包含局地自由对流的Monin-Obukhov相似性函数

本文从湍流产生和发展的本质出发，以湍流动能和湍流混合长为湍流输送的决定因子，用因次分析的方法得到了一套可包括局地自由对流在内的不稳定大气近地层Monin－Obukhov相似性函数。这套相似性函数不仅有较充分的理论依据，而且还有较明确的物理含意。它能在极端情况下自动蜕化出局地自由对流相似性预测形式。

基于锚点匹配和距离修正的轨迹相似性度量方法

轨迹相似性度量对群体移动模式分析与个性化位置服务推荐具有重要意义,现有方法未综合考虑轨迹点序列顺序与点对空间邻近性,导致对局部相似轨迹、逆序轨迹间的关系度量不准确。该文提出一种顾及轨迹全局空间分布和序列顺序的轨迹相似性度量方法,基于K近邻算法识别两条轨迹中空间相似度高的点对作为锚点,以划分区间约束其他点对匹配,并对受序列顺序约束无法匹配至空间邻近点的轨迹点进行距离修正,优化轨迹相似性计算。在深圳市515条人工标注轨迹数据上的验证结果表明,与改进的编辑距离、模糊最长公共子串和时空格网模型等8种方法相比,该方法在轨迹聚类任务中准确性提升2.8%~41.9%,并对轨迹长度、噪声和采样率变化具有较高的鲁棒性;此外,通过消融实验、特殊场景分析等证明了方法各步骤的有效性,并探讨了算法参数对精度的影响。研究结果可为轨迹聚类、轨迹检索等下游任务提供支撑。

竞争对手技术相似性与技术能力的企业技术机会识别

在激烈的市场竞争中,企业如何实现高水平科技自立自强至关重要,在竞争对手视角下进行技术机会识别有助于企业实现创新突破,提升核心竞争力。构建技术相似性和技术能力二维矩阵选择竞争对手,在竞争对手视角下使用关联规则挖掘算法识别技术机会,最后利用对手关注度对技术机会进行评估,获取对手关注度较低的技术机会。通过对比实验,证明在技术相似性与技术能力的基础上进行竞争对手选择能够提升识别机会的准确率。使用自然语言处理领域专利数据,以腾讯科技有限公司为例,识别出数据处理和计算模型、信息和通信技术应用、图像和视频处理与识别三个方向的技术机会,为企业的研发创新提供了参考依据。

长直坑道内爆炸冲击波相似规律研究

通过长直坑道内炸药爆炸后冲击波的超压峰值变化研究坑道内爆炸冲击波的相似规律。使用AUTODYN软件建立长直坑道仿真模型,采用映射方法将3.25 kg当量的球形TNT炸药在空气中的爆炸状态映射到长直坑道中,采用经典试验结果对模型进行验证。根据几何相似原理,通过改变坑道尺寸、坑道截面形状、炸点位置和炸药当量建立多组不同的模型,模拟计算得到坑道内爆炸冲击波的超压峰值,分析超压峰值的相似规律。结果表明,保持坑道截面积不变、改变截面形状及保持爆心距与炸药当量的比值不变、改变炸药当量,各模型计算得到的冲击波超压峰值具有相似规律。采用本文方法可对其他满足几何相似原理的坑道内爆炸冲击波参数进行预测,为地下空间设施的安全设计提供参考。

基于波形相似性的柔性互联配电网短路故障区段定位方法

由于柔性多状态开关(soft normal open point,SNOP)复杂的控制策略及其弱馈特性,传统配电网故障定位方法难以适用于柔性互联配电网(flexible distribution network,FDN)。因此,文中提出一种利用电流正序分量波形相似性进行FDN故障区段定位的方法。首先,针对SNOP的典型控制策略,分析FDN的短路故障特征。其次,计算配电网中不同故障位置电流正序分量的Tanimoto系数,通过对比不同位置的电流正序分量波形相似性,构建FDN短路故障定位判据,并通过Teager能量算子(Teager energy operation,TEO)实现故障时刻的精确定位,利用智能配电终端(smart terminal unit,STU)传递信息。最后,通过建模仿真对所提方法进行分析验证,结果表明该方法能够对故障区段进行准确定位,不受故障位置、故障类型、过渡电阻、采样频率及通信延时等因素的影响,验证了该方法的可行性与有效性。

基于Monin-Obukhov相似理论估算近地面光学湍流强度

基于Monin-Obukhov相似理论实现了用常规气象参数估算近地面光学湍流强度Cn2的两种方法。主要输入的参数是两个高度上的气温、相对湿度和风速参量,并将结果与实际测量的Cn2值进行了比较。两高度温差ΔT是模式中最敏感的参数,避免使用难以准确测量的下垫面粗糙度、地表面/海表面层上温湿度等参量作为输入参数,使将来采用各气象台站测量的常规气象参数历史数据估算湍流强度成为可能。

融合相似预报方法在陇东南短期强降水预报中的应用

基于逐步过滤相似法和自组织映射(SOM)神经网络方法,提出了一种融合相似预报方法。利用ECMWF模式预报产品、ERA5再分析资料和地面气象台站观测数据,使用该方法对2021-2022年陇东南地区开展了时效为72 h的强降水预报试验,并对预报效果进行了检验。结果表明:(1)融合相似预报方法的TS评分处于4.5%~9.1%之间,与ECMWF模式预报结果相比表现出一定的优势。随着预报时效的增长,强降水预报的TS评分呈现减小的趋势,其在08:00(北京时,下同)起报的TS评分相对较高。(2)相比于单独使用逐步过滤相似预报,融合相似预报方法的准确性有所提升,并能在一定程度上降低空报率。其中08:00起报和20:00起报的TS评分提高了1.31%和0.63%,而FAR同时下降了2.39%和1.25%。

空间大型桁架结构模型试验与动力相似研究

静力学和模态测试是空间桁架结构设计中的一个重要环节。由于空间桁架结构尺寸较大,进行全尺寸原型试验受到试验场地和设备等因素的限制。因此,空间大型桁架结构缩比模型试验不仅可以降低试验成本和风险,而且可以对空间桁架结构的静力学和振动特性分析提供新的手段。以空间大型桁架结构为研究对象,基于相似理论,运用方程分析法和量纲分析法推导了空间桁架原型和1/3缩比模型之间的静力学相似关系和模态响应的相似关系。最后,对原型桁架和1/3缩比模型桁架进行静力学和模态仿真分析,并进行了模态试验,验证模态相似关系的正确性。结果表明,通过相似理论与模型试验预测大型结构体原型的静力学和振动特性的可行性。

基于相似日筛选与组合深度学习模型的日前电价预测方法

准确的日前电价预测是市场运行和政策规划的基础,而市场披露信息是电价预测的重要依据。提出了引入Self-attention机制的CNN-GRU组合深度学习电价预测模型。首先,针对山西电力现货市场交易流程及日前电价形成机制,采用最大互信息系数法对市场披露的日前边界条件等信息数据进行特征提取,以确定电价关键影响因素及其权重系数。其次,基于加权灰色关联度的历史相似日筛选方法生成电价预测历史数据集,并挖掘电价及其特征的内部变化规律。然后,基于历史数据集,采用引入Self-attention机制的CNN-GRU模型得到预测电价。最后,通过算例验证了所提预测方法的有效性及准确性。

基于有向图的城市交叉口场景相似性评价方法

准确的场景相似性评估对于优化测试场景集极为重要。然而,现有的基于轨迹的评价方法未能充分捕捉城市交叉口中车辆间的复杂动态交互特征,从而影响评价结果的准确性。针对此问题,本研究提出了一种基于有向图的城市交叉口场景相似性评价方法,该方法通过比较两个场景中车辆的全局交互拓扑关系在时空上的匹配程度来量化场景之间的相似性。首先,使用有向图来表征各个交叉口中车辆间的交互拓扑结构。然后,通过比较不同交叉口场景的有向图结构匹配程度来估计它们之间的交互相似性。最后,采用动态时间扭曲算法在时间维度上对齐场景,实现两个不同长度测试场景序列的有效比较。3对典型评价案例的定性分析结果显示,该方法能够细粒度地区分不同相似度水平的场景。进一步地,为定量验证方法的有效性,开展了场景相似度与自动驾驶系统性能之间的方差分析实验。实验结果表明,在不同相似度水平场景簇的测试条件下,系统的安全性和效率均表现出显著的差异,从而证实了该方法的有效性。最终,该方法应用于Apollo的测试场景集的优化,结果表明方法能够有效指导测试场景集中同质化场景的剔除,从而提高测试效率。

计及相似日和时间相关性的深度学习短期电力负荷预测

针对特征提取不足、负荷数据噪声大等问题,提出一种基于多因素相似日聚类、时间相关性分析、两层分解降噪的多分支组合负荷预测方法。首先,利用皮尔逊相关系数和最大互信息系数综合分析日负荷影响因素的线性相关性和非线性相关性,增强对重要特征的筛选。将筛选出的高相关性气象因素、日期因素和24 h日负荷数据通过主成分分析方法降维后,进行K-medoids相似日聚类。然后,对各聚类相似日的负荷、气象和日期等数据进行多维分析、多特征提取,构建多特征提取矩阵块以增强数据的周期性规律和时空特性,并结合变分模态分解及经验小波变换提取原始数据的多尺度波动规律、增加数据细节特征,同时降低数据的非线性程度。利用组合预测模型中不同输入分支的门控残差卷积模块充分挖掘数据间的局部相关性,提取局部短时依赖、获取高维特征;利用输入分支并联的双向长短期记忆网络提取数据间的时序特征、挖掘长期依赖关系。最后,对不同类型的特征进行综合集成、强化,实现短期电力负荷预测。实验结果表明:在短期电力负荷单步预测中,用所提的多特征提取、多模型组合方法可获得较高的预测精度;在多步预测中,用所提策略能大幅提升预测精度。所提方法整体预测效果优异。

特厚煤层覆岩关键层判定及运移规律相似模拟研究

为摸清宽沟煤矿W1123工作面在实体煤及采空区下开采的覆岩运移规律,搭建综放面走向方向物理相似模拟实验模型,利用全站仪和百分表对模型回采过程中工作面覆岩运移以及下沉值进行定期全方位监测,探讨关键层及特厚煤层对覆岩垮落的影响,分析覆岩运移规律。结果表明:层厚为15.9 m的粗粒砂岩为主关键层;W1145工作面回采至104 m时,工作面覆岩老顶垮落,形成由主关键层组成的拱形稳定结构,回采至192 m时,回采特厚煤层产生较强矿压汇集至主关键层,其控制的覆岩结构发生失稳,产生较大面积垮落,矿压显现强烈,回采结束时,最大下沉值达1.4 m;W1123工作面回采至396 m时,距工作面前方10 m处岩层出现裂隙并突然垮落,两工作面发生贯通,最大下沉值达2.6 m,回采结束时,最大下沉值达1.38 m。为采空区岩层的稳定性研究提供科学依据。

基于BERT与要素提取的相似案例匹配

相似法律案件检索是一项特殊的检索任务,对于给定的查询案例,需要从给定的候选案例中搜索相似的案例。与传统的文本匹配不同,法律案件匹配具有文本较长、主题性强的特点。针对上述问题,本文提出了一种基于案件要素的相似案例检索方法。首先对BERT模型使用通用语料进行微调;然后采用段落聚合方法,对案件文书上下文语义信息进行编码,同时将法律文书数据融入模型。本文在LeCaRD数据集上进行了广泛的实验,实验结果表明,本文提出的模型优于现有模型。

民航主备自动化系统相似航空器呼号版本对比分析

对NUMEN-2000自动化系统与AirNet自动化系统相似航空器呼号版本进行了研究,从计算方式、数据生效方式、提示方式等入手,分析了两套系统的相同点和不同点,旨在为自动化系统维护提供有益的参考和指导。

关于结构面相似材料试样制作问题探讨

岩体中的结构面是影响工程岩体稳定性的主要因素,因而国内外学者对于结构面的抗剪强度的重视程度远比岩体的抗剪强度要高。岩体结构面的展布及其组合特征决定了岩体的工程地质性质和力学性状,同时也构成了各类岩体工程地质问题的重要控制因素。

基于新能源-负荷相似性的源荷储协调调峰优化调度

合理利用可调节负荷的响应特性来实现源荷储的协调调度,可有效缓解新能源、负荷的不确定性所带来的调峰压力。基于新能源-负荷(NER-L)相似性,建立可调节负荷响应目标。基于相关系数,建立能准确刻画负荷对新能源出力跟踪匹配程度的NER-L相似性指标,并将指标引入所建源荷储协调调峰的双阶段优化调度模型。第一阶段模型以NER-L相关系数最大为目标,确定可调节负荷在各时段的响应功率并获得最优电网负荷;第二阶段模型以弃风弃光量最小、调峰运行成本最低为目标,优化火电机组及储能出力。以IEEE 30节点系统为例,对NER-L相似性、净负荷峰谷差、系统调峰运行经济性及新能源弃电功率进行计算分析,结果验证了所提模型的有效性。

基于时间序列相似性与机器学习方法的页岩气井产量预测

页岩气井单变量产量预测存在较强的不确定性,而现场生产动态数据同时包括多个相关指标,针对如何选取合理的多变量数据对页岩气井产量进行预测,在保证计算效率的情况下提高预测精度。页岩气井的生产动态数据集包括日产气量、日产水量、套压、油压、油嘴直径、开井时间和温度等,采用欧式距离和动态时间弯曲距离对生产动态数据时间序列进行相似性度量,依据与日产气量的相关度,把数据分为强相关时间序列和弱相关时间序列;其次,基于卷积神经网络、循环神经网络、长短期记忆网络和门控神经网络分别对全时间序列、强相关序列、弱相关序列和单变量序列进行页岩气井产量预测;最后,以平均绝对误差、均方根误差和决定系数作为评价指标,得到不同序列的误差由小到大排序为强相关序列、全时间序列、弱相关序列、单变量序列,优选的机器学习方法为门控神经网络和长短期记忆网络。结果表明,采用机器学习方法结合页岩气井强相关性序列(日产气量、套压、油压、日产水量)能有效降低预测误差,提高页岩气井产量预测效果。

地下洞室变形破坏物理模拟的力学相似畸变映射原理与实例分析

相似物理模拟是研究地下工程变形破坏问题的重要手段,然而经典相似理论关于相似模型与工程原型之间的几何相似比和材料力学参数相似比的相互约束,导致室内物理相似模型尺寸和材料力学参数一直面临难以完全满足相似准则的困局,从而产生力学畸变和模拟试验结果解译困难。为此,提出了地下洞室变形破坏物理模拟的力学相似畸变映射处理方法,引进畸变系数和映射系数,通过耦合解析法或数值法来映射畸变效应,实现地下洞室物理模拟结果对原型力学行为的定量解译;以圆形隧洞为工程原型,采用水泥基3D打印隧洞物理模型进行相似物理超载试验,基于提出的耦合力学相似畸变法与解析法对物理模拟结果进行了定量分析和对比验证;以某水电站地下洞室群为研究原型,通过砂岩3D打印洞室群物理模型的超载试验获得洞室破坏的变形值,采用耦合力学相似畸变法与数值方法对物理模拟结果进行定量分析。实例分析结果表明,在物理相似模拟中几何相似比和力学相似比不满足经典相似准则条件下,该方法可实现圆形隧洞或复杂洞室群原型的相似物理模拟结果的定量映射分析,对非恒定相似比的地下洞室物理模拟畸变分析具有普适性。

基于地理最优相似性的土壤重金属镉含量空间预测

以地理相似性定律为基础,利用野外采集的40个土壤样本数据,结合环境辅助变量构建地理最优相似性(GOS)模型,对研究区域重金属镉含量及其空间分布进行预测研究,并将预测结果与偏最小二乘回归(PLSR)、随机森林(RF)和通用克里格(UK)模型的结果进行对比分析。研究结果表明:研究区内土壤样本镉质量分数均值(0.432 mg/kg)比背景值大,接近中度污染水平(污染指数为2.18),区域土壤生态环境受到一定的威胁;GOS预测结果的决定系数为0.668,均方根误差和平均绝对误差分别为0.096和0.080,在4个预测模型中表现最佳;区域重金属Cd质量分数从东北部向西南部递减,高值分布于河流沿岸和人类活动密集区域,反映出人类活动是导致研究区内土壤重金属分异的主要因素。

基于三维空间面积划分的轨迹相似性度量算法

针对大部分轨迹相似性度量算法无法区分方向相反轨迹的问题,提出了一种基于三维空间面积划分的三维三角分割(3TD)算法。首先,按照3TD算法的时间转换规则将轨迹集的绝对时间序列转变为相对时间序列;然后,在由经度、纬度以及时间三要素构成的三维空间坐标系中,通过划分规则将轨迹间面积分割成若干互不重叠的三角形,累加三角形面积并计算轨迹相似度;最后,在从船舶自动识别系统(AIS)收集的随机采样轨迹数据集上,与最长公共子序列(LCSS)算法和三角分割(TD)算法等进行了对比实验。实验结果表明:3TD算法对实验数据集中异向轨迹识别精确度达到100%;同时该算法面对海量数据集以及轨迹点部分缺失的数据集时,也能维持准确的度量结果以及较高的运算效率,能更好地适应异向轨迹相似度量工作。