突变信号的时幅拐点分析法

为解决发动机高速轴承振动数据时域信号中隐藏的突变信号难以精确时频定位的问题,提出一种突变信号的时幅拐点分析算法． 该算法首先通过离散傅里叶变换对信号进行特征频率的提取,再针对该特征频率进行时移傅里叶分析,通过该频率时移傅里叶分析下的时幅拐点找出突变信号的进入时刻和消失时刻,最后通过对确定时段内的信号进行二次傅里叶分析获得该突发信号的幅值． 理论分析、理论仿真和高速轴承振动数据工程仿真验证均表明,该算法能准确捕捉和提取突变信号的幅值及其在振动信号中的出现时刻和消失时刻．     

沪深300股指期现货市场间相依度测度实证研究

考虑金融市场间非线性、非正态性假设下的交叉相关性特征,基于复杂性理论视角,引入更符合金融市场实际的交叉相关性统计量检验、去趋势交叉相关性分析(DCCA)及多重分形去趋势交叉相关性分析(MF-DCCA)等方法对沪深300股指期现货市场间的相依度测度进行定量研究.研究结果表明:我国沪深300股指期现货市场不但自身具有长记忆性及多重分形特征,且两市场间也存在着显著的交叉相关性和交叉多重分形特征.上述研究结果将为深入研究多市场间非线性依赖关系和复杂特性机理提供有益参考.     

考虑失效模式相关性的机械系统可靠性分析

考虑失效模式相关性对机械系统可靠性的影响,提出了一种基于FORM(first order reliability methods)近似的系统可靠性分析方法及其实施流程.采用FORM计算系统各失效模式的可靠度和灵敏度,在此基础上,获得用于衡量失效模式相关性的相关系数矩阵.将系统可靠性模型求解转化为多维正态积分计算,进而采用高效的近似方法获得系统可靠度.给出失效模式灵敏度和随机变量灵敏度的定义及其相应的计算方法.算例结果表明:该方法能够获得较为准确的系统可靠度,且具有较高的计算效率,能够有效识别关键失效模式和随机影响因素.     

基于变权综合层次分析法的尾矿库溃坝风险模型

影响尾矿库溃坝的因素较多且相互作用、彼此耦合,因此尾矿库溃坝风险评价具有不确定性.根据尾矿库安全影响因素建立层次结构模型,构造各相应层次判断矩阵,应用层次分析法将定性分析与定量分析相结合,从而求得各因素的权重.将变权综合分析法引入到层次分析法中.构建均衡函数并通过均衡系数α来进一步优化各影响因素的权重取值.工程实例的应用表明该方法能得到较为合理的评价结果.同时分析了单一因素改变对评价结果的影响,综合分析变权评价与常权评价结果的差异,结果表明变权评价能更好地反映工程实际情况,特别是当指标参数差时,变权评价可以显著降低评分.     

基于特征增强的水工结构裂缝语义分割方法

基于计算机视觉的混凝土裂缝自动检测方法逐渐成为大坝、廊道和引水隧洞等水工结构场景检测任务的主流选择。然而,目前大多数方法在裂缝特征提取过程中均存在不同程度的损耗,缺乏针对性的补偿措施,导致最终检测效果不佳。该文提出了一种基于特征增强的水工结构裂缝语义分割方法,主要用于解决混凝土水工结构裂缝高精度语义分割问题。该方法通过对裂缝数据进行统计学分析,获取裂缝像素与非裂缝像素关系及其对应分布情况;采用ResNet-152特征提取网络提取裂缝图像抽象语义信息,并根据统计分析结果对高维特征进行区域聚集,构建自注意力模块,增强模型对裂缝的定位性能;结合裂缝信息分布情况,对网络损失函数进行优化,增加裂缝特征对总体损失值的贡献率,提升模型对裂缝的识别精度。该文采用智能化设备获取大坝和廊道2种水工结构场景的图像数据,图像数据经图像预处理和标注整理后获得的裂缝图像和标签共3 000张;将由训练获得的分割模型在测试集上进行测试,裂缝像素准确率、召回率、交并比和总像素准确率分别达92.48%、86.52%、80.82%和99.79%。该文提出的分割方法在水工结构裂缝检测方面具有一定应用研究价值和推广意义。     

基于土地利用的江苏省各市生态系统服务价值时空变化研究

【目的】土地利用变化必然改变生态系统结构进而导致生态系统服务价值产生变化。探究江苏省长时间序列的生态系统服务价值与土地利用变化的关系,为江苏省生态可持续发展与土地利用规划管理提供科学依据。【方法】以江苏省为研究区,基于1980—2020年每隔10 a的各市土地利用数据,建立土地利用转移矩阵,分析江苏省土地利用变化特征。采用单位面积价值当量法计算不同时期江苏省各地级市及不同区域的生态系统服务价值;借助GIS技术进行生态系统服务价值空间插值分析(IDW),分析江苏省生态系统服务价值时空动态;利用弹性系数计算土地利用变化率以及生态系统服务价值变化率比值,揭示土地利用变化对生态系统服务价值的响应规律。【结果】1980—2020年的土地利用转移矩阵结果显示,江苏省土地转出量最大的是耕地,转入量最大的是建设用地,其中土地利用转移最主要的方式是耕地转为建设用地。基于单位面积价值法计算结果表明,研究期内江苏省总生态系统服务价值呈上升趋势,不同生态系统服务类型中,水文调节价值最大,水资源供给价值最小。从不同城市角度来看,苏州、盐城、淮安的总生态系统服务价值较高,空间插值分析结果显示,江苏省总生态系统服务价值在长时间序列中表现出明显的连续性与差异性,总体呈现东高西低、南高北低的特征。弹性系数结果显示,高弹性值的区域相对主要集聚于东部沿海,中弹性值的区域相对广泛呈片状分布,低弹性值的区域分布相对分散。【结论】江苏省土地利用变化显著,生态系统服务高值分布与土地利用类型覆盖面积以及生态系统服务价值系数有重要关系,土地利用变化对生态系统服务价值产生影响,同时决定了生态系统服务价值的弹性变化。生态系统服务价值的系数越高,其对土地利用变化越敏感。     

面向目标多模态情感分析的双通道循环神经网络模型

面向目标的多模态情感分析,其任务是对多模态帖子或评论中给定的目标词进行情感分类。针对目前该领域结合循环神经网络的模型只关注于一般的文本和图片表示,没有同时考虑模态内和模态间的信息交互,且忽略了图像信息中的噪声的问题,提出了一种双通道循环神经网络模型（DRNN）。该模型首先设计了一个基于注意力机制的循环神经网络模块,该模块利用门控循环单元（Gate Recurrent Unit, GRU）来过滤图像的噪声,之后通过注意力机制将文本和图像融合,最后将融合后的信息逐步加入目标信息中,得到模态间的动态表示。另外提出了一个目标文本交互循环神经网络模块,该模块通过计算目标信息与上下文中每个词的权重来学习模态内的上下文表示。最后将两部分模块得到的信息拼接后送入全连接层和softmax层预测情感极性。在两个基准数据集Twitter-15和Twitter-17上进行了大量实验,实验结果表明,与当前最先进的模型相比该模型能够有效增强面向目标的多模态情感分析的效果。     

生物大数据中的聚类方法分析

随着人类基因组计划的实施和完成, 生物实验技术快速发展, 生物数据呈现爆发式增长并不断积累, 生命科学迎来了大数据时代. 在后基因组时代, 单一的统计模式逐渐被智能化与综合分析相结合的方式所取代, 聚类分析便是核心的数据挖掘方式. 描述了生物信息学领域中的大数据现状, 总结基因表达谱分析和生物网络分析中常用的聚类方法, 并对小鼠胚胎成纤维细胞的时间序列数据进行实验对比. 实验结果表明, 不同的聚类方法生成了不同的实验结果, 面临高噪声的生物大数据, 选择或结合合适的聚类方法进行综合分析将有助于获得更可靠的分析结果.     

荒漠地区耐久性沥青路面结构设计指标与路面结构力学分析

通过分析荒漠地区恶劣自然环境下的重荷载交通沥青路面使用状况,采用有限元分析,提出了采用路面性能指数PCI、路表面弯沉与路面车辙作为路面结构的设计指标;得出了荒漠地区耐久性沥青路面结构受力分布.结果表明:不同轴载作用下路表最大竖向变形与轴载近似成线性关系,随着轴载的增大,最大竖向变形逐渐增大;路表最大拉应力以轮轴线呈现对称分布;路面结构层内的剪应力随着深度增加而增大,在距路表5 cm处剪应力达到峰值.研究成果可为荒漠地区耐久性沥青路面选材与结构设计提供科学的理论支撑与技术指导.     

矿物元素结合簇类独立软模式法对冬枣产地判别模型的优化

为了提高冬枣产地鉴别方法的准确性,测定了69个冬枣样本中10种元素的含量,并对数据进行了差异性分析、主成分分析和簇类独立软模式分析(SIMCA).结果表明,冬枣中Mg、B、Mn、Fe、Zn等元素在不同产地间存在显著差异,利用主成分分析可以看出不同产地样本有较好的聚类趋势.在前4个主成分中,Fe、B、Mn、Zn和K元素的载荷值较高,是重要的产地识别元素.利用SIMCA建立的产地判别模型,置信水平为5%时对验证集样本判别结果最好,识别率为100%,拒绝率为78.95%.研究结果证实了农产品中多元素分析结合SICMA法可以有效用于原产地的鉴别.