径流预报误差的混合t Location-Scale分布模型及应用

基于混合t Location-Scale分布良好的自适应性,利用k均值聚类法挖掘数据隐含结构、良好的聚类效果特点,建立了不同预见期径流预报误差混合t Location-Scale分布模型。将模型应用于雅砻江流域官地水库,对预见期分别为6、12、18 h和24 h的区间径流预报误差进行了分析与建模,结果发现混合t Location-Scale分布模型弥补了单一分布难以描述径流预报误差特征多样性的局限,能更准确地描述不同预见期径流预报误差的统计特征,误差分布与实测径流预报误差的变化规律一致,可为水库水电站的径流预报和调度运行提供更加准确、可靠的来水数据。

基于混合t Location-Scale分布模型的光伏功率随机性分量波动性分析

光伏波动性是影响光伏功率稳定并网的关键问题之一。为了更准确地对光伏功率随机性分量进行定量描述,文章首先利用周期图法提取功率的周期性分量,然后提出了混合t Location-Scale分布模型,并对光伏功率随机性分量进行拟合。验证了文章所提模型在拟合光伏功率随机性分量波动性上的优越性,讨论该模型在不同采样时间间隔、不同地区的有效性和适用性。并以某地区光伏电站群实测数据为例,验证了混合t Location-Scale分布模型对随机性分量波动性拟合效果的优势。

基于CAS法的核电工程异形水箱分布质量计算模型

对于形状复杂的大型核电工程储液结构,Housner弹簧-质量模型适用性较差,基于有限元法的流-固耦合数值分析模型复杂、计算和存储量大,难以满足工程设计要求。该文基于声学-结构耦合法(CAS)提出了一种兼顾精度和效率的分布质量模型,通过理论推导从CAS计算结果中剥离得到的器壁动水压强脉冲分量,进而提出器壁单元各节点位置的分布式脉冲附加质量计算公式,精确地考虑了储液容器的形状对液体晃动的影响,同时实现了流-固耦合分析的解耦,有效解决了复杂大型核电工程储液结构的动力分析的难题。以矩形刚性水箱为例,将该文模型的结果与Housner分布模型比较,验证了该模型的合理性和可靠性。针对顶部具有复杂形状水箱的AP1000安全壳结构进行地震动分析,将该文模型与精细的流-固耦合模型进行比较,结果显示:两种模型计算结果吻合性好,该文模型前处理简便且在计算时间效率具有明显优势。该文模型可为核电工程考虑结构-地基、流-固耦合的多因素耦合高效分析奠定基础。

肺癌根治术后肺部感染病原菌分布及其早期风险预测模型的构建

目的研究肺癌根治术后肺部感染病原菌分布及其早期风险预测模型的构建。方法选取72例肺癌患者作为研究对象。所有患者均接受肺癌根治术,根据患者术后肺部感染分为感染组(n=18)和未感染组(n=54)。分析感染组患者肺部感染病原菌分布。对比2组患者临床资料,并运用多因素Logistics回归模型筛选出患者术后感染的独立危险因素,基于独立危险因素创建列线图预测模型,并对列线图的预测性和准确度进行验证。结果72例患者出现了18例肺部感染,感染率为25.00%。18例感染总共分离出35株病原菌,其中革兰阴性菌22株(62.85%),以铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌和大肠埃希菌为主;革兰阳性菌9株(25.71%),以金色葡萄球菌和溶血性葡萄球菌为主;真菌4株(11.42%),以白色念珠菌为主。与未感染组患者相比,感染组患者年龄≥60岁、有吸烟史、术前FEV1≤80%、手术时间≥150 min、多叶切除以及术中出血量≥200 mL等占比更高(P<0.05);年龄、吸烟史、术前FEV1、手术时间、切除范围、术中出血量均是术后肺部感染的独立影响因素(P<0.05)。列线图结果提示,年龄≥60岁为52分、有吸烟史为65分、术前FEV1≤80%为68分、手术时间≥150 min为49分、多叶切除为78分、术中出血量≥200 mL为70分,经验证,其模型预测风险的精准性及区分度较高。结论肺癌根治术后肺部感染病原菌以革兰阴性菌为主。年龄、吸烟史、术前FEV1、手术时间、切除范围以及术中出血量均是患者术后肺部感染的影响因素,基于此创建的预测模型,区分度和准确度较高。

基于Bayes时空模型分析HIV/AIDS晚发现的时空分布特征及其影响因素

【目的】旨在分析兰州市HIV/AIDS晚发现的时空聚集性特征及相关影响因素,明确兰州市HIV/AIDS晚发现高风险地区和时间趋势,为兰州市因地制宜地制定HIV/AIDS防治策略措施提供参考依据。【方法】选择兰州市2011-2018年间新报告的成年HIV/AIDS病例作为研究对象,研究中所需的数据资料来自兰州市疾病预防控制中心和兰州市统计年鉴。采用Bayes时空模型分析HIV/AIDS晚发现相对风险(RR)的时空分布特征及其影响因素。【结果】2011-2018年间兰州市新报告的HIV/AIDS病例共计1984例,其中HIV/AIDS晚发现者有982例(49.5%),平均年龄为39.67岁,男性占90.9%。老年人和女性HIV/AIDS病例中晚发现的比例更高;城关区(51.1%)、安宁区(50.3%)和榆中县(51.9%)具有高于平均水平的HIV/AIDS晚发现比例;2011-2018年间兰州市总体的晚发现比例呈波动上升趋势。Bayes时空模型分析结果显示,兰州市HIV/AIDS晚发现风险在2011-2015年间波动变化,而在2015年后迅速上升,其RR(95%CI)从1.01(0.84,1.23)上升到1.11(0.77,1.97);红古区和三个县的晚发现风险变化趋势与兰州市的总体变化趋势相似,而城关区和七里河区的晚发现风险呈下降趋势;晚发现相对风险大于1的区县包括:永登县(RR=1.07,95%CI:0.55,1.96)、西固区(RR=1.04,95%CI:0.67,1.49)、城关区(RR=2.41,95%CI:0.85,6.16)和七里河区(RR=2.03,95%CI:1.10,3.27)。冷热点分析结果显示城关区和七里河区为热点区。影响因素分析结果显示,随着人均GDP(RR=0.65,95%CI:0.35,0.90)和HIV/AIDS病例中的男性比例(RR=0.53,95%CI:0.19,0.92)的增高,HIV/AIDS晚发现的相对风险越低;而人口密度(RR=1.35,95%CI:1.01,1.81)越大,晚发现风险越高。【结论】兰州市的HIV/AIDS晚发现风险呈上升趋势,并且存在明显的地区差异特征;人均GDP、HIV/AIDS中男性比例和人口密度是HIV/AIDS晚发现的影响因素。因此,对于晚发现风险高和存在相关风险因素的区县,应重视并制定有针对性的HIV筛查和防治服务,降低HIV/AIDS晚发现比例和风险。

基于电网线路传输安全的电力市场分布式交易模型研究

电力市场分布式交易模型可有效缓解传统集中模型下市场主体的隐私安全等问题,但难以在保障市场主体收益和电力系统安全稳定运行的同时,实现社会福利最大化.因此,基于电网线路传输安全,首先以社会福利最大化为目标,构建集中式交易模型,并采用拉格朗日乘子法和对偶定理,将其等价分解为各市场主体自身利益最大化的分布式交易模型.在此基础上,设计2种适用于不同情形的分布式交易方法及其求解算法,并构造电网安全成本影响市场主体的决策,从而保证电网线路传输安全.最后,基于算例分析,验证了2种交易方法的有效性.

核电工程异形水箱流固耦合分布式参数模型与效用研究

在流固耦合动力分析领域,传统的Housner模型在工程设计中发挥重要作用。但其理论推导仅适用于规则水箱,采用集中质量总体模型描述液体晃动的整体效应,难以有效模拟异形水箱储液结构的局部精细响应,亟须建立适用于不规则水体晃荡的分布式附加质量模型。基于势流理论推导了一种模态综合法模型,实现了分布质量与储液器壁激振加速度的解耦。该模型能够有效剥离分布式的脉冲质量与对流质量;同时,实体网格的振型分析适用于任意形状水体的动力分析。通过算例的形式将该模型与精细声学-结构耦合(Acoustic-Structural coupling,CAS)模拟法进行了比较,验证了模型的精确性与可靠性。最后,基于本文的模型研究了核电异形的安全水箱在不同水位和减晃格栅分布下的动力响应规律,并检验了其在工程中的适用性。

基于Weibull分布的石砌体单轴受压损伤本构模型

石砌体的本构模型是石砌体力学计算和有限元数值模拟的重要基础和前提条件。为了深入研究石砌体单轴受压下的本构关系,基于损伤力学理论,应用双参数Weibull分布函数反映损伤变量,根据石砌体单轴受压应力-应变全过程曲线的特征条件确定其参数,推导并建立了石砌体单轴受压损伤本构模型,将已有试验数据验证本构模型的正确性,并将本构模型与典型的砌体本构模型进行对比分析,最后应用本构模型对已有石砌体拱桥试验进行有限元分析以验证本构模型的适用性。结果表明:所建模型与已有石砌体单轴受压试验结果吻合良好;所建模型验证了石砌体损伤演化的一般规律,符合典型的砌体本构模型的一般趋势;所建模型可应用于石砌体结构有限元分析计算,适用性良好。

基于MaxEnt模型的华东地区香果树地理分布预测

香果树(Emmenopterys henryi)是中国特有的单种属珍稀濒危树种,也是第四纪冰川孑遗植物之一。华东地区香果树种群退化,江苏境内濒临灭绝。预测香果树在华东地区当前及未来时期的潜在适生区,揭示其地理分布格局变化的关键因子,对有效保护香果树野生资源具有重要意义。该研究以ENMeval软件包确定MaxEnt最优参数,利用54条华东地区现代地理分布记录和7个环境变量,基于优化后的MaxEnt模型预测华东地区香果树在现代、2040年、2060年和2080年的潜在分布区。综合Jackknife检验、置换重要值和贡献率,探讨制约其在华东地区分布的主导环境因子。结果表明,受试者工作特征曲线下面积(AUC值)为0.801,说明MaxEnt模型预测结果良好;当前香果树在华东地区的中度和高度适宜分布区较小,主要分布于各省山地丘陵地区;在未来气候变化情景下,香果树适生区分布会有不同程度变化,华东地区香果树在未来20 a内分布区将进一步扩张,自2040年后迅速缩小,2080年后在平原地区消失。温度因子(年均温、平均日温差、最湿季均温、温度季节变化方差)和降雨因子(年降水量、最干季降雨量)均限制着香果树的分布。

基于邻域分布的去噪扩散概率模型

样本有限的表格型数据缺乏不变性结构和足够样本,使得传统数据增强方法和生成式数据增强方法难以获得符合原始数据分布且具有多样性的数据.为此,文中依据表格型数据的特点和邻域风险最小化原则,提出基于邻域分布的去噪扩散概率模型(Vicinal Distribution Based Denoising Diffusion Probabilistic Model,VD-DDPM)及相应算法.首先,分析样本有限表格型数据的特征,通过先验知识选择弱相关特征,并构建样本的邻域分布.然后,利用邻域分布采样数据构建VD-DDPM模型,并使用VD-DDPM数据生成算法生成符合原始数据分布且具有多样性的数据集.在多个数据集上针对数据生成质量、下游模型性能等进行实验,验证VD-DDPM的有效性.

基于主题概率分布模型的个性化信息推荐系统研究

【目的】传统基于相似度计算的个性化信息推荐系统因算力要求过高、推荐时滞过长等问题,致使其无法在中小型新闻图情领域得到广泛的普及。为了帮助中小型新闻图情机构以较低的成本开展个性化信息的精准推荐服务,构建了一套基于主题概率分布模型的个性化信息推荐系统。【方法】通过数据采集技术实现原始数据语料的采集;通过LDA模型训练实现原始文本信息的分类;通过将用户信息代入LDA模型训练获取用户主题画像;将用户主题画像与文本信息分类相结合实现个性化信息推荐。【结果】经试验验证,该系统推荐时效强,可达毫秒级。通过与用户阅读记录进行比较,该系统的推荐结果均符合用户兴趣主题,具有较高的推荐精准度。【结论】该基于主题概率分布模型的个性化信息推荐系统,能够帮助中小型新闻图情机构以较低的成本开展个性化信息精准推荐服务,具有一定的应用价值。

一种提高整体拟合程度的对数分布广义翁氏模型新解法

广义翁氏模型已有解法在进行参数优选线性拟合时普遍存在生产初期拟合点离散偏差性较强的问题,这些偏差点与整体拟合趋势线的偏离程度较大,且偏差点的位置相对较为集中,加大了偏差点对整体拟合程度的影响,进一步影响了模型参数的优选准确性。针对模型已有解法存在的问题,本文从模型拟合点的分布形式研究出发,提出了一种对数分布广义翁氏模型新解法,区别于已有解法以时间t作为线性拟合函数自变量,新解法以时间对数ln(t)作为线性函数的自变量,拟合点的分布形态也从均匀分布转变为对数分布。实际应用表明,新解法使生产初期参数拟合点分布相对更加分散,分布趋势也更贴近整体拟合点的趋势,参数拟合初期拟合点偏离误差平均值减少了2.1%,参数拟合曲线整体偏离误差平均值减少了1.7%,模型新解法对应的产量偏离误差较模型已有解法平均值减少2.87%,表明模型新解法相对模型已有解法更能够提高产量的整体拟合程度。

基于乘客OD间路径旅行时间的城市轨道交通客流分布计算模型的适用性研究

[目的]针对目前城市轨道交通(以下简称“城轨”)线网客流分布计算模型的客流计算结果与实际客流存在偏差的现象,需基于OD间路径的实际旅行时间,对基于多路径概率分配的客流分布计算模型的适用性展开研究。[方法]基于乘客OD间路径的实际旅行时间,分析揭示了现有城轨客流分布计算模型存在的主要问题;融合AFC(自动售检票)系统和ATS(列车自动监控)系统两类数据,构建并标定了基于乘客OD间路径旅行时间的城轨客流分布计算模型;对目前国内城轨系统广泛采用的基于多路径概率分配的城轨客流分布计算模型的适用性进行了分析与评价。[结果及结论]现有城轨客流分布计算模型在路径选择集和路径选择比例上存在主要问题。通过基于多路径概率分配的城轨客流分布计算模型获取的路径分配比例,得到的旅行时间分布模拟结果均为单峰,无法重现从AFC票卡提取的实际旅行时间分布的多峰情况。当城轨线网较为简单时,基于多路径概率分配的城轨客流分布计算模型基本适用;当线网规模不断增加,线网结构进一步复杂,列车运行方式的多样性、乘客出行行为的差异性等不断加大的条件下,该模型对于路径阻抗差异小的OD可能适用,而对于路径阻抗差异大的OD不适用。

分布式技术在大模型训练和推理中的应用

近几年,人工智能被广泛应用于多个领域,大语言模型(以下简称大模型)的“预训练-微调”成为人工智能的最新范式。分布式技术存在于大模型生命周期的每一环,为大模型的发展助力。在数据获取环节,针对海量小文件的存储问题,研发了文件系统SuperFS,能够同时满足低延迟和可扩展的要求。在数据预处理环节,针对从分布式文件系统读取数据开销大的问题,研发了高效大数据处理引擎“诸葛弩”。在模型训练环节,针对检查点文件读写性能差的问题,提出了分布式检查点策略,加快了检查点文件的读写速度。在模型推理环节,针对KVCache对存储系统的挑战,研发了高吞吐推理方案FastDecode以及大模型推理架构Mooncake。分布式技术的应用,使大模型能够充分利用计算资源,加快训练速度,有利于人工智能领域的发展。

基于NRIHM的分布式水文模型在湿润流域的应用

分布式水文模型是水文模型的发展趋势,南京水文研究所模型(NRIHM)是架构灵活的集总式水文模型,为探索基于NRIHM的分布式水文模型在湿润流域开展水文模拟的可行性与适应性,在湿润地区南大洼—沙河集嵌套流域开展了相关研究。首先基于NRIHM产流模型构建思路构建了一层产流模型与二层产流模型,利用天然试验流域观测成果进行了栅格点尺度的产流模拟验证,对比模拟结果发现二层-抛物线的组合方式模拟效果更优。基于此种产流计算方法,构建了具有二层土壤结构的分布式水文模型,以长江滁河水系沙河集水库以上集水区为研究流域开展应用,率定期和验证期平均确定性系数分别为0.80和0.86,平均洪峰、洪量相对误差也均低于20%,表明该模型能够较好模拟实际径流过程,初步证明了该模型在湿润地区具有较好的适用性。

基于局部变分贝叶斯推断的分布式交互式多模型估计

针对目前部分多模型算法预先设定运动模型转移概率矩阵对状态估计精度的不利影响,本文提出了一种基于局部变分贝叶斯推断的分布式交互式多模型估计算法.不同于传统交互式多模型估计中运动模型转移概率矩阵为先验已知的假设条件,在分布融合估计框架下,首先基于最小化Kullback-Leibler散度准则的递归优化策略实现对运动模型转移概率矩阵的预测与更新;在此基础上,结合变分贝叶斯推断实现对当前时刻目标状态与模型概率的联合估计;最后依据协方差交叉融合策略完成对局部状态估计融合.仿真结果表明:新算法通过对运动模型转移概率矩阵以及模型概率自适应在线估计,有效提升了机动目标的状态估计精度.

稀疏网络编码中秩分布分析模型研究

针对现有稀疏网络编码研究中线性相关概率性能指标精准度较低的问题,提出基于马尔可夫链的性能分析模型。对线性相关概率、秩的概率分布等性能指标及其复杂度进行分析,并通过该性能分析模型分析编码包传输后期的译码成功概率;基于吸收马尔可夫链计算编码包传输过程中的瞬态、吸收态以及各状态间的状态转移概率,并对状态转移概率中蒙特卡罗模拟误差较大的问题进行改进,由状态转移概率构建吸收马尔可夫链基本矩阵,得出信宿端收到非再生包的线性相关概率,进而推导出秩的概率分布和译码成功概率性能指标。仿真结果表明,在相同条件下所提模型性能指标精确度均优于对比模型,且能精确地评估信宿端解码矩阵秩的概率分布、译码成功概率等稀疏网络编码的译码行为。

基于GPU加速的分布式水文模型并行计算性能

针对具有物理机制的分布式水文模型对大流域、长序列模拟计算时间长、模拟速度慢的问题,引入基于GPU的并行计算技术,实现分布式水文模型WEP-L(water and energy transfer processes in large river basins)产流过程的并行化。选择鄱阳湖流域为实验区,采用计算能力为8.6的NVIDIA RTX A4000对算法性能进行测试。研究表明:提出的基于GPU的分布式水文模型并行算法具有良好的加速效果,当线程总数越接近划分的子流域个数(计算任务量)时,并行性能越好,在实验流域WEP-L模型子流域单元为8712个时,加速比最大达到2.5左右;随着计算任务量的增加,加速比逐渐增大,当实验流域WEP-L模型子流域单元增加到24897个时,加速比能达到3.5,表明GPU并行算法在大尺度流域分布式水文模型计算中具有良好的发展潜力。

基于ENK组合模型的江西红色文化遗产时空分布特征与保护利用策略研究

以江西省文化与旅游厅2020年公布的第一批不可移动革命文物中的1278处红色文化遗产为例,采用ENK组合模型对遗产进行时空分布与保护策略研究。研究表明:在新民主主义革命时期,江西省红色文化遗产重心的演变在空间上体现为“西北-中南-中部-中南”的“V”形路径;红色文化遗产整体空间分布呈现“多主核+多副核+环核群”结构的集聚形态,其中的“多主核”指吉安市、赣州市、上饶市。针对遗产时空分布特征,提出构建“一带、三核心、四片区”的空间保护格局、整合区域文化遗产资源、“整体性+片段性”叙事遗产、串联织补同一事件遗产等具体保护利用策略。

基于分布式水文模型的水源涵养不同功能评估方法——以渭河涵养区为例

为了实现水源涵养量计算和不同功能的综合评估,基于分布式水文模型(WEP-L)提出了一种新方法,即利用WEP-L模型计算次降水过程中降水量和地表产流、冠层截留量的差值作为水源涵养量,并分别评估削洪(地表径流量)、补枯(地下径流量)、维持植被生态系统用水(植被蒸腾量)等不同水源涵养功能的评估方法。为了验证该方法的合理性,以渭河流域咸阳站以上区域为例,对比了该方法和InVEST模型方法的计算结果,由于两种方法在评估内容和使用模型上都存在差异,为了保证计算结果的可比性,先对比了基于相同评价内容的WEP-L模型法I和InVEST模型方法,再对比了基于不同评价内容的WEP-L模型法I和WEP-L模型法II,结论如下:基于相同评价内容的WEP模型法I和InVEST模型法计算结果数值接近,研究区2000—2018年水源涵养量年均值分别为12.43 mm(5.76亿m~3)和12.08 mm(5.6亿m~3),两种方法所得结果空间分布特征相似,稍有差异之处与InVEST模型的参数没有经过本地化处理有关;基于不同评价内容的WEP-L模型法Ⅰ和WEP-L模型法II计算结果数值相差较大,研究区2000—2018年水源涵养量均值分别为12.43 mm和432.57 mm,空间分布特征上有差异的地方分布于研究区的北部、东部及东北部,主要与两种方法评价时是否考虑蒸散发有关。WEP-L模型法II评估结果中削洪、补枯、维持植被生态系统用水等功能多年变化趋势分别为:2006—2010年期间增加、2012年以后下降以及增加。2012年后补枯功能和维持植被生态系统用水功能之间可能存在权衡关系。通过不同方法计算结果差异原因分析,证明了基于WEP-L模型的不同涵养功能评估方法的合理性,其结果也可为渭河涵养区水资源和生态保护策略的制定提供更多依据。