蒸散量双线性曲面回归模型的改进及验证

潜在蒸散发是水文循环和能量循环的一项重要组成,准确估算蒸散发对农业水资源有效利用具有重要的理论和现实意义。为获得精度稳定可靠的蒸散发估计值同时只需较少的气象资料,以沂沭河上游流域(临沂控制站)为研究区,提出改进的双线性曲面回归模型(bilinear surface regression model,BSRM)计算站点的潜在蒸散量。以实测蒸发数据折算的陆面潜在蒸散量为标准,同时以彭曼公式(P-M)为参考与之对比,检验和评价3种BSRM模型的精度,并分析各气象因子对潜在蒸散量的影响。结果表明:3种BSRM模型中,基于日照百分率、气温和相对湿度建立的双线性曲面回归模型模拟精度最高,以基于日照百分率计算的太阳辐射、气温、相对湿度建立的双线性曲面回归模型次之,以基于Hargreaves-Allen方程计算的太阳辐射、气温和相对湿度建立的双线性曲面回归模型模拟精度最差。基于日照百分率、气温和相对湿度建立的BSRM模型的模拟精度略优于P-M公式,但所需的气象因子较少,计算方法简单;且受气象因子的变化影响较少,模拟精度稳定可靠,是一种有效的替代方法。

非对称ν-无核二次曲面支持向量回归机

针对回归问题提出了非对称ν-无核二次曲面支持向量回归机。通过引入Pinball损失函数,使得位于ε带上方和下方的样本点具有不同的惩罚,从而得到更优的回归函数。进一步从理论上分析了参数p和ν控制ε带上方和下方错误样本点数目的上界。当p=0.5时,该方法就退化成了对称ν-无核二次曲面支持向量回归机,此时也证明了参数ν可控制支持向量的个数。事实上,该算法不需要使用核函数,从而避免了核参数的选择且不损失决策函数的可解释性。数值实验部分展示了该算法具有更好的拟合性能且耗时较少,也分析了参数p不会增加计算成本。

反应曲面回归分析

本文目的是介绍反应曲面回归分析的概念、作用以及用软件实现计算的方法。先介绍有关的基本概念,再介绍基本原理,最后通过一个实例并基于SAS软件演示如何实施此分析方法。结果表明:(1)此法最适合用于需要确定多定量因素的最佳生产条件的试验研究场合;(2)应用此法的前提条件是,参与试验研究的定量因素已经过专业和统计学方法严格筛选并被保留下来,而且它们之间的全部或大多数二次项和交叉乘积项都具有统计学意义。

基于新闻情感分析和区间分解的汇率预测研究

汇率序列具有非线性和连续变化等特点,其细节波动是一系列事件和新闻综合影响的结果.然而,现有区间预测模型难以量化重大事件和公众情绪的影响,导致其缺乏广泛的适用性,且传统区间分解方法存在上下界混叠的缺陷.因此,论文从新冠疫情冲击出发,提出一种基于新闻情感分析和区间分解的汇率波动实时预测模型.首先,基于Snownlp情感词典对外汇新闻文本进行情感分析,获得相应的情感分数.另外,构建全球恐惧指数(the global fear index,简称GFI)以量化新冠疫情的影响,并将其与芝加哥期权交易所波动率(the Chicago board options exchange volatility index,简称VIX指数)相结合作为汇率的影响因素.然后,提出一种新的区间经验模态分解(interval empirical mode decomposition,简称IEMD)方法对区间汇率序列进行多尺度分解,并根据样本熵重构得到高、中、低频区间序列和残差项.其次,利用极限学习机(extreme learning machine,简称ELM)、多层感知机(multi-layer perceptron,简称MLP)、随机森林(random forest,简称RF)和二次曲面支持向量回归(quadric surface support vector regression,简称QSSVR)分别对不同特征的子序列进行组合预测,以提高预测结果的准确性和稳定性.最后,利用论文方法对美元兑人民币、澳元兑人民币和瑞士法郎兑人民币3种汇率进行实证预测分析,结果表明,论文模型适用于重大事件影响下的汇率区间波动预测,与现有方法相比具有较高的预测精度.

基于Kriging插值和回归响应面法的冲压成形参数的优化及对比分析

首先采用拉丁方试验设计方法进行样本数据设计,同时,为了提高计算效率,将基于Kriging插值和响应面近似模型引入板料成形优化设计的复杂系统中,并基于初始化变量进行优化,采用Krig-ing插值和响应面近似方法对样本点和优化过程中形成的优化点重新进行响应面构造,以确定优化范围内新的初始值并将约束减小到一定范围;随后采用遗传优化算法对更新的设计变量初始值和约束范围进行优化。如此循环,直至得到最优解。计算结果表明,在汽车覆盖件行李箱盖的压边力、拉延筋阻力最优设置以及避免出现拉裂、起皱现象方面,Kriging插值近似建模技术优于多项式回归响应曲面近似建模技术,其预测精度高,自由度高,建模效率高。

垂盆草提取物流化床制粒过程参数的响应曲面模型及偏最小二乘模型研究

目的研究响应曲面回归模型及偏最小二乘回归模型对流化床制粒的颗粒粒径分布拟合结果。方法采用流化床制粒制备垂盆草颗粒,利用Box-Behnken试验设计考察粘合剂加入速度(X_1),液固比(X_2),进风温度(X_3)对颗粒粒径的影响,并分别用响应曲面回归模型及偏最小二乘回归模型研究过程参数对粒径分布的拟合情况。结果回归分析结果表明响应曲面回归模型及偏最小二乘回归模型均能较好的模拟流化床制粒结果,且响应曲面回归模型具有较好的模型拟合精度和预测能力。结论结合实验设计与不同的统计模型可深入研究流化床制粒过程,提升对流化床制粒过程的理解,为今后该产品产业化发展提供了参考和技术支持。

基于LS-SVM的时空变系数回归模型算法及仿真

时空模型在涉及时空数据的自然科学以及社会科学各个领域都有着重要的研究价值。然而,目前广泛应用的绝大部分传统的时空模型存在假设前提较为严格,灵活性及适应性较差的缺点。提出的模型通过将LS-SVM估计算法应用在时空变系数模型并构造相应的时空核函数,实现机器学习算法较高的灵活性及适应性的同时又保留了传统回归框架的可解释性。仿真结果表明,上述模型对于复杂时空回归系数以及误差项方差的估计能力较为精准且稳定,在时空线性及非线性趋势混合的情形下,依然能较为准确地还原真实的系数曲面。

一种基于神经网络的仿真优化方法

为提高仿真优化问题求解效率,提出了一种基于神经网络的仿真优化方法。利用神经网络对非线性输入输出关系的逼近能力,由神经网络输出值代替仿真结果以减少所需仿真次数。按照提出的3种样本选择策略,由仿真模型产生一定数量的样本,借助广义回归神经网络在学习速度、网络稳定性、参数选取方面的独特优势,对样本进行训练,生成能够反映仿真模型输入输出关系的回归曲面,以实现用神经网络输出值代替仿真结果,利用优化算法对回归曲面进行寻优。通过对典型测试函数进行实验,证明了方法的可行性和有效性。

雨夜驾驶人对黑色障碍物视认距离变化规律研究

为预防和减少雨夜道路交通事故,定量研究降雨强度对驾驶人视认距离变化规律,以确定行车速度、停车视距及限速选择,进行实际道路试验研究。试验共选择被试38人,在不同降雨量的雨夜,选用黑色障碍物,在不同车速条件下,进行驾驶人空间距离判识实际道路试验。试验共进行71组,最终依据速度和降雨强度,聚类为25组不同条件下全样本试验。统计全部结果,分析数据分布特征。利用曲面回归分析方法,建立视认距离随降雨量和行车速度变化规律函数模型。模型相关系数为0.983 2,模型有效度系数为0.94,可有效表示视认距离与瞬时降雨强度和行驶速度之间的关系。研究表明,随着单位时间内降雨量增加,视认距离缩短;随着行驶速度增加,视认距离减小;当两因素耦合作用于驾驶人时,会因为视认距离减小导致允许反应时间缩短。

利用区域气候模式RIEMS产品分析日蒸散量及其影响

利用区域气候模式RIEMS输出的各种气象参数,采用了BEF等4种不同方法计算了沂沭河上游流域的潜在蒸散量,并与该流域6个气象站实测蒸发数据计算的陆面潜在蒸散量进行了比较。结果表明,根据平均偏差、平均绝对偏差、均方根差和相关系数指标的综合判断,该4种方法的估测精度从高到低依次为双线性曲面回归经验函数法(BEF)、Hargreaves-Samani(Harg)法、Pristley-Tayler(P-T)法和Penman-Monteith(P-M)法。在时间序列上,4种方法计算的逐日蒸散量与观测值呈相同的变化趋势,但计算值在蒸散发最强、最弱和降水最多、气温最高的7-9月有较大差异。BEF法估测的精度最高,与观测值最接近,Harg法、P-M法和P-T法都有明显的偏高现象。BEF法只需要较少的参数就能得到较高的估测精度,因此可作为利用区域气候模式RIEMS产品计算沂沭河流域蒸散量的首选方法,进而为RIEMS模式中耦合的陆面水文过程模型TOPX提供满足精度要求的日蒸散量驱动参数。

光纤陀螺温度漂移的多尺度建模研究

针对光纤陀螺温度漂移的非线性特点,该文提出了一种依据温度漂移的时间尺度特点进行自适应建模的方法。首先利用经验模态分解把温度漂移数据分解为高频震荡序列和单调趋势项,依据其时间尺度特点分别使用曲面拟合回归和自适应模糊推理联合建模后进行信号合成。通过与单一使用曲面拟合回归或自适应模糊推理建模进行比较,该文方法的试验结果优势明显,补偿效果显著。

红枣雪梨汁复合奶啤的研制

为了丰富乳制品的种类,开阔奶啤的消费市场,以脱脂奶粉、红枣汁、雪梨果汁和啤酒原浆为主要原料,添加白砂糖和稳定剂,分别将啤酒原浆和通过乳酸菌发酵所得到的红枣雪梨酸乳液按一定的设计比例进行配比,制备出一款兼具天然的酸乳香、浓郁的醇香和保健功能的红枣雪梨汁复合奶啤饮料。通过单因素试验筛选出影响奶啤质量和感官的重要参数,然后通过响应曲面回归设计确定最佳水平,并对研制出的奶啤的稳定性进行一定的研究。当红枣汁和雪梨果汁的添加量均为10.40%、啤酒原浆和红枣雪梨酸乳液的添加比例为0.90︰1、白砂糖的添加量为8.22%、CMC-Na的添加量为0.2%以及卡拉胶的添加量为0.15%时所制作出的复合奶啤的感官性能最佳,稳定性能最好。

Correlation between δ^(18)O, Sr/Ca and Mg/Ca of coral Acropora and seawater temperature from coral culture experiments

To be used as proxies of seawater surface temperature （SST）, the 61Soc values and Sr/Ca and Mg/Ca ratios of scleractinian coral skeletons must be verified by coral culture experiments in the laboratory. This paper describes a coral culture experiment that was conducted at several seawater temperatures T （21-28℃） using a tandem aquarium system and the new method for depositing coral skeletons grown under controlled conditions. The δ180c values and the St/Ca and Mg/Ca ratios of the cultured coral were measured. We concluded that the δ18Oc values and Sr/Ca and Mg/Ca ratios of the cultured coral are clearly corre- lated with T. The linear regression curve is δ18Oc（‰）=-0.1427×T（℃）-0.1495 （n=18, r=0.955, p〈0.0001）, and the slope of -0.1427‰/°d℃ is at the low end of the range of published values （-0.13-0.29‰/°d℃）. The Sr/Ca ratio decreases with increas- ing T, whereas the Mg/Ca ratio increases with increasing T, indicating a negative correlation between Sr/Ca and Mg/Ca. Their linear regression curves are Sr/Ca（mmol/mol）=-O.O4156×T＋lO.59 （n=15, r=-0.789, p〈0.005） and Mg/Ca （mmol/mol）= 0.04974×T＋2.339 （n=17, r=-0.457, p〈0.05）, respectively, which demonstrate that when Mg/Ca and Sr/Ca are increased by one unit, T increases by 5.19℃and decreases by 15.62℃, respectively. These variations are significantly lower than published values.