数据透视方法下的充电桩低频辐射特性分析

GB/T 18487.2—2017新增对充电桩设备低频电磁辐射发射的具体要求,但大量测试数据仅以“频率-幅度”二维数据表格的形式记录和呈现。为直观获得大样本直流充电桩低频辐射干扰的分布特点和趋势,采用数据透视的分析方法对大样本数据进行分析。将直流充电桩关键字作为信息标签,针对信息标签对测试数据进行筛选排序、分类汇总和交互式查询。通过平面投影、直方图、区间化幅度概率分布等数据可视化方法,呈现大样本数据的统计特性。采用数据透视方法进行直流充电桩低频辐射特性分析,以直观获得样本数据的统计规律。该规律能够为统计产品特性、提高产品性能提供直观的参考依据。数据透视分析方法同样适用于其他测试数据的统计特性分析。

驾驶人背部肌肉负荷定量研究

使用表面肌电图(sEMG)技术测定驾驶人躯干肌肌肉活动,定量驾驶人背部肌肉负荷水平。选取8名健康男性大学生作为受试者,有驾驶资质,右利手。在驾驶模拟器上以80 km/h的速度匀速驾驶。模拟器场景为三车道直道的自编场景,受试者在中间车道行驶共120 min,同步记录躯干肌中左右腰竖脊肌(LES和RES)和左右多裂肌(LMM和RMM)的肌电信号。在模拟驾驶前,测试LES、RES、LMM和RMM的最大自主收缩力(MVC),以此作为数据处理的基值,并测试模拟驾驶前后受试者30%MVC的肌电信号。对等长肌肉收缩期肌电信号(即30%MVC肌电信号)进行分析,时域分析指标为参考随意收缩肌电百分比(%RVE)和频域分析指标为中位频率(MF)平均功率频率(MPF)。对连续驾驶期间肌电信号采用振幅概率分布频率(APDF)方法进行分析。时域指标结果显示,LES、RES、LMM和RMM模拟驾驶前后%RVE值均显著上升(P<0.05);频域指标结果显示,模拟驾驶前后LES、RES、LMM和RMM的MF30%MVC值及MPF30%MVC值均下降,经检验RES和RMM模拟驾驶前后的MF30%MVC值及RMM驾驶前后MPF30%MVC值差异有显著性(P<0.05)。APDF分析结果表明,连续驾驶期间,LES、RES、LMM和RMM的肌肉负荷水平分别为7.55%±5.64%、5.78%±3.06%、6.13%±3.76%和5.69%±3.41%,为低负荷水平作业。sEMG研究表明,在连续驾驶期间,驾驶人的背部肌肉产生疲劳,躯干肌疲劳程度左侧高于右侧;在连续驾驶期间,背部肌肉负荷水平为持续低水平负荷。

大型轴流泵装置模型试验的压力脉动

为了研究轴流泵内部压力脉动在不同叶片安放角度和扬程下的变化规律及特性,结合南水北调某新建泵站,采用物理模型试验方法,在叶轮进口、叶轮出口和出水流道壁面上布置了3个压力脉动测点,通过改变模型泵的扬程进行试验,采集了转轮模型叶片安放角为±4°及0°的压力脉动信号,并进行了幅值和频谱分析.结果表明,叶轮进口处比叶轮出口处压力脉动大;随着叶片安放角度的增大,3个测点的压力脉动均有所增加,但在叶轮进口和叶轮出口,增加幅度不大.在小扬程工况下,压力脉动的频率值仍以叶片通过频率为主;在高扬程工况下,低于1倍叶片通过频率的低频脉动会随着流量的减小,幅值越来越大,并占据主导地位.

基于Copula函数的3变量洪水频率研究

【目的】考虑洪峰、洪量和历时之间的相依关系,应用Archimedean Copula函数,探讨洪水3变量的联合概率分布和条件概率分布,为水利工程规划设计和风险评估提供依据。【方法】以陕北地区窟野河流域神木水文站48年的洪水资料为例,选择拟合效果好的Copula函数计算洪峰、洪量和历时的联合概率分布、条件概率分布,并绘制相应的条件重现期图。【结果】Gumbel-Hougaard Copula函数拟合洪峰、洪量和历时的联合概率分布效果较好;得到不同条件组合下洪水事件的条件概率分布和相应的条件重现期,同时得到确定条件下的重现期均小于超过该条件时的重现期。【结论】Copula函数全面考虑了洪水特征量之间的相依性,可用于洪峰、洪量和历时联合概率分布的计算。

鄱阳湖流域水文极值演变特征、成因与影响

选用11种概率分布函数,系统分析了鄱阳湖流域"五河"的6个水文站年最大径流量与连续3d、7d最大平均日流量,函数参数以及拟合优度分别由线性矩法与柯尔莫哥洛夫-斯米尔诺夫方法检验,选出最适合该区流量极值分布函数.在此基础上,对引起该流域水文极值变化的原因及其影响作了有益的探讨.结果表明:(1)韦克比分布是用于研究鄱阳湖流域水文极值的最佳概率分布函数;(2)各水文站重现期对应的流量在水库建设前后变化并不一致,具体为建库后外洲站小于30 a重现期、虎山站大于70 a重现期和万家埠站小于20 a重现期洪水流量发生概率小于建库前发生的概率,而其余各站点各重现期在建库后发生洪水的概率大于建库前发生的概率,这与不同支流水文气象条件以及人类活动差异性有关;(3)降雨量和水利枢纽工程是影响鄱阳湖流域水文极值变化的重要因素.极端降雨和降雨强度的增加是导致洪水发生概率增大的最主要的因素,水利工程特别建设在干流的大型水利设施能减少洪水流量,而森林对洪水流量的影响并不明显.

语义分析与词频统计相结合的中文文本相似度量方法研究

基于统计的文本相似度量方法大多先采用TF-IDF方法将文本表示为词频向量,然后利用余弦计算文本之间的相似度。此类方法由于忽略文本中词项的语义信息,不能很好地反映文本之间的相似度。基于语义的方法虽然能够较好地弥补这一缺陷,但需要知识库来构建词语之间的语义关系。研究了以上两类文本相似度计算方法的优缺点,提出了一种新颖的文本相似度量方法,该方法首先对文本进行预处理,然后挑选TF-IDF值较高的词项作为特征项,再借助HowNet语义词典和TF-IDF方法对特征项进行语义分析和词频统计相结合的文本相似度计算,最后利用文本相似度在基准文本数据集合上进行聚类实验。实验结果表明,采用提出的方法得到的F-度量值明显优于只采用TF-IDF方法或词语语义的方法,从而证明了提出的文本相似度计算方法的有效性。

基于Archimedean Copula函数的洪水多要素联合概率分布研究

应用Archimedean Copula函数,探讨洪水多要素的联合概率分布和条件概率分布。以大渡河流域丹巴站49年的洪水资料为基础,根据图形分析法和AIC信息准则选择拟合效果好的Copula函数计算洪峰、洪量、历时的联合概率分布和条件概率分布,并绘制相应的条件重现期图。结果表明,Gumbel Copula可以较好的拟合洪峰与洪量,而Frank Copula对于洪峰与历时、洪量与历时及洪峰、洪量和历时的三维联合分布效果最好。通过情景设置分别计算不同条件下洪水特征变量的二维和三维条件概率分布和相应的条件重现期。Copula函数全面考虑了洪水特征量之间的相依性,可用于洪峰、洪量和历时联合概率分布的计算。

水跃区底部压力脉动的沿程变化规律研究

本文对不同Fr数的水跃底部脉动压力进行了试验测试，重点分析了水跃区底部脉动压力概率分布的正态性、最大幅值取值、脉动压力主频的沿程变化规律。结果表明：水跃跃首、跃尾脉动压力的概率分布接近正态分布，跃中强旋滚区偏离正态分布；最大振幅估计参数K（脉动压力均方根的倍数）在跃首、跃尾可取3，但在强旋滚区应取4～6；脉动压力主频沿程也有变化，跃首跃尾主频较低，旋滚区主频较高。

水库调节地区东江流域非一致性水文极值演变特征、成因及影响

选用8种概率分布函数,以极大似然法估计函数参数,采用AIC、BIC和AICc模型选择准则选出最优分布函数,系统分析变化环境下东江龙川和河源2站的极值流量特征,并对年最大流量变化规律及其影响做有益探讨。结果表明:降雨和水库蓄水工程是年最大流量显著下降的主要原因。龙川和河源站年最大流量LN2混尾分布拟合最好,变化环境后洪水频率最优分布线型基本保持一致,但流量变小造成分布参数改变已导致分布线型高水尾部特性变缓,相应设计流量偏小。用水文情势发生变化前估计的洪水重现期不能很好描述变化后洪水频率特征。

电感型避雷针提高线路反击耐雷性能机理

新的防雷机理及防雷措施一直是国内外研究的热点和难点,因此针对电感型避雷针探索其防雷机理并评价其防雷效果。首先,基于有限元分析建立电感型避雷针的链式等效电路模型,探索模型中各参数的影响因素。其次,基于PSCAD/EMTDC电磁暂态程序建立了输电线路耐雷性能仿真模型,仿真对比了塔顶是否安装及安装电感型避雷针参数不同时对反击耐雷水平的影响,获得了模型参数对反击耐雷水平影响的三维曲面图及等高线图。仿真表明:L0越大线路反击耐雷水平越高,某L_0下C_0存在最优值使得反击耐雷水平最高(可提高40%)。此外,链式等效电路幅频响应分析和电磁暂态分析结果与上述结论一致。最后,结合实际问题开展了样品设计的研究,并提出其材料特性要求。

塔河流域枯水流量概率特征及成因与影响研究

选用11种概率分布函数和单参数二维阿基米德族Copula函数,系统分析了塔里木河流域(简称塔河流域)8个水文站最小连续7日平均流量。研究结果表明:①韦克比函数最适合描述塔河流域枯水径流的概率特征;②1987年以后重现期较短的干旱发生频率降低,而重现期较长的干旱事件发生概率增加,主要是由于气候的季节变化及各河流流量的补给类型不同,从而对塔河枯水流量有一定影响;一般来讲,春季气温对枯水的影响要大于降水变化对枯水的影响;③叶尔羌河、阿克苏河等流域水文干旱联合重现期和同现期变化基本一致;开都河流域发生干旱概率要小于叶尔羌河和阿克苏两流域,而开都河流域同时发生干旱的概率大于叶尔羌河和阿克苏河,3个流域重现期短的干旱遭遇概率较大。研究表明,气候变化并没有从根本上改变新疆旱灾情况,同时,由于耕地面积、人口等的增长,水资源需求量增加,在水资源供需方面仍存在非常尖锐的矛盾。

雷电流幅值概率分布函数的分段拟合方法

为了更有效地利用雷电定位系统数据评估输电线路的雷击跳闸风险,以东莞地区1999—2008年雷电流幅值数据为例,分析了规程推荐公式、IEEE推荐公式及其改进公式的拟合曲线与实际雷电流幅值概率分布的偏差,在此基础上提出了雷电流幅值概率分布函数的分段拟合方法,并进行了连续性修正.最后,分别采用规程推荐公式、IEEE改进公式和文中拟合公式计算东莞地区110kV、220kV、500kV三个电压等级下的输电线路雷击跳闸率,并与实际值进行对比.结果表明:采用文中方法得到的雷电流幅值概率分布函数曲线与自然概率曲线的相关性最强,仅牺牲了分段点附近的相关性;采用文中分段拟合方法计算得到的110kV、220kV电压等级输电线路雷击跳闸率与实际运行数据较相符,而对500kV电压等级线路雷电跳闸率的计算存在偏差.

基于Copula函数的组合变量联合概率分布研究及应用

基于Copula函数原理,利用武江流域实测水文资料,以广义GDP为洪峰洪量边缘分布,构建了流域组合变量Copula概率分布模型,分析了洪峰与洪量、洪量与洪水历时、洪峰与洪水历时的联合概率分布,绘制各种变量组合下的联合分布图及重现期等值线图,并比较了同重现期条件下,洪水单变量设计值与多维联合设计值的区别。结果表明:广义GDP分布能很好的描述洪峰、洪量边缘分布,而基于广义GDP分布和指数分布构建的两变量Copula联合概率分布模型不限定变量的边缘分布,对各种类型的水文变量联合分布拟合效果较好;能全面反映洪水各特征属性不同等级下的联合发生频率,对同一频率下联合分布推求的洪水设计值比单变量设计值偏于安全。基于Copula函数的组合变量概率分布模型描述洪峰流量、洪量、洪水历时等特征的联合分布,较为全面地反映组合特征的洪水发生的概率和重现期,进一步反映洪水风险。

基于风电机组启停频度的风电间歇性定量刻画及分析

对风电间歇性进行定量分析并掌握其特性是风电安全高效并网研究的基础工作。首先对风电间歇性现象进行定义和描述,并提出基于风电机组单位时间启停频度作为风电间歇性定量刻画指标。在此基础上,以中国北方地区2个典型风电场为研究案例,采用数理统计的方法分析风电间歇性的季节、昼夜变化特性以及启停频度的概率分布。研究发现,不同地区的风电间歇性季节变化特性存在较大差异,而昼夜特性则存在相似性,白天风电间歇性强于夜间。采用纵向时间序列分析的方法统计不同时刻风电机组启停频度的概率分布,并利用Exponential 2函数进行拟合,并进一步研究拟合函数对不同年份数据的适应性。最后,探讨该间歇性定量刻画指标在实际中的应用可行性。

基于Copula函数的南水北调中线降水丰枯遭遇分析

针对南水北调中线工程水资源调度实况,按调度年、季两种时间尺度分别讨论了水源区和四个受水区降水的丰枯遭遇性,基于Copula函数构建了水源区与各受水区降水量的联合分布,计算了丰枯遭遇的概率,并对比分析了传统统计法与Copula函数法的优劣。结果表明,水源区和各受水区丰枯组合中对调水有利的概率均大于70%,调水效益由南向北逐渐增大;Copula函数法在计算条件概率及概率等值线图方面均优于统计法。

多场耦合多方向振动俘能器建模及响应分析

针对多方向振动俘能器对低频、低幅值激励的响应输出性能低等问题,在振动俘能结构中引入非线性磁吸力,提高俘能器的响应频带和能量转换效率。研究了非线性磁振子模型,建立了基于广义Hamilton变分原理的横、纵向振动系统机电耦合模型,对系统动力学方程进行无量纲化并数值求解。搭建了振动俘能器性能测试平台,开展了多场耦合振动俘能器频谱特性及响应输出的分析实验。结果表明,引入磁铁可显著提高系统能量转换效率,当磁铁间距15mm、激励幅值0.5m/s^2时,相比无磁力输入的情况,系统响应电压提高了6倍左右,谐振频率从18Hz降至9.5Hz左右,解决了压电俘能器频带窄、响应频率高及输出电压低等问题。

海上风机单桩基础疲劳损伤计算方法

为提高海上风机基础疲劳损伤计算的准确性,评价不同计算方法的适用性和影响,以海上风机单桩基础为例进行疲劳评价,建立全时域的动力分析模型和基于功率谱密度函数的频域疲劳损伤计算流程,研究气动阻尼比取值、风与波浪联合作用、应力幅概率分布模型对基础疲劳损伤的影响.结果表明:基础疲劳损伤受气动阻尼比影响突出,风致疲劳损伤对气动阻尼比的敏感性大于浪致疲劳损伤;由于风与波浪联合作用对基础的疲劳损伤有较大影响,简单叠加风致疲劳损伤和浪致疲劳损伤得到的结果较风与波浪联合作用时偏小;确定合适的应力幅概率分布模型十分必要,频域法中采用Dirlik模型得到的风致疲劳损伤和采用快速傅里叶逆变换(IFFT)的浪致疲劳损伤分别与时域法的结果相近,但叠加的总疲劳损伤小于风与波浪联合作用时的总疲劳损伤.

泊松分布在水文频率计算中的应用

超定量洪水频率分析通过设定阈值选取洪水样本系列并进行频率分析。采用对比年极值选取样本方法可从基本观测资料中获取更多的信息,从而可提供更多对工程有影响的洪水频率特性。进行超定量洪水频率分析首先应选择合适的阈值,该值的选取是判别超定量洪水发生次数是否服从泊松分布的重要条件。通过对黄河干流几个主要水文站洪水系列进行超定量洪水频率分析,采用P-Ⅲ线型分布拟合,初步检验了基于泊松分布的超定量洪水频率分析在黄河流域的适应程度。

基于平均加权方法的大尺度范围电网功频特性

传统的大电网功率频率特性系数在频率变化较小的范围内可以视为恒定不变。但是在系统出现大的功率波动而导致频率变化的范围较大时按照传统处理方法计算所得的电网功频特性系数会有差别,这将导致传统算法会产生误差。分析了频率偏差较大时,频率特性系数值产生误差的机制,并给出频率偏差在大尺度范围内的功频特性系数的计算方法。提出大电网在某种运行方式下,求取多组频率偏差下的系统静态频率特性系数值,通过平均加权的方法获得更为精确的结果。在此基础上,基于概率统计学的思想给出了权值的计算方法。通过PSASP软件对某一大电网进行仿真研究,基于该方法获得的电网功频特性系数较传统的算法误差更小,更能反映电网的实际情况。

群智能优化算法在水文频率曲线适线中的应用

根据不同适线准则,研究群智能优化算法在水文频率曲线适线中的计算问题,为水利工程规划、水资源优化配置等提供依据。以陕北地区12个主要测站的年径流系列为例,选取五大分布类共12种分布线型,根据我国现行水利水电工程设计洪水计算规范,按照离(残)差平方和最小准则(OLS)、离(残)差绝对值和最小准则(ABS)、相对离差平方和最小准则(WLS),以MATLAB7.6为计算平台,研究模拟退火算法、遗传算法、粒子群算法和蚁群算法进行水文频率参数的估计。在不同适线准则下,陕北地区年径流最优频率分布模型为广义Logistic分布(Generalized Logistic Distribution,GLO),粒子群算法进行参数估算偏差最小。与传统优化方法相比,群智能优化算法对优化目标函数要求低,是一种推求年径流频率曲线统计参数的新途径。