基于MARS的岩石抗拉强度预测模型

将无损检测技术与机器学习相结合,通过建立预测模型来快速确定岩石抗拉强度已经成为热门研究方向之一。为了建立预测模型,提出一种基于多元自适应回归样条(MARS)的数据驱动建模技术,用于岩石抗拉强度预测。共收集了80组试验数据,包括施密特回弹数、干密度、点荷载强度指数以及巴西抗拉强度。所有数据被随机分为2个部分,其中70%的数据用于训练模型,剩余30%的数据用于测试模型性能。同时开发了人工神经网络、支持向量机和决策树3种数据驱动模型。选择了4种常用的模型性能评价指标,分别为均方根误差、平均绝对误差、相关系数和决定系数,以此来对所开发模型的预测性能进行比较。结果表明:所开发的智能模型均能够提供较高的预测精度,其中MARS模型性能优于其他3种模型,支持向量机和人工神经网络模型次之,决策树模型相对较差。值得一提的是,MARS模型能够通过方差分析来评估每个变量的相对重要性。研究成果有助于快速确定岩石抗拉强度。

基于MARS和概率规划的离群值检测算法

为提高物联网数据质量,提出一种基于MARS模型和概率规划的多变量离群值检测方法。该方法能够将多个变量结合起来,通过一个模型检测离群值。创建一个多元自适应回归样条模型产生研究化的残差,将残差作为输入,采用概率规划方法,建立基于全贝叶斯推理的一般单变量离群点检测模型。实验结果表明,概率规划模型能检测出更准确的离群点,该模型提供了具有可信区间的概率分布。

基于高速摄像法的气液段塞流特性参数测量

在气-液两相段塞流中,液膜段的湿壁分数和弹头倾角是研究气弹段持液率和气弹特性的关键.文章基于光学成像技术设计了高速摄像法的视觉传感器测试系统,实现了气液两相段塞流气弹特性参数测量.基于图像分析技术,优化边缘检测算子,精确定位边缘位置,高质量提取了轮廓分布,将机器学习模型作为预测多相流特征参数的一种新方法,对气弹弹头倾角进行数据建模研究,分析了适用于分层平滑流、波浪和环状流的表观粗糙表面(modified apparent rough surface,MARS)模型以及段塞流气弹区和液膜区流动状态机理,在MARS模型基础上进行了参数优化,使其适用于段塞流液膜处的湿壁分数和持液率求解.结果表明:通过数据拟合的多项式模型弹头倾角α的模型预测结果的平均绝对百分比误差(MAPE)为8.87%,94.6%预测结果处于相对误差±20%的范围内.通过修正MARS模型提出的水平管段塞流液膜处湿壁分数预测结果的MAPE为9.42%,96.1%预测结果处于相对误差±20%的范围内.液膜持液率预测模型结果的MAPE约为8.04%,93.4%预测结果处于相对误差±20%的范围内.

二手市场是否参与回收?基于基金补贴的供应链模式研究

考虑在基金补贴政策下,构建无二手市场参与的基本模型和二手市场参与回收销售的混合模型,分析了供应链的最优决策和回收销售模式的选择,并通过模型比较研究了单位产品处置税、销售竞争、回收竞争等对运作决策的影响,最后,采用数值分析验证模型结论。研究表明:(1)在回收销售渠道的选择方面,无二手市场参与的回收销售模式是供应链各方的最优选择;存在二手市场竞争时,再造品产品质量和再造品企业社会责任感均会下降,社会福利下降。(2)政府补贴可以有效激励废旧品回收,促进供应链总利润的增加和社会福利的上升。(3)不同竞争系数的变化会给供应链带来不同的影响,废旧品的回收竞争会导致供应链总利润的减少和社会福利的下降;再造品的销售竞争可促进供应链总利润的增加和社会福利的上升。

基于MARS的模式数据精细化服务平台设计

针对传统模式数据服务的缺陷和弊端,按照互联网+思维,研究模式数据的分类和特点,深入分析各模式数据的类型、层次、时间、时次、数据中心、要素、时次、时效、区域、分辨率之间的关联,设计数据配置以及数据配置项与MARS命令脚本的转换算法。从易用性角度进行了流程设计、数据库设计、功能设计、页面设计,根据用户使用行为设计一个基于B/S的数据服务平台,实现了用户按需进行精细化获取数据的系统,降低了数据服务人员的工作强度,提高了业务用户和科研用户的工作效率。

基于MAR模型的SAR图像的聚类分割

合成孔径雷达(SAR)图像中的斑点噪声是SAR图像处理困难的主要原因,如何抑制斑点噪声及图像处理一直是SAR图像研究的热点。根据SAR图像的成像机理,采用能够描述不同尺度(分辨率)下固有特性的多尺度自回归(MAR)模型,提出一种有效的多尺度抑制斑点噪声和分割方法。首先对SAR图像多分辨率序列建立MAR模型,然后依据模型对SAR图像抑制斑点噪声,重构,最后用W ard聚类分割方法对SAR图像进行分割、比较。

火星沉降H-ENA的分布与特性

能量中性原子(Energetic Neutral Atom,ENA)是由能量离子与中性背景成分电荷交换产生.火星的外逸层扩展范围远高于弓激波,上游太阳风质子与其相互作用并转化为太阳风氢ENA(Hydrogen-ENA,H-ENA),新生的H-ENA可直接进入低层大气,成为新的物质与能量输运通道.本文基于单流体多成分MHD模型与中性外逸层模型,计算了火星200 km等高面沉降H-ENA通量的空间分布,统计了多种太阳风条件下沉降H-ENA的粒子与能量沉降率,分析影响因素.结果表明,在一定模拟条件下,产生于弓激波上游的太阳风H-ENA,呈cosZ分布(Z为天顶角),受磁异常影响较小,是沉降H-ENA的主要成分,占ENA总沉降量的59%,占能量沉降的81%;产生于磁鞘的磁鞘H-ENA受磁异常阻碍影响较大,在最强磁异常上方其沉降通量显著下降;沉降H-ENA与上游太阳风的通量呈正比例关系;2.1%~3.5%上游太阳风质子转化为太阳风H-ENA.

基于时变混合Copula-MAR模型的股市间风险传染分析

随着经济全球化的发展,金融市场间的风险传染问题越来越受到学术界的关注。本文利用高斯混合自回归(MAR)模型估计收益率的边际分布,其独立性等检验表明,MAR模型能很好地描述"尖峰厚尾"和"有偏"的现象。通过利用权重时变的混合Copula描述收益率间的动态非线性和非对称的动态相关性,本文对中国股市与国际主要股市的相关性进行实证研究,结果表明,无论是从下尾相关性还是上尾相关性来看,中国股市与美、英、日主要股市之间的相关性均还处于较低水平,与香港股市的相关程度相对较高。而当异常事件发生时,美、英、日和香港股市对中国股市的风险传染效应则十分显著。

MAR模型模态参数识别的虚假模态判定方法

MAR(Multivariate Auto Regression)是一种多变量时间序列模型,可用于结构响应建模和模态参数识别。作为一种时域方法,采用MAR模型进行参数识别同样存在虚假模态问题。针对该方法提出了一种新的虚假模态剔除方法。基本思想是:求解由结构响应建立的MAR模型的自回归系数,结合基于MAR模型识别的各阶模态参数建立含残差项的模态响应MAR模型,将残差较大的模态确定为虚假模态。首先讨论了结构脉冲响应的MAR模型及其模态响应MAR模型;然后应用杜哈梅积分思想,推导得到了环境激励下带误差项的结构响应MAR模型;对该模型进行时域离散,得到离散响应MAR模型。利用测试得到的结构响应即可建立MAR模型,并采用最小二乘法估计模型回归系数。利用回归系数与识别的模态参数建立含残差项的模态响应MAR模型。采用残差的欧几里德范数与模态响应范数比值作为评判指标,残差较大的模态即可判定为虚假模态。最后用数值模拟算例和模型实验对该方法的有效性进行了验证。结果表明:与常规稳定图相比,使用该方法剔除虚假模态后得到的增强稳定图更清晰,能更可靠地确定结构的真实模态。

一种基于模型预测的火星返回推力器容错控制再分配方法

针对火星返回上升器由于环境等因素造成的推力器故障导致的姿态控制系统失稳而难以安全返回的严重问题,提出基于模型预测的动态容错控制再分配方法。根据推力器动态特性建立上升器推力分配模型,对模型参数误差进行实时估计从而修正分配模型,根据模型预测自适应推力再分配方法实施容错控制。同时,将推力器输出限制作为优化求解器的约束,并将推力器故障模型作为优化求解的约束域,实现最小化分配误差和最小化燃料消耗意义下的最优推力再分配。计算机仿真表明了该方法的可行性和实用性,获得了满意的结果,它能使推力器输出推力误差降低60%以上,姿态控制系统能在故障状态下3~5 s快速镇定。

面向火星表面巡视探测的热惯量反演模型及试验验证

基于火星表面土壤温度的昼夜周期性变化特性,建立了一种面向火星表面巡视探测的热惯量反演模型,可根据表层不同深度的热电偶测温数据计算被测区域的热惯量,实现表面巡视探测过程中的热惯量在线反演。为验证模型正确性,在地面建立了火星表面热特性试验测试系统,通过对比被测模拟火星土壤的热惯量实际值与模型计算值,验证热惯量反演模型的精度。结果表明,与试验模拟火星土壤的热惯量数值相比,该模型对热惯量的反演误差小于6%,为在线反演火星表面不同土壤地形的热惯量,辅助识别地形可通过性提供了一种可行方法。

新一代火星大气模式GoPlanet-Mars V1的研制

火星探测是当前国家高科技竞争力的标志,世界航天强国均研制火星大气模式,为登陆探测提供气象环境保障.本文描述了我国新一代火星大气模式(global open planetary atmospheric model for Mars,缩写GoPlanet-Mars,简称GoMars)的研制,其中的动力框架完全自主研发,具有二阶精度、能保证质量守恒.GoMars引进并耦合了美国宇航局艾姆斯研究中心的火星物理过程,具备模拟沙尘、水和CO_(2)的能力.基于我国“祝融号”、美国“维京1号、2号”的实测数据以及国际火星大气全球数据集评估了GoMars,结果表明:GoMars能成功再现3个探测器记录的火星大气独特的地表气压“两峰两谷”特征;在全球地表温度、纬向急流、极区CO_(2)冰和沙尘方面,GoMars也具备良好的模拟性能,可为我国火星探测计划实施提供新的气象环境保障手段.

基于激光扫描的建筑物三维建模与设计研究

城市数字化建设飞速发展,临街老旧建筑的三维真实信息是建筑物改建、扩建工程设计和施工的依据,因此基于实测数据建立老旧建筑真实三维模型对于优化设计、总体规划、造价计算等具有重要意义。传统测量手段只能获取目标物特征点数据,基于少量特征点建模难度较大。随着科技发展,三维激光扫描技术可以实现自动化、高效率获取目标建筑海量点云数据的功能,以工程案例形式将点云数据采集、应用Sketch Up和Mars软件建模及优化设计的整体技术流程进行详细介绍,研究结果可为老旧街区保护和更新改造提供新思路,具有一定的借鉴和推广价值。

“天问一号”火星探测器着陆控制方案研究

本文先依据“天问一号”着陆的有关数据,运用数学和物理方法,建立着陆器的运动模型方程;再借助蒙特卡罗模型和遗传算法,分别基于耗时最短、燃耗最优的目标,设计着陆的控制策略。根据“天问一号”着陆的真实值数据,对模型进行了匹配度检验,结果表明:运动模型结果与真实值数据的误差较小,说明该运动模型具有可靠性,可以使其广泛应用于人类对其他星球的进一步探测,为宇宙探测计划提供参考性技术。

基于双导联ECG和多变量回归模型的远程心电诊断算法研究

目的研究适于远程心电诊断、高精度的心电信号 (ECG)直接分类方法 ,以克服接收端因信号重建而延误时间的问题。方法收集MIT BIHdatabase中正常窦性心律 (NSR)、心房早期收缩 (APC)、心室早期收缩 (PVC)、心室性心动过速 (VT)、心室纤维性颤动 (VF)和室上性心动过速 (SVT)各 30 0例进行分类研究。提出一种融合双导联ECG信号的多变量回归 (MAR)模型对心电信号直接进行分类 ,包括 :心电数据的MAR建模 ,利用MAR模型系数及其K L变换系数实施非线性二次判别函数 (QDF)法分类。结果文中方法快捷方便 ,分别获得了 98.3%至 1 0 0 %的分类精度。结论MAR建模法特别适合于远程心电诊断 。

火星进入热环境预测的热力学模型数值分析

采用数值模拟方法研究不同热力学模型中火星飞行器表面的热环境.研究发现,驻点区域流动近似为热力学平衡,随着飞行高度增加,流动逐渐偏向热力学非平衡.当壁面为非催化壁时,不同热力学模型所得热流基本一致,当壁面为完全催化壁时,热力学非平衡模型所得热流更高,这种差异由化学反应特征温度差异引起,并随着流动的热力学非平衡特性增加而增加.

基于ZigBee技术的人体健康监测平台

基于ZigBee技术,采用脉搏、ECG和SpO_2等微型传感器,感知人体生理信号;利用多变量自回归模型进行算法处理和数据融合,提高信号的可靠性和准确度;通过ZigBee无线网络,将信号传送到终端设备,开发一种对人体的心率、脉搏和血压进行同时、实时、随时监测系统,由此诊断人体的健康状况。实验表明,该平台性能稳定,在数据采集和传输等方面均达到了设计要求。

火星大气环流模型研究进展

火星尘暴是火星上特有的大气运动,也是人类登陆火星的主要障碍。考虑到火星的具体情况,早期针对火星大气的研究主要集中在实验室的物理模拟实验,建立火星大气实验室,研究在火星大气条件下火星尘埃扬起的机制等方面。同时根据地球大气物理的运动方程、能量方程和质量守恒方程,并与早期的火星观测数据进行比较,从而建立起火星大气环流的一般模型(GC-Ms)。GCMs模型对大中尺度的模拟计算能够取得好的效果,但对小尺度的计算很困难,为研究火星大量中等尺度和小尺度的大气环流现象(如尘暴的发生机制等),近来已经建立起了适合火星区域大气环流系统的模型(MRAMS)。MRAMS同时也是Mars Global Surveyor(MGS)用来处理高分辨率资料的理想工具。

精确动力学模型下的火星探测轨道设计

首先在二体意义下采用粒子群优化算法(PSO)求解Lambert问题,确定发射窗口和二体地火转移轨道。使用圆锥曲线拼接法设计地心停泊轨道、逃逸轨道,并作为轨道精确设计的初值,以建立在火星的B平面参数和地火转移时间为约束,在精确动力学模型下进行微分迭代修正,最终得到满足约束的精确轨道。将设计轨道在STK软件中仿真,结果吻合。

一种半解析方法火星再入探测器一体化设计模型

提出了一种火星再入探测器的半解析法一体化模型,为未来火星探测器的初步设计提供包括弹道、气动参数、防热系统在内的设计依据。在任务初步设计阶段,由于涉及多个学科,火星大气与地球大气模型差异很大,需要考虑的因素很多,因此需要一个半解析的,能够实时进行弹道、气动参数和防热层温度分布计算的设计工具。该工具应该包括气动外形、弹道、防热为一体的设计模型,且能满足计算负担要求。基于此,提出了一种普遍适应的火星探测器外形定义方程,并对其中的一种特殊情况进行了解析公式的推导。在合理假设的前提下,给出了计算防热层内部温度分布的半解析计算公式,并以MER-B(Mars Exploration Rover)探测器为例进行了弹道和气动受热仿真。计算结果表明,该一体化计算模型的仿真计算落点与实际落点很接近,达到了火星探测器初步设计阶段一体化的计算要求。