基于时序轨迹特征学习的暂态电压稳定评估

以先进机器学习方法等为代表的人工智能技术在增强现代电网安全稳定态势感知能力方面展现出巨大的潜力。针对在线暂态电压稳定评估的传统难题,提出基于时序轨迹特征学习的稳定评估方法。通过分析系统能量函数与暂态响应轨迹的相关性,给出学习过程输入数据选取的理论依据。在时序轨迹Shapelet变换基础上,提出以刻画系统稳定/失稳案例关键局部轨迹差异为核心的特征学习方法及稳定评估方案。双机四节点系统和南方电网中的算例测试结果表明,除了实现可靠的稳定监测和评估,还可充分利用文中方法的可解释性从数据层面剖析特定系统的失稳模式和规律。

基于滑动窗口的分布式轨迹流聚类

随着移动定位技术的蓬勃发展和移动定位设备的广泛应用,衍生了海量移动对象的位置信息.该类位置信息包含地理坐标、速度、方向以及时间戳等信息,被实时采集且持续增加,形成了大规模高速的分布式轨迹数据流.及时、有效地对分布式的轨迹流数据进行在线聚类分析,可以实时获取移动对象的共同移动趋势.由于轨迹数据流固有的海量、高速、偏态分布、时变进化且存在概念漂移的特性以及在线聚类的严格时空开销需求,基于静态轨迹数据的聚类方法不能直接应用于分布式轨迹流的在线聚类分析.分布式的轨迹流聚类研究面临巨大挑战,研究工作仍处于初期探索阶段.为解决上述问题,面对地理上分散采集的轨迹流数据,亟需设计高效的并行聚类分析任务及确保传输开销最小化的通信机制来满足低处理延迟的实时聚类需求.该文首先设计了分布式聚类概要数据结构以实时获取相似轨迹簇的时空特征,继而维护持续进化的分布式轨迹数据流.在此基础上,以减少通信开销提高分布式轨迹流聚类效率为目标,提出了一个在线处理分布式轨迹数据流的增量聚类算法(OCluDTS).OCluDTS方法使用基于滑动窗口模型的两层分布式框架,通过多个远程节点并行聚类局部轨迹流以及协调者节点合并局部聚类结果的方式,确保分布式轨迹流聚类获得与集中式方法相同的精度.此外,为了进一步降低OCluDTS算法的总执行开销,提出了仅限于聚类更新的远程节点传输聚类结果给协调者节点以及基于协调者节点相似性计算的剪枝策略等优化措施.最后,理论分析以及基于真实轨迹数据集的实验结果验证了OCluDTS算法处理大规模分布式轨迹流数据时的有效性和高效性.

深度聚类索引下的海量地震数据快速三维可视化

地震数据的三维可视化能够直观反映地质的相关结构信息,为地质勘探等研究提供数据支持。针对传统体绘制算法在集中载入海量数据时存在显示延迟、画面跳跃、卡顿等问题,提出一种快速三维可视化算法。使用变分自编码器和深度聚类学习数据的空间特征表示,通过迭代优化目标函数提高聚类性能,以解决因空间数据分布不均造成的节点重叠问题。建立高效的索引结构,提高数据实时读取的效率,通过时序卷积网络预测下一个视点位置,提前将潜在数据载入内存,避免因海量数据集中加载导致画面卡顿、跳跃。使用基于双层视锥体的视点动态划分调度模型,剔除不必要的绘制节点及减轻系统负荷,从而提高数据渲染速度和流畅度。实验结果表明,该算法在索引结构上查询数据块的时间相比希尔伯特R树算法减少了64.14%~66.37%,预测视点的正确率相比拉格朗日插值算法提高了12.08%~22.70%,实时帧率在较大规模的子集上也能够相对稳定平滑,在保证图像质量的前提下整体系统的渲染性能达到预期效果。

不同类型单一FACTS元件对改善滇西电网动态稳定水平的研究

滇西地区小水电云集,距主网电气距离远,动态稳定问题突出。为改善滇西电网的动态稳定水平和送出能力,基于受扰时序轨迹动态性能指标及投资成本建立了滇西电网分别配置SVC、STATCOM和TCSC单一FACTS元件的综合优化模型,并应用改进差异优化算法求解出滇西电网配置不同类型单一FACTS元件的最佳点和容量。计算结果表明,采用最佳单一配置SVC、STATCOM、TCSC方案时,STATCOM是改善滇西电网动态稳定水平效果最好的单一FACTS元件。

中国资源型城市GDP时空特征及聚类分析

为探讨资源型城市经济发展水平时空异质性,文章使用2004—2019年国内生产总值(GDP)统计数据,采用马尔科夫链、空间自相关和热点分析、时序数据聚类分析等方法,分析中国115个资源型城市GDP的空间格局特征、时序演变、空间集聚和时序轨迹类型特征。结果显示:(1)中国资源型城市GDP整体呈现“东部和中部高、西部和东北低”的空间分布特征,且高水平和低水平之间相对差异呈缩减趋势。(2)GDP的时序演变呈现向中等和中低水平类型转移的趋同趋势,空间上GDP发展水平表现出集聚特点,热点区一直集中在东中部地区,冷点区由西部向东北地区转移。(3)通过资源型城市GDP时序轨迹聚类发现,“稳定上升且增长率高”的类型主要位于我国东中部地区,“稳定上升但增长率低”或波动增长的类型在西部地区比较普遍,“上升—下降—平稳”的类型主要在东北地区。

使用时序出租车轨迹识别多层次城市功能结构

地理时空大数据被广泛用于城市功能结构识别,其中功能层次性的研究对于系统理解城市功能的结构特征和分布形态具有重大意义,但相关研究仍处于空缺状态。基于时序出租车出行数据和感兴趣点数据描述居民出行模式,结合动态时间规整和K-MEDOIDS聚类算法识别城市的功能属性和空间结构。研究结果表明,广州市中心城区的城市功能具有明显的层次性。随着层次细致程度的提升,其功能属性由"职-住"二元结构向"职-住-休"三元结构发展;其空间结构符合环状圈层构造,功能由外围的居住游憩向中心的商业休闲过渡,并在不同的圈层上呈现出各自的功能倾向。这为城市规划人员系统理解城市功能的属性变化和结构特征提供了有效的参考价值。

中国西南喀斯特石漠化研究进展与展望

石漠化是与北方荒漠化和黄土高原水土流失并列的中国三大土地退化问题之一。根据石漠化领域内的相关研究,系统总结了石漠化空间格局及动态过程研究、石漠化发展演化的机理研究等方面的进展与不足,提出构建基于中高分辨率遥感数据的石漠化时序轨迹新方法,并在此基础上进行长时间序列的石漠化过程分析,从时间和空间上定量、定位追踪石漠化的发展演化过程,不仅可以查明石漠化的发生地点及程度,还可以分析其发生和演化机理。将石漠化格局、过程与成因定量分析相结合,可以从更长的时间段内,更加精确地研究石漠化的时空变化规律,全面系统地揭示石漠化演化机制。

两种送风形式空气净化器周围流场测量与比较

随着室外空气污染的加剧和人们健康环保意识的快速提升,空气净化器在建筑空间中得到广泛应用。净化器的效果和作用区域与净化器送风形式密切相关,而目前还没有送风形式对净化效果和作用区域影响的实验测量。为此本文采用新的流场测量手段,即彩色时序粒子轨迹测量方法(Color Sequence Particle Streak Velocimetry, CSPSV),分别对采用离心式风机和轴流式风机的两种送风形式净化器周围流动情况进行了详细测量,首次实现了对真实房间尺寸下的净化器周围气流的三维非接触式测量和对比研究。发现两种不同净化器的外流场,受送风气流的角度及动量的影响,呈现不同的形态;在此基础上分析了两种送风形式的室内流型和适用环境,并对优化保障效果提出了建议。该研究可用于指导净化器布置以及净化器数值模拟方法的验证。

基于TM遥感影像的土地利用动态变化研究——以吴江市为例

地球表面特征及时正确的变化检测对于理解人与自然现象之间的关系极为重要。近几十年来,遥感数据作为基本的数据源,被广泛应用于变化检测中,现在普遍应用多时相的遥感影像进行土地覆被变化监测。本文将在吴江市土地覆被多时相遥感分类的基础上,检测吴江各种土地覆被类型的面积、时序变化轨迹,反映吴江市土地利用的空间格局变化情况。并根据分析结果发现目前土地利用中存在的问题,分析影响土地利用/覆被变化的驱动因子,以期为政府和相关决策部门提出科学的土地利用战略与对策提供参考。

Chronological constraints on multi-staged rapid cooling of the Tianshan Mountains inferred from apatite fission track analysis of modern river sands

The extreme modern elevation of the Tianshan Mountains reflects the Cenozoic deformation. Apatite Fission Track （AFI） chronometry is widely used to study the latest cooling stages caused by tectonic process or by exhumation in the uppermost crust. However, uncertainties remain over timing constraints on thermal history of the Tianshan Mountains since the Cenozoic though a great mount of dating work had been done in this area. To address this issue, modern river sands from the drainage basin on the piedmont of the Tianshan Mountains were sampled to integrate regional information. Single grains were dated with the AFT method, and then different grain-age components were identified to provide thermochronological constraints of their sources. Combined with discussion of previous dataset, our results show the multi-staged rapid cooling cluster at 46-32, 25-24, 19-13, 8-6, and -3 Ma, respectively. We interpreted these cooling events as a result of interplays between the Cenozo- ic tectonic uplift of the mountains and regional climate change.