地震动演变功率谱模型参数的统计建模

工程上常将规范反应谱拟合的确定性取值作为地震动演变功率谱参数,这虽然便于工程应用,但同时存在明显弊端:一方面,参数并非从实测强震记录中获得,具有较强的经验性;另一方面,确定性参数生成的地震动样本过于规则,且工程特性单一,无法全面地反映地震动的随机性。为了克服上述难题,从PEER的NGAGWest2地震动数据库中筛选1766条主轴方向的实测强震记录,并根据《中国地震动参数区划图》建议的场地类别和聚类方法划分为15组;随后,识别实测强震记录的演变功率谱参数,并结合K-S检验和BIC信息准则,确定每个参数最优概率模型;最后,根据演变功率谱参数统计建模结果,结合降维方法,生成了Ⅱ类场地与Ⅲ类场地的代表性时程。与《建筑抗震设计规范》中建议取值不同,研究参数来源于实测地震动,且具有随机性,避免地震动样本工程特性的单一化和规则化。

统计建模中GeoGebra软件的应用——以“一元线性回归模型”为例

用统计软件处理数据已成为统计学习的必要组成部分。统计图的绘制和统计量的计算是统计建模难点。以高中数学一元线性回归建模为例,教师设置定量探究不同因素对PM2.5浓度的影响这一问题情境,利用数学教学软件GeoGebra,指导学生绘制散点图,计算回归方程,对回归模型拟合并作效果评估,不仅能将学生从制图和计算中解放出来,高效开展建模活动,而且有利于调动学生在实际中使用统计方法的积极性。

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。

大规模结构网格数据的相关性统计建模轻量化方法

高置信度的数据可视分析对于大规模数值模拟至关重要,但是当前高性能计算机的存储瓶颈导致可视分析应用获取原始高分辨率网格数据越来越困难.基于统计建模的方法能够极大降低高分辨数据存储成本,但是重建数据的不确定性高.为此,提出了一种大规模结构网格数据的相关性统计建模轻量化方法,用于对并行数值模拟生成的大规模多块体数据进行高效分析与可视化.该方法的技术核心是通过数据块间的统计相关性,指导邻接数据块的统计建模,从而有效地保留数据统计特征,且不需要对不同并行计算节点中的数据块进行合并与重新分块.通过耦合数据块的数值分布信息、空间分布信息和相关性信息,该方法可以更精确地重建原始数据,降低可视化的不确定性.实验测试采用了最大10亿网格规模的5组科学数据,定量分析结果显示,在相同数据压缩比下,该方法相比现有方法可将数据重建精度最大提升近2个数量级.

基于metaPRS与APOEε4优化轻度认知障碍遗传风险统计建模策略的应用研究

背景轻度认知障碍(MCI)是干预和延缓痴呆进展的重要阶段,既往研究发现MCI与遗传因素存在紧密关联,且载脂蛋白E(APOE)ε4是医学界公认的MCI重要风险等位基因。由于缺少MCI的全基因组关联研究(GWAS)汇总数据,当前普遍以阿尔茨海默病(AD)的GWAS汇总数据作为Base数据集来计算MCI的多基因风险评分(PRS),致使MCI的PRS遗传风险预测效果并不理想。目的本研究以多基因遗传风险综合评分(metaPRS)与APOEε4作为重要预测因子,从广义线性模型与机器学习角度,探索并优化MCI的遗传风险统计建模策略。方法计算MCI的12个亚表型PRS,并利用弹性网状Logistic回归模型将其整合为MCI的metaPRS。利用年龄矫正的APOEε4效应量计算APOEε4加权总和(SCORE_(APOE))。以metaPRS、SCORE_(APOE)及基本人口学信息(年龄、性别、受教育程度)构建不同的预测因子纳入策略,以XGBoost、GBM、Logistic回归及Lasso回归作为统计建模方法,采用AUC及F-measure评价MCI遗传风险统计建模的预测效果。结果metaPRS与SCORE_(APOE)对于MCI的遗传风险有较高的预测价值,纳入metaPRS、SCORE_(APOE)及基本人口学信息(年龄、性别、受教育程度)后,各个统计建模方法的预测效果为:XGBoost(AUC=0.69,F-measure=0.88),GBM(AUC=0.76,F-measure=0.87),Logistic回归(AUC=0.77,F-measure=0.89),Lasso回归(AUC=0.76,F-measure=0.92)。结论在样本量为325(<500)的情况下,以metaPRS、SCOR_(EAPOE)与基本人口学信息为预测因子,以Lasso回归为统计建模方法的MCI遗传风险预测效果最好。本研究为MCI等复杂疾病的遗传风险统计建模提供了新的思路与视角。

基于时段的间歇过程统计建模、在线监测及质量预报

首先针对基于多元统计技术的间歇过程统计建模、在线监测、故障诊断及质量预测等热点问题进行了论述,回顾了各类方法的发展,并分析了各自的优缺点.接下来重点针对间歇工业过程多时段及时段过渡特性,详细介绍了基于时段的统计分析策略,分析了各时段的潜在过程行为及其对产品质量的影响与作用关系,探讨了该思想方法的本质依据,揭示了其研究价值和重要意义.最后从解决实际问题的角度出发,发掘了其存在的潜在问题及今后的研究前景与发展空间.基于时段的间歇过程多元统计分析是一个既有理论意义又有较高实际应用价值的研究课题,必将有利于后续的过程监测、故障诊断及质量改进.

GAM识别非线性相关及其在医学统计建模中的应用

目的介绍广义相加模型(GAM)识别非线性相关及其在医学统计建模中的应用。方法应用SAS软件PROC GAM模块识别实例数据结局变量与自变量之间的非线性相关,通过比较考虑该非线性相关和不考虑该非线性相关时多元线性回归和logistic回归模型的拟合和预测效果,阐明GAM识别非线性相关在统计建模中的重要性。结果与不考虑非线性相关的模型相比,考虑非线性相关的模型拟合和预测效果更优。结论合理使用GAM,在模型中纳入非线性成分,可改善回归模型的建模效果和预测精度。

突发公共卫生危机应急能力评价统计建模对策研究

目的探索突发公共卫生危机应急能力评价实用方法技术,从统计建模角度研究定量对策。方法以卫生机构能力评价为立足点,结合文献算例,采用加权集成思想、潜变量技术、投入产出效率三种不同思想为例,论证模型设计流程。结果指标体系、权重信息、基础测量数据与三种思想相结合,得到技术方案、建模对策和实现流程。结论建模对策为应急管理工作提供决策依据,在卫生管理评价领域有技术代表性和应用价值。

中国古诗统计建模与宏观分析

利用自然语言处理技术处理文学文本是计算语言学领域近年来的热门话题.该文结合点态互信息量与频率阈值,自动发现中国古诗词汇.基于构建的诗歌词典,利用启发式的正向最大匹配算法,对中国古诗作分词处理.采用主题模型对分词后的诗歌文本进行统计建模,并在此基础上进行了主题演变和诗人群体风格网络的探索性分析.基于全唐诗语料的实验结果表明:主题模型可以给出具有较好解释力的中国古诗统计模型,验证已有的文学史研究,并在传统的文本细读的研究范式之外,对中国诗学提供了全新视角的宏观刻画、描述与阐释.

隐身飞机米波段RCS的统计建模研究

采用米波雷达探测作为反隐身手段时,经典的RCS起伏模型无法精确描述隐身飞机的RCS统计特性。首先仿真分析了典型隐身飞机侧站盘旋时的动态RCS;其次采用经典起伏统计模型分析了头向RCS的统计特性,并通过分布检验方法比较了统计建模结果在VHF频段和L频段的差异;最后提出了采用高斯混合分布来实现米波段RCS的精确统计建模,将有助于提高反隐身效果。研究成果将为雷达总体设计和反隐身作战提供理论依据。

通用的雷达目标RCS统计建模方法

针对传统的雷达目标RCS起伏统计模型都是基于厘米波频段RCS建立的问题,提出了一种更为通用的基于混合正态分布的RCS统计建模方法。对典型隐身飞机的仿真数据和某型教练机的实测数据进行统计分析,拟合优度检验结果表明:混合正态分布在米波频段和厘米波频段均能实现最佳的拟合优度。研究成果可用于拓展雷达检测理论,为雷达总体设计提供理论支撑。

基于MATLAB GUI的SAR杂波统计建模与仿真系统设计

SAR图像杂波统计特性研究对于SAR图像的解译具有十分重要的意义。利用MATLAB GUI工具设计了SAR杂波统计建模与仿真系统。详细介绍了图形用户界面的制作方法以及软件的设计与实现过程。并利用该系统对机载SAR数据进行了实验。系统具有图像预处理、杂波统计分析、杂波仿真、相干斑抑制等功能,界面友好、操作方便,且具有可扩展性,可用于与SAR有关的教学、科研与实验分析。

基于可调控塔式分解系数统计建模的煤岩识别方法

针对传统煤岩识别方法易受采煤工艺、煤层赋存条件等因素限制而普适性不强的问题,提出了一种基于可调控塔式分解系数统计建模的煤岩识别方法。首先,对煤岩图像进行多尺度可调控塔式分解;然后,把非对称广义高斯分布作为一个统计模型去拟合每一个可调控方向子带的系数分布,采用最大似然估计法获得非对称广义高斯分布的各参数;最后,以对称的相对熵为距离测度完成煤岩图像的自动辨别。实验结果表明,与现有的其他方法相比,该方法的识别准确率最高,为86.90%。

统计建模的数据来源和数据准备的方法

文章从统计学的角度介绍了社科研究建模中统计数据的主要来源和数据准备的一些基本方法,无论宏观数据还是微观数据,在建模之前都需要经过充分的准备和初步处理才可以应用。文章认为,样本充足、分布优良和均衡可比的统计数据是成功建模的关键,即好的数据等于建模成功一半。

水泥板表面BRDF统计建模的优化与实现

分析了水泥板表面光散射的特点,结合图像处理方法计算了水泥板表面CCD图像像素的灰度梯度。通过遗传模拟退火算法反演出双向反射分布函数(BRDF)中遮蔽函数的参数,将反演的参数替换遮蔽函数中的经验参数计算水泥板表面的BRDF,并将拟合值和BRDF的实验值相比较,结果显示,随入射角增大遮蔽函数参数取反演值时的BRDF比取经验值时的BRDF精度更高,为目标表面BRDF统计建模的优化提供一种方法。

蒙古文原始语料统计建模研究

蒙古文字符编码与字形之间的多对多复杂转换关系及录入不规范等众多原因导致原始语料存在严重的拼写多样化现象和字形拼写错误,成为大数据处理瓶颈。该文以蒙古文输入法为例,利用大词库和形码生成器,将原本基于读音正确的词晶格最佳路径搜索问题转换为基于形码词晶格路径搜索问题,很好地解决了原始文本统计建模问题。实验结果证明,该方法及字形归并的模型优化方法可显著提高输入效率,对所有蒙古文"音词转换"和"形词转换"研究都有广泛的参考价值。

提高大学生统计建模能力的探索与实践

介绍了华中农业大学在提高大学生统计建模能力的一些做法,主要是:第一,在课堂教学中融入统计建模思想;第二,积极开展统计建模的教学与科学研究;第三,依托数学建模竞赛加强统计建模的推广与普及。

统计行业数据分析与数据挖掘应用——统计建模思想

本文通过对应用于公共事业的政府统计和应用于商业领域的企业数据分析与挖掘的介绍,阐述了统计建模思想的产生、发展和趋势。从量化的角度,诠释统计建模思想的几个不同的层次及适用的情境,以提升统计数据化决策在政府和商业领域的广泛应用为目标,目的是在面对公共和商业问题时政府和企业能运用统计建模思想提供的量化方法,实践商业智能与统计智能的互补,最终完成统计大数据决策时代的真正革命(最终实现大数据决策时代统计建模思想的真正价值)。

在非统计专业的概率统计教学中融入统计建模

作者结合自身的教学实践,提出了在统计教学中融入统计建模思想以转变教学观念,改变教学方法,在教学过程中注重提高学生统计应用能力。

电火花加工过程相对放电率统计建模及分析

通过对试验数据的采集和统计分析，研究了相对放电率与伺服控制变量之间的关系，表明正态分布是相对放电率较为合适的统计模型，揭示了模型参数与伺服控制变量之间的内在联系，利用这些联系可以预报不同控制变量下的加工状态。这一理论结果得到了试验证实。