河川径流演变的非趋势波动分析

运用非趋势波动分析法,对黄河上游河川径流近百年月平均流量序列进行了分析,揭示了河川径流的长程相关性及其内在规律性。研究结果表明:黄河上游近百年河川径流序列波动的标度指数a=0.5862,存在内在的正长程相关性,长程幂律关系至少可持续54月或4.5年;大于54月尺度区间的标度发生改变,可能是不同时空尺度下信号突变或序列长度受限所致,这也从某种程度上体现了河川径流系统演变过程中复杂的物理机制。

新疆和田降雨小波分析和非趋势波动分析

运用小波变换和非趋势波动分析得到了降水量的波动变化特性,探讨了降水量序列的长程相关性及其内在规律性。结合小波分析方法提取了主要的周期和趋势变化特性。采用两种方法在不同时间尺度上对降水序列分析,结果表明和田降水量近几年将持续减少,减少趋势至少将持续21个月。

基于非趋势波动分析的河川径流动力学特性研究

应用非趋势波动分析法,有效消除了数据中的噪声和非平稳信息影响,得到了定量描述河川径流长期演变行为的参数,即标度指数。根据标度指数的变化特性,探讨了河川径流的长程幂律相关及其存在的时间尺度等问题,通过黄河上游贵德水文站径流资料的仿真分析,表明该方法是可行的。

逐段非趋势波动分析方法及我国证券市场的实证研究

为了研究金融时间序列在不同时段波动的持久性特征,本文提出了一种逐段非趋势波动分析方法。该方法首先建立多阶段分割动态规划模型对时间序列进行分割,随后对各子序列逐段进行非趋势波动分析。对我国证券市场的七个主要指数的实证研究结果表明,本文提出的逐段非趋势波动分析方法能够有效揭示股票指数持久性特征随时间变化的现象,也有助于更深入的比较不同指数间持久性特征的相似程度。

我国近百年气温的非趋势波动分析

为研究我国近百年气温的长程相关规律 ,通过对我国近百年月平均温度序列的非趋势波动分析 ,初步得出以下几个结论 :我国近百年气温存在内在的长程相关性 ;标度指数α 0 .6 6 ;尽管大于 18a尺度区间的α与小于 18a尺度区间的α有所不同 ,但可能由于所分析的温度序列长度受到限制 ,没有足够充分的理由认为 18a是个交叉点。

非趋势波动分析及其在齿轮故障识别中的应用

对时间序列的长程相关性用于设备故障识别进行了可行性研究。提出将非趋势波动分析方法用于设备故障识别,对齿轮振动信号进行分类实验,结果表明非趋势波动分析能成功地对常见齿轮故障模式进行识别,与盒维数计算结果相比,非趋势波动分析具有更好的抗干扰性。

基于自适应非趋势波动分析的齿轮振动信号特征提取

非趋势波动分析用于齿轮故障识别时常采用标度指数作为特征量,该特征量容易导致齿轮故障模式间存在混叠。根据对数尺度波动函数图,将标度指数与表征信号强度的截距组成齿轮振动信号的特征向量。根据齿轮振动信号的双标度性,提出滑动加窗算法,实现标度指数的自适应提取,并结合神经网络算法进行故障分类。设计单级齿轮减速器的实验平台,并采集齿轮的径向振动信号进行自适应非趋势波动分析,研究表明,该方法能够提高标度指数的提取精度和提取效率。

基于尖点突变理论及非趋势波动分析的滑坡稳定性及变形特征研究

以尖点突变理论及非趋势波动分析为基础,构建滑坡稳定性及变形趋势判断模型。首先利用尖点突变理论对滑坡整体稳定性进行评价,并进一步探讨滑坡的分阶段稳定性特征;再利用非趋势波动分析判断滑坡累计序列和速率序列的整体及分阶段变形趋势,并与稳定性分析结果进行对比。实例表明,两种分析方法的结果具有较好的一致性。在分阶段研究中,等时段和递增时段的分析结果具有明显差异,说明阶段分解方式对结果的影响较大,且以递增时段分析结果的规律性更强。

一种基于DNA非趋势波动分析的动态递推算法

DNA随机游走原理的非趋势波动分析是研究长分子链排列顺序相关的重要方法，在经济金融波动问题中具有重要作用。本文改进了基于DNA非趋势波动分析方法，使之成为动态递推的算法，并且在股市波动中实际应用。

西安市降雨和气温的非趋势性波动分析

为研究西安市降雨和气温的长程相关规律,首先用K-S法对西安市近58年月降雨及月平均气温序列进行正态检验,在此基础上应用非趋势波动(DFA)分析方法,对其非趋势波动性加以分析。结果表明:标度指数存在变点;月降雨序列在分割长度S(24时和月平均气温序列在S(22时,标度指数分别为0.26和0.20,均小于0.5,说明序列仅呈现短期的记忆特征。

黄河径流序列标度不变性分析及趋势预测研究

长期以来,影响黄河干流梯级电站可持续发展的因素,除了关键技术因素、经济因素和环境因素,还有对未来径流趋势的认知不足。可见研究黄河干流径流变化趋势,对于黄河干流梯级电站可持续发展具有重要的现实意义。论文利用非趋势的波动分析法,对黄河干流贵德、头道拐和花园口3个水文站径流的标度不变性和未来变化趋势进行了分析和预测。结果显示,3个水文站的径流量将会减少,这将对黄河干流梯级电站可持续发展不利。

标度无关性计算及其在股市波动中的应用

标度无关性是广泛存在于自然界系统甚至于经济金融系统可观测量的幂函数关系 ,它揭示了股票市场波动的金融复杂性·在分析股市波动标度无关性及其非趋势波动分析DFA算法基础上进行了应用研究 ,对中国上海、深圳两地股市和东大阿派股价指数进行了标度无关性分析 ,实际计算了这些股指DNA游走位移、均方值和标度无关性指数 。

股市波动的标度无关性算法及应用研究

标度无关性是广泛存在于自然界系统甚至于经济金融系统可观测量的幂函数关系 ,它揭示了股票市场波动的金融复杂性 .在分析股市波动标度无关性及其非趋势波动分析 DFA算法基础上进行了应用研究 ,( i)将 DFA推广为动态递推算法 ;( ii)对国内若干股价指数进行标度指数实际计算 .结果表明 ,递推 DFA算法与 DFA算法、重标极差 R/S分析方法相比具有计算速度快、内存容量小的优点 ,更能适应股市波动分析的实际需要 .国内股市波动的标度无关性分析表明 ,沪深股市具有持久性 ,在重大金融事件的作用下 。

基于DFA的桑干河水文气象因子的趋势分析

研究区域的气象因子(气温、降水和蒸发)及径流的长期演变特性,对于水文水资源系统的预报、模拟具有十分重要的作用。采用非趋势波动(DFA)分析法,对桑干河近55年(1955年-2010年)的气象因子的变化及石匣里水文站1955年-1990年的径流量的变化进行了分析,计算得到气温、蒸发、降水和径流的标度指数的数值分别为0.523 9、0.696 8、0.723 7、1.201 1,其中气温、降水和蒸发的标度指数居于0.5～1之间,而径流的标度指数大于1,分析结果表明,未来该流域的气温将呈升高的趋势,而蒸发和降水呈逐渐减少的趋势,降水的减少将更为显著,径流未来的变化趋势不能用DFA法来识别,有待于进一步的研究。

基于HHT和DFA的文峪河径流趋势分析与预测

【目的】文峪河是山西省吕梁地区的重要水源地之一,研究其径流量变化可为整个吕梁地区的水安全保障体系建设和区域社会经济规划与产业布局提供决策支持。【方法】应用Hilbert-Huang变换(HHT)方法、非趋势波动分析方法(DFA)以及BP神经网络预测方法,对文峪河中长期天然径流序列的周期变化特征、分形特征进行非线性分析,探讨了影响径流形成的降水、气温等气候要素对文峪河径流演变的影响,并进一步分析了厄尔尼诺现象、太阳黑子活动与文峪河径流变换的响应关系。以EMD分解结果和标度不变性为依据,对径流未来的演化发展趋势进行预测,并分析了未来流域水安全的态势。【结果】文峪河径流序列存在准2年、准4年、6～7年和13～14年的周期变化规律;文峪河径流变化受气候要素影响强烈,与厄尔尼诺现象、太阳黑子数存在良好的响应关系;文峪河年径流序列具有分形结构特征和趋势增强特征。【结论】未来文峪河年径流存在一个持续的缩减趋势,2050年文峪河水库坝址处的径流量可能将缩减至0.5亿m3左右,比坝址处多年平均径流量减少近65%,流域水安全局势堪忧。

DFA在径流波动分析中的应用

运用距平、累积离差、非趋势波动DFA法,对长江上游寸滩水文站近50年来河流径流量的年内变化和年际变化时间序列进行了分析,根据DFA指数的变化特性,分析了不同时间尺度下流量序列变化的突变点和幂律关系。结果表明,近50年来寸滩站河流径流量汛期、非汛期的径流量呈下降的趋势,变化具有多层次的时间尺度结构,年径流量和汛期、非汛期流量均存在3～8年左右时间尺度的周期变化,经水量变化趋势分析,2006～2013年汛期年径流量会有不同比率下降,2006～2009年非汛期的径流量会有不同比率增加。

基于DFA和M-K检验的高层建筑沉降变形趋势判断研究

为提高高层建筑沉降变形趋势判断的准确性,并探讨DFA和M-K检验在高层建筑沉降变形趋势判断中的适用性,从DFA和M-K检验的基本原理出发,构建了2个方法联合应用的高层建筑沉降变形趋势判断模型,并进一步探讨分析了AR(1)模型剔除沉降序列自相关性对分析结果的影响。通过2个实例的应用检验,得出DFA和M-K检验在高层建筑沉降变形趋势判断中的一致性较好,说明2种方法均能有效且准确的判断高层建筑的沉降变形趋势;同时,AR(1)模型能很好的剔除沉降序列的自相关性,减弱变形趋势判断的显著性,达到了提高分析结果可靠性的目的。通过研究,验证了DFA和M-K检验在高层建筑沉降变形趋势判断中的适用性,为2种方法的跨学科应用积累了经验,具有一定的参考价值。

河北省降水和气温的非趋势性波动分析

根据1957-2012年河北省境内21个气象台站的气温和降水资料,利用K-S检验方法和多重分形消除趋势波动分析方法（MF-DFA）,对河北省近56年的降水和气温变化特征进行了分析。研究结果表明：河北省月降水及月平均气温存在显著的多重分形特征,通过对原始数据的重排处理,可以看出时间序列非正态分布起主导作用。标度指数存在变点,而非固定常数。波动函数在S=20时存在明显的变点,随着q值的增加,变点以下部分斜率逐渐变小,变点以上部分斜率基本不变。降水和气温在变点以下的标度指数（斜率）变化范围分别为1.02-2.76和1.76-3.05,变点以上的斜率0.01-0.13和0.03-0.04。河北省平均气温总体呈上升趋势,其中冬季气温贡献最大,且未来一段时间内气温将持续上升趋势;平均降水量逐渐减少,其中夏季降水量的下降趋势最为明显,未来一段时间内降水量可能持续下降。

参考作物腾发量时间序列的长程相关性和多重分形分布

本文应用修正的Penman-Monteith模型计算了分布在全国各地的16个站点的参考作物腾发量时间序列,并采用新近发展的多重分形非趋势波动分析法(MF-DFA)计算了序列的长程相关指数H和奇异谱f(α)。结果表明,潜在蒸散序列围绕一定趋势的波动不是完全随机的现象,而是由内在自相似机制决定的长程相关过程;其不同层次的波动是一个有序的多重分形分布,奇异谱可用二项倍增串级模型描述。

近140年中国、北半球和全球气温的标度律

运用非趋势波动分析方法,有效地消除数据中噪声和非平稳性质的影响,研究全球、北半球和中国近140年气温变化的长程幂律相关性。结果表明:全球气温、北半球气温和中国气温都有由交叉点划分的两个标度不变区域,可能对应两个不同的物理机制。其一,都可以表现出正长程相关的性质,而且全球气温的持续性最强,北半球次之,中国气温最弱;其二,全球气温和北半球气温还可以有几乎是1/f噪声性质的变化,中国气温则可表现出介于1/f和布朗噪声之间的行为。