基于GPD理论和百分位数阈值法的轮轨力极值估计与动力系数研究

在高速铁路无砟轨道结构设计和检算时,列车荷载设计值是关键的设计参数之一。基于GPD理论,研究全波段不平顺激励下的轮轨力极值估计方法,并与脉冲激励下的结果对比,为无砟轨道结构设计和相关规范的完善提供依据。结果表明:采用百分位数法选取阈值时,应对样本分簇以提高样本之间的独立性和轮轨力极值估计的精度;提出结合百分位数阈值的形状参数筛选法进行轮轨力极值估计,确定了每簇样本量大小和形状参数区间;样本量宜取3×10^(5)~5×10^(5)个,百分位数阈值宜取50%~98%,且以轮轨力极值估计值的均值作为最终的轮轨力极值估计值;列车速度为250~400 km/h的列车荷载设计值动力系数分别为2.2、2.4、2.6和2.8。

基于量子奇异值估计的岭回归算法

作为一种有监督学习算法,岭回归算法有着十分广泛的使用。本工作将量子奇异值估计与经典岭回归算法相结合,提出了一种量子岭回归算法。该算法利用量子计算的并行特性,实现了对岭回归拟合参数的求解以及预测值的获取。复杂度分析表明,所提算法有效解决了数据矩阵为非厄米矩阵时需要进行矩阵拓展或者矩阵运算的问题,与经典算法相比在运行时间上具有指数级加速。此外,本工作还给出了所提算法的量子电路图并对其关键步骤进行了仿真实验,实验结果验证了所提算法的有效性和可行性。

利用GDOP减值估计的GNSS多系统快速选星算法

在保障全球卫星定位系统定位精度的前提下,如何权衡系统中计算数据量和数据解算速度是当前讨论的热点。利用Sherman-Morrison公式对GDOP值计算公式进行分解并与卫星数量相关联,得到GDOP值与卫星数量变化的减值估计公式,进一步,将GDOP减值估计公式与经典选型选星法(最大体积法)相结合,提出了利用GDOP减值估计的GNSS快速选星算法。算法的基本思路是:首先以最大体积选星法得到4颗初始基准星,然后利用GDOP减值估计预测公式增选可见星,以减小GDOP值和改善整体算法的稳定性。通过设置精确阈值,能够在无人干预的情况完成自主选星。实测数据验证表,当13颗可见星参与计算时,利用GDOP减值估计快速选星算法计算结果GDOP值多数不大于2,完全达到高精度定位要求;可见星参与计算数量持续增加时,其GDOP减值已经不明显,但计算用时却是大幅增加;将GDOP减值估计公式计算结果设置阈值后,上述选星算法可达到自适应功能。当GDOP减值估值阈值为0.01时,绝大多数历元可见星参与计算数量均未达到13颗。当选星数量达到13颗时,93.541%概率下GDOP小于2,进一步说明,利用GDOP减值估计的自主选星算法能够满足较高精度要求。

基于多阶振幅谱面积差的Q值估计方法

常规Q值估计方法易受频段、子波叠加及噪声等因素的影响。为此,在振幅谱指数项1~4阶泰勒级数展开基础上推导出不同阶次振幅谱面积差的Q值估计方法(ASAD法),并将对数谱面积差法(LSAD法)及1~4阶ASAD法应用于实际叠前CMP道集中。结果表明:相对于LSAD法而言,不同阶次ASAD算法受频段选择及子波宽度的影响更小,抗噪性更强;新方法还可以处理复杂叠后数据,并能够获得良好的Q值估计结果;2~4阶ASAD法的Q值估计结果一致性较强,且ASAD法Q估计值的反Q滤波结果同向轴连续性更强、纵向成像分辨率更高。

基于OPNET的保护性能评估及采样值估计算法

近来智能变电站数字继电保护技术快速发展,构建信息交互通道可进一步提高保护性能。文中对IEC 61850过程总线在110 kV/35 kV变电站以太网交换环结构中的性能进行评价,并利用OPNET对过程总线上采样数据报文性能进行评估。为了减轻采样值丢失和延迟对数字中继算法的影响,提出了采样值估计的修正措施,并提出了一种采样值估计算法。最后利用PSCAD/EMTDC和MATLAB对该算法进行了仿真验证,结果表明提出的算法精度高、计算量少,可用于任何数字保护功能。

基于不同阶次泰勒级数展开的含非本征衰减频域振幅比平均的Q值估计方法

在估计实际品质因子Q值时,因受频段选择、子波叠加、噪声干扰、非本征衰减等因素影响,容易导致Q值估计误差偏大。为此,提出基于不同阶次泰勒级数展开的含非本征衰减频域振幅比平均的Q值估计方法(Am-plitude ratio average in frequency domain,FARA法)。该算法首先利用参考频段内振幅比的连乘消除非本征衰减的影响;然后基于振幅因子在参考频点处的1~4阶泰勒级数展开表达式,推导适用于含非本征衰减地震记录的单频点Q值计算公式;其次,采用高、低频双参考频段结合方式削弱参考频段的影响;最后,采用主值频段内所有频点的平均化处理提高算法的稳定性。模型试验表明,采用高、低参考频段结合的模式可以显著提高所提方法的Q值估计精度,相对于对数谱面积双差值(LSADD)法,新方法受时差、时窗及噪声等因素的影响更小。实例应用表明,不同阶次的FARA法Q估计值的一致性较好,且整体大于LSADD法的Q估计值,与模型试验结果吻合,表明由新方法获得的Q值更可靠。

基于整形正则化和S变换的Q值估计方法

品质因子Q值是地震勘探的重要物理参数,可用于提高地震资料处理质量和油气藏描述精度。本文提出了一种新的基于整形正则化反演和S变换的Q值估计方法。首先通过S变换得到不同旅行时刻的振幅谱,然后引入整形正则化算子稳定求解不同时刻的频谱比值,最后通过线性拟合估计出地震品质因子。该方法通过正则化技术消除了噪声、反射相干以及变换窗口等引起的算法不稳定问题,得到光滑稳定的频谱比值,有利于最终的线性回归求取Q值。与传统的频谱比值法相比,基于整形正则化技术的方法估计的Q值更为准确。模拟算例和实际地震资料处理结果均表明,该方法可以有效稳定地估计地震资料品质因子。

基于叠前地震数据的地层Q值估计

与叠后地震资料相比,叠前地震资料包含了更加丰富的地层信息。传统的基于叠后地震资料的地层Q值估算方法因叠加平均效应的影响,Q值估算精度较低、适用性差。为此,本文提出了基于叠前地震资料利用时频谱分解技术估算地层Q值的方法。该方法借助于S变换对叠前地震数据做时频分析,逐道求取频谱比斜率,经炮检距归零处理得到零炮检距处的地层Q值。模型数据和实际资料的应用表明,该方法不仅充分考虑了因地层吸收而引起的振幅、频率等信息的变化,而且避免了常规品质因子计算中的平均效应,使估算的品质因子更加准确,适用性更强。

水产动物育种值估计方法及其应用的研究进展

育种值是选种和配种计划制定的基础,育种值估计是水产动物选择育种的重要内容之一,育种值估计的准确性直接影响着育种项目的遗传进展和选择效果。本文综述了3种育种值估计方法,选择指数、最佳线性无偏预测BLUP法和标记辅助BLUP方法的原理、优缺点及其在水产动物育种中的应用进展。众多研究表明,基于系谱结构和表型信息的BLUP方法将成为水产动物育种中一种快速有效的育种值估计方法。

液压伺服系统压力极值估计控制器的设计

液压伺服系统一般将供油压力视作恒定值,但大流量工况及长管道的管道效应会引发供油压力波动,供油压力的动态变化导致伺服控制系统动态特性改变,使伺服控制精度降低.针对该问题,文中基于BackStepping控制法,将变化的供油压力作为伺服系统未知参量进行估计,利用含有估计项的李雅普诺夫函数导数必须负定的原则,提出一种供油压力估计方法,使伺服系统能够适应供油压力的不确定性变化,保持良好的位移跟随特性.实验结果表明,在变化的供油压力下,采用所提出的极值压力估计控制方法比采用供油压力确定值的BackStepping方法的位移跟随精度更高.

伊犁马泌乳性能遗传参数及育种值估计的研究

【目的】以伊犁州昭苏马场的伊犁马为研究对象,收集伊犁马种公马后代母马的泌乳记录,并对其乳成分(乳糖、乳蛋白、乳脂、非脂固形物、体细胞数)进行测定,通过种公马后裔的泌乳资料估计种公马的育种值。【方法】采用SAS 8.1统计分析软件GLM过程对固定效应进行划分,采用MTDFREML2000f软件估计伊犁马的产奶量、乳成分的遗传参数,利用动物模型Blup估计伊犁种公马的育种值。【结果】伊犁马150 d产奶量、乳脂率、乳蛋白率、乳糖率、非脂固形物、体细胞数的遗传力分别为:0.34、0.12、0.26、0.14、0.20、0.27;产奶量育种值、乳脂率育种值、乳糖率育种值和体细胞数育种值最高的均为18号种公马;乳蛋白率育种值最高的为1号种公马;非脂固形物育种值最高的为2号种公马;6匹种公马中18号种公马综合育种值最高为48.936;其次是2号种公马,综合育种值为42.068;综合育种值最低的是1号种公马仅为17.335。【结论】伊犁马产奶量的遗传力较高,属于中等偏上的遗传力,乳蛋白的遗传力属于中等遗传力,乳脂率、乳糖率的遗传力偏低;根据动物育种学估计原理建立了评定伊犁马种公马的综合育种值模型,为后期伊犁马的产奶性能的科学选育提供前期基础。

基于感官排序和量值估计法的烤烟僵硬度参比系建立

【目的和背景】叶片结构是烤烟烟叶的一个复合感官属性,僵硬度是其一种外在表现形式,为使分级人员更加深入地理解叶片结构的内涵,方便学习和交流,需建立科学合理的烤烟僵硬度参比样。【方法】设立参比样制作评价小组,通过触觉和视觉相结合的方法评价烤烟叶片僵硬度,应用感官排序法研制烤烟僵硬度参比样体系,应用量值估计法评价所建参比样的代表性与适用性。【结果】(1)根据感官评价进行排序,将僵硬度划分为7个档次,即柔软、较柔软、稍柔软、中等、稍僵硬、较僵硬、僵硬,各档次外观特征描述准确。(2)所制的7个档次参比样品的僵硬度存在显著性差异,不同档次参比样梯度划分合理,代表性和适用性强。【结论】建立的烤烟僵硬度参比样是科学可行的,能够在烟叶分级中发挥重要的作用。

光流模值估计的微表情捕捉

采用力的加速度参量展开描述人脸表情的变化过程,直接反映变化速度,从而有效捕捉表情序列中由不完全肌肉运动所引起的微表情关键帧.利用Horn-Schunck(H-S)光流法对连续运动的人脸图像序列提取运动目标的运动特征;通过光学应变张量算法,结合运动特征中的光流速度估计,推导出加速度参量;利用全局阈值算法对加速度模值和速度与张量模值作分类、比较,实现微表情图像序列关键帧的提取.采用Oulu大学SMIC微表情数据库中16个实验对象的88个微表情片段作为实验样本,平均正确识别率可达80.7%,比仅利用光学张量算法的正确识别率高12.5%.实验结果表明,所提出的加速度参量对微表情提取更具有效性.

一种求约束总极值的水平值估计方法

给出了一种求约束总极值的水平值估计方法,说明了修正的方差方程的根与原始问题的最优值之间的等价性,给出了一种基于牛顿法的水平值估计算法并证明了实现算法的收敛性.初步的计算例子表明所给算法是有效的.

建立食品质地参照物体系中量值估计法的改进

当前,在已经建立食品质地参照物体系的国家中,其建立方法的不统一性,以及数据统计分析的模糊性,使将要建立食品参照物体系的国家面临许多困难。在研究现行食品质地参照物体系的基础上,结合中国国情,选用国内具有消费规模的相关知名品牌食品为样品,采用感官排序法和改进的量值估计法对10人评价小组进行培训及评分,建立硬度、黏附性、碎裂性、咀嚼性4个主要参照物体系。研究结果表明:改进的量值估计法用于评价员定量评估参照物体系其量值结果与顺序标度值呈高度相关性(R2>0.98);通过培训建立起的感官评价小组稳定可靠,可对同类型多种食品进行评价。

基于改进的Kolsky模型波场延拓公式的纵波Q值、横波Q值估计

描述地层吸收作用的品质因子Q作为PP波和PS波联合反演中的一个重要物理参数,对地下岩石物性参数及油气预测起着重要的作用。以改进的Kolsky模型波场延拓物理机制为理论基础,结合Zhang和Ulrych提出的计算层旅行时方法,提出了基于改进的Kolsky模型波场延拓公式的纵波Q值、横波Q值估计方法。该方法是通过不同记录道间振幅谱比对数与频率的线性回归估计出一系列的Q值,然后通过筛选、平均处理得到各层位的Q值。模型试验中,估计出的P波、PS波Q值与理论Q值误差均小于2%,这表明了该方法估计Q值的正确性和估计结果的准确性。将本文方法应用于实际地震资料中,获得了合理的P波Q值估计结果。

基于多射线联合反演的速度无关叠前地震数据Q值估计

描述地震波衰减特征的品质因子Q对地震数据处理和油藏描述非常重要,在地震勘探领域,Q值一般通过垂直地震剖面(VSP)数据或地面地震数据得到.由于叠前地面地震数据具有复杂的射线路径且存在噪声、调谐干涉效应等影响,从叠前地震数据中准确估计Q值相对困难.本文以地震波射线传播为基础,根据同相轴局部斜率和射线参数的映射关系,将多射线波形频谱同时带入谱比法联合反演估计Q值,提出了基于多射线联合反演的速度无关叠前Q值估计方法.该方法通过局部斜率属性避开了速度对Q值估计的影响,局部斜率携带地震波传播的速度信息,具有相同局部斜率的地震反射波具有相同的传播射线参数.同相轴局部斜率是地震数据域的属性,而速度是模型域的参数,在估计Q值中采用数据域的属性参数可以直接应用于数据的联合反演,而不需要通过速度对其做进一步的转化,从而提高了Q值估计的精度.同时,本方法采用预测映射(predictive mapping)技术将非零炮检距反射信息映射到零炮检距处,从而获得零偏移距走时对应的Q值.模拟和实际算例验证了本文方法的有效性.

基于射线路径的叠前高精度Q值估计方法

为了克服传统Q值估计的两步拟合法所带来的统计性误差,提出了一种叠前高精度Q值估计方法。通过在τ-p域对同一水平慢度的叠前数据进行处理,并引入走时各向异性参数,克服了Q值提取中地层各向异性和走时时差计算不准确的问题;利用广义S变换的变化时窗对地层上、下界面对应的瞬时频谱进行分析,避免了传统方法中时窗长度和宽度选择对计算结果的影响,最大限度地减少了相邻层位的干扰效应。模拟数据测试和实际资料试处理结果证明了叠前高精度Q值估计方法的精确性和有效性。

基于FFT-ACF和候选值估计的基音周期提取方法

利用FFT-ACF算法进行基音周期候选值估计,减少在语音基音周期提取中常见的倍频和半频错误,提出针对候选值的多重后处理算法.后处理过程:首先运用峰值筛选法进行初选,接着利用一次均值法将语音分为不同的音高段,再使用二次均值法为每个音高段确定合适的频率范围,最后精确提取出基音周期.实验结果表明,基音周期后处理算法有效,在音乐哼唱识别应用中收到良好效果.

确定飞机最大抖振设计载荷的长期极值估计方法

确定飞机在抖振工况下的限制载荷是现代飞机动强度设计分析的关键步骤之一。运用次序统计和长期极值估计理论的极值Ⅰ型分布和Ⅲ型分布,在风洞试验数据基础上,分别应用最小二乘法和最大似然估计法进行极值模型的参数估计,并根据预设的重现期指标进行了某型飞机尾部结构抖振设计载荷的极值估计。探讨了极值分布概率模型、估计方法和样本数量对抖振载荷极值估计结果的影响。提出了实现准确有效极值估计的样本数量基本要求的指标,根据该指标可以确定最小振动响应采集时间,以指导测试方案和数据处理方法的制定。实例分析结果表明:极值Ⅲ型分布能够较好地估计抖振试验数据的极值(相对误差在±5%以内),且进行分布模型的参数估计时,最大似然法的精度略高于最小二乘法。对比分析的结果也表明,应用传统的3σ准则进行随机振动结构的限制载荷设计可能偏危险,不适于工程应用。