基于多突变点与模板匹配的用电设备在线状态监测方法

针对现阶段用电设备状态监测技术存在的处理速度较慢、准确率较低等问题,文中基于多突变点检测和模板匹配策略提出了一种用电设备在线状态监测方法。该方法在缓冲区模型和滑动窗口模型的基础上,利用多路搜索树突变点检测(Ternary Search Tree and Kolmogorov-Smirnov,TSTKS)算法形成窗口维度和缓冲区维度的特征向量,通过两种维度的模板匹配实现用电设备的运行状态匹配和状态切换时刻定位。基于家用电冰箱的仿真实验结果表明,所提方法具有检测速度快、准确率高等优点,可为用电设备状态监测领域提供参考。

信号突变点的检测识别研究及应用

通过研究MATLAB软件对信号的预处理方式,并分析多种小波变换的特点及提取能力,探究对人体血压信号突变点的优化提取及识别方法。主要步骤为:利用移动平均滤波器对血压信号进行平滑去噪处理,采用Mexh小波变换实现信号特征提取,应用findpeaks函数进行识别,完成对人体血压信号的分析和处理。实验验证测量误差为0.5 mmHg,处于可允许误差范围之内。

基于突变点检测与峰值搜索的心音分割算法

心音分割通常指将心音信号的心动周期分割为第一心音(S1)、收缩期、第二心音(S2)和舒张期;心音分割是分析研究心音分类的关键步骤。提出一种新的心音分割算法,首先采用bior双正交小波对心音进行去噪;然后根据短时能量、频谱质心以及阈值定位心音信号突变点,并确定寻峰区间;之后用寻峰算法滤除伪峰的同时通过峰值点补偿算法提高有效峰值的检出率;最后,利用峰峰值之间的距离定位S1和S2,并以突变点为分割点,得到心音分段结果。实验证明,使用上述算法对1000例心音进行分段,平均准确率达到了92.38%,平均分割速度为0.02561秒,在保证准确率的前提下实现了对心音信号的快速分割。

高压断路器分合闸振动过程突变点的两阶段辨识方法

高压断路器分合闸的振动信号富有机械故障信息,基于振动信号信息的断路器机械诊断研究具有重要的工程应用价值。为提升断路器分合闸过程中振动信号的采集效率,提出了一种基于高压断路器分合闸振动过程突变点的两阶段辨识方法。首先,通过第一阶段动态异方差检验初步判断突变发生,其次,通过第二阶段基于潜在突变时刻集的条件方差突变检验确定突变点。进而构建信号采集通道的切换机制,在不提升硬件条件的同时提高了采集效率。最后通过江苏电网的实际应用验证了文中所提出的两阶段辨识方法的有效性。

太湖地区水稻土磷素径流流失及其Olsen磷的“突变点”

采用田间小区试验的方法,研究了太湖地区爽水型水稻土(无锡安镇)和囊水型水稻土(常熟)磷素地表径流流失状况及其与土壤Olsen P浓度的关系。结果表明:在常规施磷处理水平下,爽水型水稻土2000～2001年度的地表径流磷(TP)流失量为603.2g/(hm2·a),2001～2002年度为1148.9g/(hm2·a);而囊水型水稻土2000～2001年度地表径流磷流失量为679.5g/(hm2·a),2001～2002年度为1350.3g/(hm2·a)。麦季土壤磷的径流流失量均大于稻季磷的径流流失量。施肥量对土壤磷素径流流失有显著的影响。爽水型水稻土和囊水型水稻土土壤磷素径流流失各存在一个突变点,分别为32和26mg/kg。两种水稻土突变点的差异可能与它们的质地和有机质含量不同有关,同时也表明囊水型水稻土土壤磷更易流失,这与囊水型水稻土土壤磷素年径流流失量大于爽水型水稻土的结果是一致的。

时间序列异常点及突变点的检测算法

针对传统突变点检测算法具有大延时的问题以及实际数据中同时含有突变点、异常点的实际情况,提出一种基于小波变换有效分数向量的异常点、突变点检测算法.该方法通过引入有效分数向量作为检测统计量,有效避免了传统检测统计量随着数据增多而无限增大的缺点;提出利用小波分析统计量的办法,有效地克服了传统突变点检测算法中存在大延时的缺陷;利用李氏指数及小波变换的关系,实现了在一个检测框架内同时在线检测异常点以及突变点,使得该检测算法更符合突变点及异常点同时存在的实际情况.仿真实验和性能比较结果证明了提出的异常点、突变点检测算法具有一定的有效性和实用性.

基于Mann-Kendall法的水沙系列突变点研究

以皇甫川流域为例,应用Mann-Kendall法对该流域1954—2006年水沙系列突变点进行了分析。结果表明:皇甫川流域年径流量和年输沙量系列的突变点均为1986年。

多尺度直线拟合法在时间序列突变点检测中的应用

在电液伺服阀的测量和筛选过程中,为进行伺服阀死区和分辨率的测量,需要检查数据序列中的突变点。目前突变点的主要检测方法有Mann-Kendall算法、累积和控制图(CUSUM)算法、最小均方差(MSE)法、小波变换法等,但这些检测方法均有一定的局限性。为此提出了一种多尺度直线拟合法,采用变换拟合尺度逐步逼近的方式来检测突变点。将时间序列按给出的初始长度计算法划分为若干段,每一段用最小二乘拟合的直线代替。比较相邻拟合线段的斜率,其中斜率变化最大的两段线段之内存在突变点。在该两段线段的范围内缩小拟合尺度,继续使用上述方法进行查找,直至拟合尺度收敛为1,此时斜率变化最大的点即是原时间序列的突变点。将该检测方法同其他方法进行比较,并在伺服阀测试系统和故障检测信号中进行实际应用,验证了该方法在查找突变点时的准确性、针对复杂信号时的有效性和计算效率上的优越性。

小波变换用于微分心电信号突变点检测

微分心电信号的突变特性反映了心肌除极波前在传播过程中的临界点现象 ,有可能解释心电图高频成分的成因 .该文应用小波变换对信号突变点检出的理论对微分心电信号进行分析 ,并用非线性最小二乘法进行参数拟合 ,确定了突变点的位置 .通过临床冠心病组与正常对照组对比检出实验 ,统计结果显示出突变点的数量对心肌缺血或损伤具有较高的敏感性 ,初步证明了这种检出方法的有效性 .

应用带变异的否定选择算法寻找滑坡突变点

基于人工免疫系统带变异的否定选择算法的思想,对滑坡监测数据进行处理,根据部分匹配原则产生检测器,寻找滑坡突变点。通过对卧龙寺新滑坡监测数据的实例研究表明,该方法是可行的,能准确寻找滑坡突变点。

近百余年我国气温变化的突变点分析

用墨西哥帽小波和哈尔小波函数分析了我国气温变化的突变点位置 ,并用气温序列的 5 a滑动平均序列计算了信噪比 (S/ N) ,进一步验证了突变点的位置。同时还通过小波逆变换分析了我国温度变化趋势。结果表明 :从不同气候层次来看 ,192 0年前后气温发生了急剧的变化。目前我国气温处于偏高阶段 ,并将持续一段时间。

采用时间序列突变点检测的滚动轴承性能退化评价方法

以滚动轴承为研究对象,根据性能退化曲线的现实意义定义了对性能退化特征提取具有指导意义的评价方法,该方法由初始退化点、初始敏感性、失效突变性和趋势一致性4个指标构成,并根据性能退化曲线的物理特性设计了性能退化特征评价的定量化指标;利用时间序列线性化突变点检测的方法给出了评价指标的计算过程,为性能退化特征的选取提供了更为直观的依据。使用国际通用的Swiss数据集进行验证,实验结果表明该评价方法可以全面评价各个性能退化特征对性能退化过程的表征效果。为了更好地保持原始高维数据的空间位置关系,提出了基于邻域参数自适应选取的局部线性嵌入(LLE)算法,通过自适应局部权值向量来保存高维空间数据的局部线性结构,将多个局部线性进行叠加来不断地逼近全局的非线性,有效提高直接使用高维数据反映原始状态性能的可靠性和稳定性。使用滚动轴承加速寿命试验数据,对比邻域参数自适应LLE算法和常规LLE算法所提取的性能退化特征,验证了邻域参数自适应LLE算法可以保留更多原始高维数据的信息。

有序聚类分析法的改进及其在水文序列突变点识别中的应用

有序聚类分析法是水文学中识别突变点的有效方法,但该法只考虑了同类之间的离差较小原则,忽略了类与类之间的离差较大原则。基于此,提出了改进的有序聚类分析法,改进法同时考虑了同类之间的离差较小和类类间的离差较大原则。将改进的有序聚类分析法应用于年平均流量序列突变点识别中,并与传统有序聚类分析法进行对比分析,研究结果表明,改进的有序聚类分析法原理明确,识别突变点更加有效。

基于水环境风险的红壤性水稻土Olsen-P突变点研究

结合973项目"我国农田生态系统重要过程与调控对策研究"定位监测田块,采集28个水稻土样品,通过室内模拟研究不同P肥施用量下恒温(25℃±1℃)培育3h后,红壤性水稻土水层P随Olsen-P变化的关系,并以水层P急剧增加时的土壤Olsen-P含量作为土壤速效P突变点。结果表明,速效P突变点与土壤本底速效P含量极显著相关,28个样点土壤速效P突变点平均值为114.22mg/kg±7.86mg/kg,速效P突变点对应的水层P含量平均值为13.12mg/L±2.49mg/L,且突变发生时对应的P肥用量与土壤活性Fe含量显著相关。

土壤磷淋溶状况及其Olsen磷“突变点”研究

对英国Broadbalk长期土壤肥料试验地和Woburn农场三块试验地地下排水中磷形态及其含量等研究表明:(1)由于连续150多a的施肥,Broadbalk试验地地下排水中总磷(TP)浓度很高,最高达4.83mg·L-1;其中,以颗粒附着态磷(PP)为主,其次是可溶态反应性无机磷(MRP),可溶态有机磷(DOP)含量最低;(2)随着降雨量和排水量的增大,Broadbalk试验地地下排水中TP浓度和PP所占的比例明显增大;(3)Woburn农场三块试验地地下排水中磷浓度较低,且以MRP为主要成分;(4)用“突变点”法可以较好的预测土壤磷淋溶的趋势;Broadbalk和Woburn农场发生磷淋溶的土壤Olsen-P含量“突变点”分别是60mg·kg-1和17mg·kg-1。

关于我国上证指数突变点的研究

文章引入了对突变点检验的贝叶斯推断方法,介绍了该方法在指数族分布尤其是正态分布下突变点检验的基本理论,并应用该理论研究了我国上证指数的突变点问题。结果表明,上证指数序列在2005年11月附近存在突变点;加入突变点后,上证指数序列不再是单位根过程,而是趋势平稳过程。

南方水库水文序列突变点检测

以我国南方长潭水库水文站1961-2005年共45 a的年平均流量序列为例,利用累积距平法、Mann-Kendall突变分析方法(M-K法)、相关分析法等,研究了长潭水库水文序列的突变情况。结果表明:①从20世纪70年代初期开始,长潭水库年平均流量呈上升趋势,特别是在1996-2001年显著上升,产生了突变现象;②年平均流量系列的突变点为1975年,是自然与人为活动共同影响的结果,产生突变的主要驱动力是气候变化。

沪深两市股指时间序列突变点贝叶斯检测模型研究

股指时间序列突变点的检测是股指波动规律研究领域中的一个重要问题。依据贝叶斯原理提出的突变点检测分析模型,用Matlab工具软件对该模型进行了仿真,并且在实证分析中应用该模型分别对上证综合指数和深证成份指数月度时间序列数据进行了突变点检测分析,准确地确定了两市的突变点,和相应的后验概率分布,并解释了突变点形成的经济和政策背景。

两种水沙系列突变点算法的对比分析——以内蒙古皇甫川为例

以黄河中游粗泥沙重要来源区皇甫川为例,利用皇甫川流域降雨量和皇甫川把口站年径流量及年输沙量资料,采用双累积曲线法、Mann-Kendall法两种方法分别计算了该河流水沙系列突变点,结果表明:利用双累积曲线法进行水沙系列突变点检验时,存在转折点数量不等且转折点出现时间也不一致的现象,确定突变点受人为因素影响很大;而利用Mann-Kendall法进行突变点分析时,突变点唯一且明显,这为计算流域水利水保措施减水减沙效益时快速确定水沙系列突变点提供了较为科学、准确的方法。

小波变换模极大值法检测信号突变点

传统的傅里叶分析由于在时域不能局部化,难以精确检测到信号发生突变的时间。小波变换由于具有良好的时频局部化特性,故能精确检测到信号发生突变的时间。介绍应用小波变换模极大值法检测信号突变点的方法,仿真结果证明该方法的有效性。