随机Cohen-Grossberg-type BAM神经网络的均方指数稳定性

通过构造Lyapunov函数,利用随机微分的Ito公式,研究了一类含有时滞的随机Cohen-Grossberg-type BAM神经网络的均方指数稳定性,并给出判定的条件,最后举例子说明结果的正确性.

考虑随机需求的高铁快递运输计划优化方法

为了充分利用高速铁路非高峰期的列车运输能力,提升高速铁路运营的经济效益,研究载客动车组客货共运模式下的高铁快递运输计划优化问题。首先,考虑高铁快递运输需求的时效性与随机性,以最大化高铁快递运营企业期望总利润为优化目标,同时满足列车运输能力、车站装卸效率、标准箱到发量守恒等约束,构建高速铁路快递运输计划优化的2阶段随机规划模型。在第1阶段,以最大化高铁快运期望总利润为目标,确定各列车的运输能力分配计划;在第2阶段,根据第1阶段获得的列车运输能力分配计划,确定随机需求场景下的高铁快递实际装运方案,使该场景下的运营收益达到最大。其次,基于蒙特卡洛模拟随机生成需求场景,采用反向消减算法(BRA)将2阶段随机规划模型转化为包含有限场景数的确定性整数线性规划模型,从而调用商业求解器GUROBI进行求解。最后,以宁杭高速铁路为背景进行算例分析,验证模型和算法的有效性。结果表明,相较于基于确定性需求得到的运输计划,利用随机规划方法得到的方案更能适应需求的随机性,从而达到更好的盈利效果,同时可以兼顾服务水平与企业收益,适用于实际运营中高铁快递运输计划的设计与优化。

基于随机突变的电商平台信用监管弹性研究

本文集成随机突变理论和弹性理论,探讨了电商平台信用监管的弹性测度问题。首先,构建监管部门和平台企业信用监管演化博弈模型,引入白噪声和It^o随机微分方程建立随机动力系统;进一步,结合随机突变理论,用极限概率密度函数描述系统的均衡表现,引入弹性指标定量表述系统均衡态改变前对扰动的吸收能力,仿真模拟系统参数变化对弹性的影响。研究表明:(1)监管主体从积极监管到消极监管的结构性突变源于变量组合经过分歧点集合时产生的自组织相变;(2)监管系统弹性演化过程与随机突变过程一致,突变的发生会导致监管弹性迅速改变;(3)上级政府惩罚力度对弹性影响显著,两者呈“U”形关系;在满足“突变”临界值约束下,超额收益对弹性有负向影响,监管主体协同度和公众媒体参与度对弹性有正向影响。本研究将电商平台信用监管研究拓展到弹性研究领域,为平台监管预警和政策优化提供思路;同时,为弹性理论和突变论的集成提供方法论尝试。

基于优化快速搜索随机树算法的全局路径规划

为了改善传统快速搜索随机树(RRT)算法在全局路径规划中存在的平滑度差、具有潜在碰撞性等问题,提出了一种双重优化的RRT算法。在传统RRT算法基础上,引入自适应目标偏向策略以缩短采样时间,引入角度约束采样策略以适应车辆极限转角。得到初始路径后,建立二项优化函数(即降低路径曲率和远离障碍物),并将其作为基点进行梯度下降二次优化,生成可供车辆行驶、平滑性良好且碰撞概率低的路径,并进行仿真验证。结果表明:优化RRT算法相比于传统RRT算法、RRT-Connect算法和RRT算法,平均曲率分别降低了38.1%、36.4%和24.7%,曲率均方差分别降低了38.4%、38.4%和27.2%。

含风光出力随机性的独立微电网二次频率控制

针对风、光发电随机性的问题,提出一种考虑新能源减载参与二次调频的模型预测控制方法。建立包含随机功率扰动的扩展状态矩阵,采用卡尔曼滤波估算随机未知扰动;依据风、光最大可用功率,建立实时变约束,避免机组功率越限;设置合理的权重系数,优先风、光发电出力参与二次调频;通过求解变约束二次规划问题,获得各个机组的优化调频功率。最后,建立含多个光伏、风电的微电网模型,在不同场景下与常规二次调频方法进行对比仿真。仿真结果表明,所提方法能提高系统频率恢复速度,减小系统频率波动,尤其在风、光发电剧烈波动场景下。

基于高度角随机模型的GNSS外辐射源雷达定位算法

针对GNSS外辐射源雷达定位时不同卫星对定位的误差贡献不同的问题,提出基于高度角随机模型的定位算法,理论分析目标位置估计量的克拉美罗界和统计特性,并计算卫星位置误差和地面站位置误差对定位误差的影响。仿真结果表明:所提出算法对不同GNSS卫星的直射、反射路径的伪距差测量值误差进行了合理分配,定位性能达到了克拉美罗界,且不会因为选星方案的改变而大幅恶化。对地面站位置误差和卫星位置误差的分析表明:地面站位置的标准差小于10 cm、卫星位置的标准差小于1 km时对定位总误差的贡献可以忽略不计。

基于随机森林的发电机定子线棒局部放电图谱特征识别方法

发电机定子线棒局部放电的在线监测和故障诊断对于电机故障预警、故障定位和指导机组检修有重要意义。目前存在部分不同类型局部放电相似度高,模式识别方法计算时间过长的问题,需要高精度和高效的识别方法,为此提出一种基于随机森林的定子线棒局部放电识别方法。制备了6种类型定子线棒,用特高频天线检测局部放电信号,基于相位分布局部放电(PRPD)图谱比对,提出参数幅值不对称度。基于随机森林方法识别缺陷类型,计算特征重要性,选择有效特征。最后,可视化特征相似度,与传统反向传播(BP)神经网络方法对比,验证有效性。结果表明:随机森林算法可以有效识别人工缺陷定子线棒局部放电,总体识别正确率达到93.33%。筛选半数特征后,随机森林比BP神经网络的准确率提高了10.83%,特征选择对随机森林的准确率影响很小,但识别效率大幅提高。随机森林在少量特征时识别准确率、计算时间都明显优于神经网络。幅值不对称度参数的重要性排在全部特征前1/3,具有推广价值。

基于多源数据与随机森林方法的城市建成区提取——以郑州市为例

基于夜间灯光数据的阈值分割法在城镇建成区提取研究中被广泛应用,但由于夜间灯光数据分辨率低、灯光溢出和阈值分割法无法顾及区域差异等问题,一定程度上影响了该方法的提取精度。以郑州市为例,以LJ1-01与NPP/VIIRS两种夜间灯光影像为主要数据源,结合Landsat8中分辨率遥感影像、网络城市兴趣点(POI)及路网数据,利用随机森林分类方法对郑州市2018年建成区进行提取,参考土地利用数据,对RF分类法与NTL、VANUI、BANUI、PANUI、RANUI指数等阈值法进行对比实验和精度评价,评估基于多源数据的随机森林分类方法在城市建成区提取中的优势。实验表明,RF比阈值法提取的建成区更接近真实建成区且提取精度更高,具有更好适用性;LJ1-01数据提取的效果和精度总体优于NPP/VIIRS数据;在采用RF分类时,各类特征的重要性在不同夜光数据源中表现差异较大。

双向孟德尔随机化研究分析哮喘与肌少症的因果效应

目的采用孟德尔随机化研究(MR)探索哮喘与肌少症的因果效应。方法两样本MR评估哮喘数据集对肌少症关联的3个数据集(低手握力、四肢肌肉重量和行走速度)的因果关系。逆方差加权法结果作为主要指标,MR-Egger回归、加权中位值、基于众数的简单估计和基于众数的加权估计作为参考。逐步剔除法检验敏感性,Q检验检验异质性,MR-pleiotropy函数检验多效性。反向MR研究肌少症对哮喘的影响。结果哮喘与低手握力概率增加有关(OR=1.703,95%CI:1.206~2.405,P=0.003);与四肢肌肉重量减少有关(OR=0.733,95%CI:0.598~0.899,P=0.003);与行走速度降低有关(OR=0.930,95%CI:0.873~0.990,P=0.022)。逐步剔除法证实哮喘对肌少症3个数据集因果效应结果稳定。反向研究未发现肌少症对哮喘存在促进作用。结论哮喘促进肌少症的发生和发展,是肌少症的潜在不利因素。

基于随机森林算法的异常发热复合绝缘子分类模型

不同类型异常发热复合绝缘子对应的检修决策、应急处理手段各不相同,因此迫切需要建立复合绝缘子异常发热类型识别方法。该文分析了表面积污、护套老化受潮和芯棒酥朽发热复合绝缘子的表面中轴线温度曲线,并定义了7个温度特征量对复合绝缘子异常发热状态进行表征。此外,该文提出了基于随机森林算法的异常发热复合绝缘子分类型模型,并使用现场和实验室拍摄的异常发热复合绝缘子红外图像构建温度特征量样本集。采用SMOTE算法对芯棒酥朽复合绝缘子温度特征量进行数据增广、10折交叉验证选择决策树个数。模型测试结果显示,表面积污、护套老化受潮和芯棒酥朽复合绝缘子的分类精确率均在85%以上。

口服中药治疗慢性阻塞性肺疾病急性加重随机对照试验的文献特征及结局指标研究

背景口服中药在慢性阻塞性肺疾病急性加重(AECOPD)的治疗中应用广泛,但相关临床试验的结局指标尚未得到统一和规范。目的通过筛选已发表的以口服中药为AECOPD治疗措施的随机对照试验(RCT),总结其文献特征和选用的结局指标情况,为中医药治疗AECOPD临床试验设计和结局指标选择提供参考。方法计算机检索中国知网、万方数据知识服务平台、维普网、中国生物医学文献数据库、PubMed、Embase、Web of Science、Cochrane Library、ClinicalTrials.gov、中国临床试验注册中心,获取口服中药治疗AECOPD的RCT和临床试验注册方案,检索时限为2018年1月—2022年10月。由2位评价员独立筛选文献、提取资料后,采用定性分析的方法,对纳入研究的结局指标选择情况进行描述。结果纳入578篇文献,包含574篇已报告试验结果的RCT及4个临床试验注册方案。574篇RCT共纳入51508例患者。88篇文献在纳入标准中限定了患者的疾病分级,361篇文献在纳入标准中限定了中医证型,6篇文献报告了盲法,6篇文献提及了随访。纳入文献共涉及4030个结局指标,单篇文献结局指标数量范围为1~24个。按照结局指标的功能属性,将其归为8个指标域:中医症状/证候、症状/体征、理化检测、生活质量、远期预后、经济学评估、安全性评价、其他,报告率最高的指标域是理化检测,报告频次排名前5位的结局指标项目是:有效率(11.5%)、第1秒用力呼气容积(7.5%)、中医症状/证候评分(7.0%)、第1秒用力呼气容积/用力肺活量(6.8%)、用力肺活量(4.6%)。445篇文献报告了有效率的组成,报告率排名前5位的研究指标依次为症状(423篇)、体征(281篇)、中医证候评分(203篇)、实验室检查(89篇)、肺功能(71篇)。结论口服中药治疗AECOPD的RCT涉及的结局指标数量多、范围广,纳入的文献在不同程度上关注了口服中药对AECOPD患者的症状体征、理化检测指标、生活质量、远期预后、经济学评价和安全性结局等方面的影响。但结局指标的选择仍存在多方面的问题:结局指标主次不清;主要关注替代终点,对临床终点的关注不足;对卫生经济学指标关注不足;有效性参考来源不一、判断标准不一。研究者可参考已发表的核心指标集,合理设计结局指标,以提高中医药临床研究的质量。

非平稳随机地震激励下多层框架-摇摆墙结构的响应分析

框架-摇摆墙是一种可有效提高建筑抗震性和韧性的组合自复位结构,为充分了解其在地震下的随机响应特性,构建多自由度框架-摇摆墙结构的简化非线性方程,并利用等效线性化,基于响应的伪谐波行为假设,构建含时变参数的等效线性动力方程;基于随机平均的原理,得出控制响应幅值概率密度函数(PDF)的时间演变形式的福克-普朗克-科尔莫哥洛夫(FPK)方程,最终得出随机响应时间相关方差的一阶微分方程;并以某教学楼一榀框架为样本构建算例模型进行验证。结果表明:近似解析方法具有优异的精确度,在保证随机响应时间相关方差准确性的前提下,相对于传统的蒙特卡罗模拟(MCS)方法可提高分析的效率;在可分离形式和不可分离形式的非平稳地震动功率谱模型的结果中,随机响应方差曲线趋势与随机地震激励的形式相关,且在分段式调制非平稳谱作用下其分段点表现出很明显的不平滑现象;不同类型的随机地震激励扰动下的结果证明了此方法优异的适用性。

基于特征变量扩展的含气饱和度随机森林预测方法

采用数据驱动的方式,提出了一种基于随机森林机器学习算法训练出含气饱和度地震预测方法,并将该方法应用于中国西部复杂天然气藏中,分别对单井资料和二维地震资料进行了含气饱和度预测与分析。研究结果表明:(1)抽取井旁道纵波速度、横波速度和密度3个弹性参数叠前地震反演结果作为基本特征变量样本,引入边界合成少数类过采样技术对基本特征变量样本和对应的含气饱和度样本进行平衡化处理;利用扩展弹性阻抗结合数学变换自动生成一系列的扩展变量;再利用随机森林对特征变量进行含气饱和度预测重要性排名,并优选重要性较高的特征变量进行含气饱和度随机森林训练。(2)该方法大幅减少了特征变量提取和优选的人工工作量,且有效减少了信息冗余以及因含气饱和度样本不平衡导致的训练偏倚问题,有效增强了随机森林算法在含气饱和度地震预测方面的能力。(3)实际单井应用中预测的含气饱和度与测井解释的含气饱和度的相关系数可达0.9855;在二维地震资料应用中,该方法比基于常规未平衡化的11个弹性参数作为随机森林输入预测出的含气饱和度精度更高。

基于条件风险价值的虚拟电厂参与能量及备用市场的双层随机优化

为充分发挥虚拟电厂的灵活性价值,提出了虚拟电厂参与电能量及备用辅助服务市场的双层随机优化模型。上层基于条件风险价值理论建立了虚拟电厂参与电能量及备用辅助服务市场的两阶段风险决策模型,其中,第一阶段考虑新能源不确定性的潜在风险,建立了虚拟电厂参与能量和备用辅助服务市场的投标报价模型,第二阶段针对不同场景下的新能源出力建立了以虚拟电厂期望运行成本最小为目标的分布式资源优化调度模型;下层在已知各市场主体的投标报价信息后,开展电能量市场及备用辅助服务市场的联合出清。仿真分析表明,所提方法能够有效指导虚拟电厂规避新能源不确定性的潜在风险,并通过将备用价格提高到下一个边际机组的报价从而增加自身利润。

肠道微生物与细菌性肺炎易感性的因果关系:双样本双向孟德尔随机化研究及cML-MA的应用

目的通过孟德尔随机化研究方法探究肠道菌群与细菌性肺炎易感性之间的因果关系。方法使用三种不同的孟德尔随机化分析方法,对211个肠道菌群类群与细菌性肺炎之间的关系进行211次双样本分析,并进行反向孟德尔随机化分析。以随机效应逆方差加权法(IVW)作为主要结果,并采用其他方法作为补充参考。结果柔膜菌纲(OR=1.14,95%CI 1.02~1.27,P=0.02)、放线菌科(OR=1.17,95%CI 1.02~1.35,P=0.03)、放线菌目(OR=1.17,95%CI 1.01~1.35,P=0.03)以及软壁菌门(OR=1.14,95%CI 1.02~1.27,P=0.02)的丰度升高与细菌性肺炎易感性的增加有关;消化球菌科(OR=0.88,95%CI 0.78~0.98,P=0.02)、直肠拟梭菌群(OR=0.85,95%CI 0.75~0.97,P=0.02)和鞘螺菌科UCG001(OR=0.90,95%CI 0.83~0.99,P=0.03)的丰度升高与细菌性肺炎的发病风险降低相关。一系列敏感性分析以及条件孟德尔随机化分析(cML-MA)的结果表示该研究结果可靠。反向孟德尔随机化未发现反向因果关联。结论肠道微生物的丰度升高与细菌性肺炎的易感性增加或降低相关,肠道菌群在细菌性肺炎发病机制中有重要作用,提供了潜在干预措施的新思路。

基于加窗随机解调架构的电网超谐波信号检测方法

针对电网超谐波检测采样压力大、数据处理困难等问题,提出一种基于加窗随机解调架构的超谐波信号检测方法。该方法首先利用模拟信息转换技术结合加窗思想,在采样端对超谐波信号进行加窗压缩采样,得到压缩采样后的数据;随后,在重构端采用逐级二分的思想,将残差的一阶微分作为收敛阈值,改进稀疏度自适应匹配追踪(SAMP)算法,实现对采样数据的快速重构。大量的仿真实验和测试结果表明,方法可以在减少90%数据量的情况下实现超谐波信号的频率幅值精确检测,其中频幅值检测的相对误差≤2%,频率检测误差≤3 Hz,为更准确测量超谐波提供了新思路。

可再生能源投资的政企随机演化博弈研究——基于动态碳价视角

针对传统确定性演化博弈模型的不足,引入几何布朗运动模型模拟动态的碳价参数,构建了具有随机支付矩阵的演化博弈模型,以全国碳市场背景下的发电企业为例,研究了政企双方的演化过程和策略选择,探究了不同因素对演化均衡和政企决策的影响.结果显示:碳价是影响政企决策的重要因素,碳价较低时,政企的最优决策分别是选择作为策略即采取奖惩措施和不投资可再生能源,碳价较高时最优决策转变为不作为和投资.火力发电的成本、收益和碳排放系数以及可再生能源发电的成本、收益和建设成本是影响政府和发电企业策略选择的关键因素.发电企业投资意愿与政府的奖惩力度正相关,政府作为意愿与奖惩力度负相关,短期内提高政府的奖惩力度可激励发电企业的投资行为,但会缩短政府作为时长.

二层多目标随机规划逼近弱有效解集的上半收敛性

为研究二层多目标随机规划逼近问题的弱有效解与精确的弱有效解之间的逼近收敛性,针对上、下层都带有约束条件的一类多目标二层随机规划的逼近问题,构建了二层多目标随机规划逼近问题的弱有效解集的上半收敛性理论框架。即在假设下层反馈到上层的最优解集函数为凸函数的前提下,借助严格凸函数的性质,利用多目标随机规划的弱有效解可以表示成相应的单目标随机规划最优解集交集的结构特征,建立了二层多目标随机规划逼近弱有效解集的上半收敛性,提供了逼近方法求解二层多目标随机规划弱有效解集可以近似替代精确的弱有效解集的理论依据。

基于指数随机图模型的发明者合作网络形成机制研究

聚焦探讨不同因素是否以及如何影响发明者合作网络形成,基于2004—2021年华为在中国申请的专利数据,构建发明者合作网络,运用指数随机图模型探讨行动者属性和内生结构效应对发明者合作网络形成的影响机理。结果表明:发明者合作网络是稀疏网络,呈现星形结构和闭合三角形结构共存的网络结构模式;发明者协同创新能力抑制新合作关系的形成,但发明者合作伙伴多样性和合作深度均促进新合作关系的形成,且具有相同水平合作伙伴多样性或合作深度的发明者之间更容易建立合作关系;发明者倾向于与处于中心位置的发明者建立合作关系以及与具有共同合作伙伴的直接合作伙伴建立新合作关系。

考虑节点刚度随机性的焊接钢筋部品变形计算方法研究

为量化钢筋部品刚度,从受力机理角度出发,基于试验和理论分析,提出考虑刚度随机性的焊接钢筋部品变形计算方法。从受力机理的角度提出三向转动刚度独立力学求解模型,考虑钢筋直径的影响,设计了105组T形焊接钢筋试件及两类加载固定试验装置,开展分级加载试验;在此基础上,考虑焊接节点转动刚度随机性,提出基于蒙特卡洛随机抽样的焊接钢筋部品变形计算方法,并分别开展了6个焊接钢筋网片和6个钢筋块体试验进行验证。结果表明:钢筋焊接节点刚度与钢筋直径有关,当焊接条件相同时,钢筋直径越大,焊接节点刚度越大;同一钢筋直径组合的焊接节点转动刚度基本符合正态分布,3个方向的转动刚度R x>R z>R y;钢筋焊接节点刚度与焊接节点断面面积基本呈线性关系;竖筋和横筋连接节点刚度对钢筋部品变形影响显著,所采用的节点刚度取值方法计算的焊接钢筋部品变形偏差均在10%以内,与传统刚接和铰接方法相比,变形计算精度大幅提高,变形计算方法合理。