Clough-Penzien功率谱模型参数的识别与统计建模及应用

地震动的Clough-Penzien功率谱(简称“C-P谱”)模型具有明确的物理意义,但是该模型需要识别的参数较多;而普通最小二乘(OLS)算法存在对数据的非线性识别初始值选择要求高、无法快速有效实现对大批量参数的精确识别等缺点。本文采用自适应加权粒子群优化(AWPSO)算法,基于典型的地震记录对C-P谱模型参数进行识别。结果表明:AWPSO算法识别的精度相比于OLS算法至少提升2.3%,且在计算效率方面具有较大的提升。从地震记录数据库中挑选出4159条地震记录,按照建筑抗震设计规范中的场地分类标准对其分组,采用AWPSO算法对各类场地的C-P谱模型参数进行识别和统计。采用K-S检验、A-D检验及AIC准则,确定了各参数的最优概率分布模型,并进一步计算了各参数之间的相关系数,建立了C-P谱模型的联合概率密度函数。采用Latin超立方抽样方法,得到了场地的统计抽样C-P谱模型,与规范转换的功率谱进行了对比分析,利用功率谱迭代修正的人工地震动合成方法,生成了具有场地特性的人工地震记录。

基于小波域多尺度统计建模的水下噪声的检测与识别

研究了基于小波域多尺度树结构的水下噪声信号统计概率模型的建模方法。实验分析表明,船舶辐射噪声的模型特征不仪与海洋环境噪声的有很大差异,而且在不同工况下自身也表现出了不同特点。根据海洋环境噪声和船舶辐射噪声在模型参数上的特征差异,提出了一种从海洋环境噪声中检测船舶辐射噪声的方法,实验证明了该方法的检测性能大大优于以前提出的几种检测方法。另外,为了更好地解决船舶辐射噪声的分类问题,在研究了基于隐马尔可夫统计模型的分类方法的基础上,还提出结合支撑向量机和隐马尔可夫模型的综合分类方法,实验分析也取得了较好的结果。

海洋环境噪声预报建模与算法研究

对海洋环境噪声分布特征进行预报 ,是有利于探索抑制海洋环境噪声的有效方法。本文依据海洋环境噪声谱级的实测数据 ,利用三次样条插值法建立了海洋环境噪声预报模型 ,并对我国北海浅海区的环境噪声谱级进行了预报 ,预报结果与实测功率谱图基本一致。在建立海洋环境噪声预报模型的基础上 ,提出了海洋环境噪声生成算法 ,仿真表明 ,该算法能生成具有任何振幅分布的、谱级曲线满足要求的海洋环境噪声序列。因此 ,本研究在工程上有参考价值。

基于统计建模的系统发育谱方法研究

系统发育谱算法作为一种有效的大规模基因组功能注释方法,已经被成功的应用到原核生物基因组的功能注释中去。通过对系统发育谱方法中的一个关键环节——相似谱的聚类进行分析,提出了一种基于统计建模的方法来对相似的系统发育谱进行聚类。实验表明,该方法在保证较高的覆盖率的同时,还有效的提高了算法的整体速度,且当参与建模的系统发育谱的数目越大时,算法的精确度越高。

统计方法在数学建模中的应用探讨——以2021年全国大学生数学建模竞赛E题为例

数学建模以解决生活中的问题为主要目的,统计方法的实际应用广泛,因此在数学建模问题的解决中起着十分重要的作用。本文以2021年建模竞赛E题中药材的鉴别为例,简析统计方法在数学建模中的具体应用,包括统计图表、统计方法等。

基于理论分析的海洋环境水下电场统计建模

海洋环境水下电磁场是海底油气电磁法勘探、海底地震预测等水下电磁应用的依存背景,由于其干扰程度较强已经引起相关学者的广泛关注。根据理论分析结果,在所关注的0.01-0.1Hz频段内,影响环境电场幅值分布的主要环境参数包括海面波浪浪高、海洋表面磁场强度和海水电导率等。基于观测的环境水下电场数据,本文利用SPSS统计分析软件,建立了0.01Hz-0.1Hz频段海洋环境水下电场幅值与关键环境参数的统计模型。模型拟合优度表明,建立的统计模型对环境数据具有一定的解释能力,其具有统计学意义。

雷达海杂波统计特性建模研究

介绍了海杂波统计特性建模的幅度特性、多普勒谱及空间相关这三个方面的研究状况,对各种建模的思路和模型效果进行了对比总结。对于幅度均值已有多个较为成熟的模型,但适用范围不同,结果差异也很大。幅度分布建模重点解决拖尾问题,复合建模是趋势。除平均谱外,开始研究短时多普勒谱。空间相关性建模主要建立空间相关长度与雷达及海洋参数间的联系,但是研究还不够全面。总的来看,已由单纯经验建模发展为力图在机理研究指导下有一定物理意义的建模。尽管海杂波建模效果愈来愈接近实际,但建模依然存在诸多问题。

海浪谱的选择对海面电磁波散射建模的影响

海浪谱的选择对Bragg共振散射建模的影响是海面电磁波散射建模的关键问题。首先简介了海浪谱的概念,然后选择RA(Romeiser-Alpers)谱进行了Bragg共振散射建模,最后选择另一种具有代表性的PM(Pierson-Moskowitz)谱进行了Bragg共振散射建模,并通过仿真实验对两种海浪谱及其用于Bragg共振散射建模的效果进行了比较分析。获得的结论对合理地选择海浪谱具有指导意义。

基于矢量水听器的浅海背景噪声分析方法研究

本文在研究浅海背景噪声场矢量理论的基础上,通过对比不同季节、不同海洋气象环境下获取的长期观测数据,提取海洋背景噪声矢量特征,结合典型声压与振速频谱分析方法以及声压与振速比值谱分析方法总结不同季节、不同海洋气象环境下的规律,并对风生海洋背景噪声谱特征进行了统计建模.

近红外光谱与多元统计方法用于生产过程实时分析

近红外漫反射光谱快速、无损且适用于实际复杂样品分析等特点被广泛应用于在位和在线分析。基于近红外光谱漫反射技术和多元统计过程分析方法建立了一种适用于生产过程分析与在线实时监测新方法。该方法实时采集生产过程中物料的近红外光谱,并利用已建立的模型计算统计量Hotelling T2对生产过程进行实时评价。模型的建立采用了主成分分析,统计量根据实时光谱在主成分模型上投影进行计算。实际应用表明,利用该方法可以根据统计量实时监测生产过程中物料的变动情况,并根据不同批次统计量的进一步统计实现批次间的相对稳定性分析。因此,该方法可作为生产过程质量控制的良好手段。