风的湍流和空间相关特性.     

生物能量在生命体中传递的新理论及实验证实

我们从蛋白质的分子结构和ATP水解所放出能量的特征出发,提出了一个新的生物能量传递理论。并用新的哈密顿函数和波函数代替了原来旧的函数,用解析的方法求出了传递生物能量的孤子在其生理温度和它的寿命时间内能够传递过上千个氨基酸分子,于是它可能是传递生物能量的真正载流子。用解析和数值模拟的方法研究了这种传递生物能量孤子的特性和在生理温度300K时的热力学稳定性,证明了这种孤子在生理温度时是十分稳定的,它的寿命能达到300ps,可能是生物能量的传递者。再通过实验测定了在胶原蛋白和牛血清蛋白等(-螺旋蛋白的光谱特性及其在27-95℃范围内其谱线分布和谱线强度随温度的变化,把所检测的三个结果与能量传递的理论预示的结果相比较,发现它们完全一致,从而从实验上证明了在蛋白质分子中建立的生物能量传递理论是正确的。而理论预示的孤子是蛋白质当中生物能量传递的真正载流子。     

具有13矩近似分布函数的等离子体的非相干散射谱

讨论了以Maxwell分布为权函数、正交多项式形式的速度分布函数中,热流和黏滞力所起到的作用和物理机制．在引入有效温度耳的情形下,计算了任意视线方向上的等离子体对电磁波的非相干散射功率谱．讨论了热流项和黏滞力项产生的不对称和各项异性对功率谱的影响,计算了功率谱随电场、视线方向、碰撞频率和温度的变化．分析了黏滞和热流效应对反演的影响,在大电场条件下,这些非Maxwell特征必须予以考虑．