基于因果自回归流模型的因果结构学习算法

因果自回归流模型已经在非独立噪声等场景的因果方向推断问题上取得了一定的进展,但在多个结点的场景下仍存在全局结构搜索带来的准确度低和计算时间复杂度高的问题。面向非时序观察数据设计一种两阶段因果结构学习算法。在第一阶段,基于观测数据的条件独立性,对完全无向图通过条件独立性检验得到基本的因果骨架;在第二阶段,基于因果自回归流模型,通过标准化流的方法计算骨架中每条无向边在不同方向上的边缘似然概率,进而通过比较边缘似然概率进行因果方向推断。实验结果表明:该算法在多组不同参数生成的仿真因果结构数据集上均有较好的表现,与现有的主流因果结构学习算法相比,F1值平均提升15%~28%;在真实因果结构数据集实验中,该算法能够较为完整准确地学习到变量间的因果关系,与主流的因果结构学习算法相比,F1值平均提升28%~48%,具有更强的鲁棒性。

基于百度指数的天山天池景区客流量预测研究

对游客数量进行预测有助于景区的可持续发展,也为景区的合理安排和规划提供依据。利用2021年新疆天山天池景区日游客量的数据,通过协整检验和格兰杰因果检验,借助ARMA模型和自回归分布滞后模型对客流量进行预测,最终将预测结果与实际游客量进行对比。结果表明:(1)新疆天山天池实际游客量与百度指数搜索的关键词存在长期均衡关系;(2)新疆天山天池实际游客量与百度指数搜索的关键词均存在双向的格兰杰因果关系;(3)加入百度关键词后,模型的拟合优度更高,预测效果更好;(4)预测精度越高,越能够有效判断用户对景区的关注度,通过对网络数据的搜集整理,可以为有关部门提供决策依据。

基于系统动力学方法的技术创新扩散模型构建及仿真研究

在对技术创新扩散系统结构进行分析的基础上,采用系统动力学方法构建技术创新扩散系统的因果关系模型,提炼其中重要反馈回路并对其极性进行分析。构建技术创新扩散系统流图,应用Vensim PLE软件对流图模型进行检验,并对模型进行结构灵敏度和参数灵敏度仿真分析。仿真结果表明:三阶段扩散模型相对于传统的两阶段扩散模型,具有一定延迟特征,这种延迟特征降低了技术创新扩散的平均速率。此外,各参数对技术创新扩散结果的影响并非简单线性关系,而是呈现出复杂的非线性,具有反直观特征。研究结果进一步丰富了技术创新扩散理论的研究内容及方法,并为促进技术创新扩散提供了理论参考和决策支持。

基于多层流模型的二回路系统故障诊断研究

通过分析核动力装置的二回路系统,并结合多层流模型(MFM)原理,建立了二回路系统的MFM。利用Visual C++,结合MFM推理规则及因果图(CDG)次序分析法建立了一套测试性的故障诊断系统,并在模拟器上进行仿真试验。结果表明,该诊断系统在故障发生时能准确判定潜在源故障,具有可视化程度高及可理解性强的优点。

基于系统动力学的锅炉过热蒸汽温度系统建模与仿真

基于系统动力学建模原理,从质量和能量守恒宏观角度,以因果回路图和存量流量图为载体,从系统的运行机理出发,建立了锅炉过热蒸汽温度系统的系统动力学模型。该模型结构层次清晰,繁简适当。以河北清苑热电厂300 MW机组高温过热器为研究对象,在Vensim PLE环境下对所建模型进行了仿真研究。通过仿真曲线与实际生产数据及针对该数据采用粒子群算法辨识得到的传统模型的仿真曲线进行对比分析,验证了所建系统动力学模型的有效性和合理性。

我国科技人才流动动因的实证研究

利用我国1998-2007年科技人才年增量与对科技人才流动具有影响的因素的数据,建立我国科技人才流动影响因素指标体系,通过相关分析法对影响我国科技人才流动的因素进行了分析,并通过VEC模型、格兰杰因果检验和脉冲响应分析明确因果方向和影响模式。结果表明,影响科技人才流动最主要的动因是R&D经费和高技术产业增加值,并且其对科技人才流动均为单向因果关系。

基于系统动力学的省煤器建模与仿真

建立能反映省煤器工作状态的模型是锅炉建模的必要环节。基于能量守恒和质量守恒,将系统动力学原理应用于省煤器,以因果回路模型和存量流量模型为载体,提出了省煤器的系统动力学建模方案,并在Vensim软件上加以实现。通过结合生产实例对所建模型进行仿真研究,验证了所建省煤器模型的有效性和可行性。基于系统动力学的省煤器建模方案为省煤器建模提供了新的思路,同时也为工程上一些难以测量的物理量提供了一种软测量方法。

球磨机制粉系统的系统动力学建模与仿真

本文基于质量和能量守恒宏观角度,分析了球磨机制粉系统对象的特性,应用系统动力学原理,以因果回路图和存量流量图为载体,提出了球磨机制粉系统的系统动力学建模方案。并将仿真曲线与传统模型的仿真曲线对比分析,验证了模型的准确性。所建系统动力学模型结构层次清晰,繁简适当,可很好的贴近实际系统。同时,系统动力学可以为整个火电厂的建模和优化提供一种新的思路和方法。

基于系统动力学的氢需求量中长期预测

“双碳”背景下氢能将在各种领域发挥巨大作用,开展氢需求中长期预测具有重要意义。基于系统动力学方法建立了省级氢需求中长期预测模型。首先将氢能需求分为工业、供热和交通3大领域,考虑各子系统内部因素的相互作用以及经济发展、政策支持等外部因素的影响,分析因果关系,构建系统预测方程;其次设定系统参数,采用最小二乘法方程回归得到方程常数,基于该省发展规划利用灰色模型设定表函数参数,并将模拟结果与历史数据进行对比,结果表明模型误差较小,适用于该省氢需求预测;最后利用所建立的系统动力学模型对该省的氢需求量进行了预测。

锅炉汽包水位的系统动力学建模

为探究电站锅炉汽包水位的动态特性,使其在机组运行过程中能够保持在正常范围内,基于质量和能量守恒定律,应用系统动力学原理,以因果回路图和存量流量图为载体,从系统的运行机理出发,建立了汽包水位的系统动力学模型。并以河北清苑热电厂亚临界300MW机组锅炉为对象,在Vensim PLE环境下将所建模型与经典模型进行仿真对比分析。结果表明:汽包水位系统动力学模型与经典汽包水位模型仿真结果相近,且准确性较高;汽包水位系统动力学模型能够很好地表征系统内部的质量与能量的关系,具有适当的复杂度和层次清晰的结构。

住宅发展策略分析模型及计算机实现

本文详细地介绍了住宅发展策略分析模型及其建模方法。我们借助系统动力学,试图开创一种把定性分析、定量分析、系统理论以及计算机知识有机地集成一体地建立复杂社会系统仿真模型的方法,以瓦房店市住宅发展为背景,开展了这一方面的研究工作。经实例演示,我们所建的模型是决策人进行住宅发展策略研究的有力工具。

液压系统的键合图建模法

叙述了液压控制系统设计中的动态分析问题 ,着重介绍了动态模型的有力工具———功率键合图的有关概念、建模方法 ,以及在液压系统中的应用。

工业控制系统的信息物理因果流模型

工业控制系统向智能控制的发展随着人工智能的因果革命也应该进行因果建模的思考。通过提出工业过程控制系统的单、多层信息物理结构,引入信息、物理因果流,建立过程控制系统的信息物理因果流模型,为依据因果关系设计工业控制系统、分析控制运行机制、实施系统故障预测和监控等提供理论基础和描述框架。

新型城镇化“四化同步”SD模型系统设计与研究

运用系统动力学理论,通过分析新型城镇化背景下"新型城镇化、新型工业化、农业现代化与信息化"四化"同步"关系的内涵,绘制"四化"两两之间的因果反馈回路图,在此基础上合成、绘制"四化同步"系统动力学(SD)模型的系统流图,分析并设计系统流图中主要模块的各类变量及变量间函数关系方程式,最后指出根据所设计的"四化同步"SD模型的模拟与仿真思路。研究设计的"四化同步"SD模型可用于模拟不同地区、不同政策下"四化同步"的发展轨迹与特征,有助于不同地区根据自身特征获得实现"四化同步"发展的最优对策。

基于多层流模型的故障诊断算法研究

对工业过程建模,并利用故障信号基于模型进行故障诊断是一种有效的故障诊断方法。介绍了采用多层流模型的建模以及根据模型的功能部件状态关系建立故障信号因果关系图的方法。在此基础上使用计算机图论算法开发了基于故障信号因果关系的故障诊断算法,并在发电厂锅炉补给水除盐系统中进行了实际诊断验证。本故障诊断算法在实用性、适用性和理解性上具有较大优势,可广泛应用到工业过程的故障诊断中。

基于改进Informer的蒸汽管网流量预测

提出了一种基于改进Informer的蒸汽管网流量预测模型Informer_BEST。该模型通过引入扩展的因果卷积、相对位置和季节特征编码以及梯度中心化技术等3种算法,对Informer模型进行了改进和优化。对5种预测模型进行实验,结果表明,所提出的Informer_BEST预测模型展现了令人满意的测试结果,预测曲线与实际数据的变化趋势相吻合,对供热调度决策具有良好的指导作用。

厦门市城市生活垃圾的系统动力学预测管控体系

城市生活垃圾的快速增长产生了一系列的健康和环境问题,为准确预测城市生活垃圾产生量,以此作为生活垃圾管理的决策者分析和制定管理方案的依据.运用系统动力学(SD)方法,以厦门市为例,利用VENSIM软件绘制城市生活垃圾的因果回路图(Causal Loop Diagram),建立系统动力学的存量流量模型(Stock and Flow Model),最后进行仿真模拟及量化分析.预测结果得出2030年厦门市的城市生活垃圾将达到304×10^4 t,通过垃圾分类回收和适当提高垃圾收费等措施可以减少城市生活垃圾的产生.

交通运输传播新型冠状病毒肺炎的系统动力学仿真

为研究交通运输对新型冠状病毒肺炎(COVID-19)传播的影响,建立了基于系统动力学的交通运输传播新型冠状病毒肺炎模型;在设定模型假设的基础上,将人群分为易感个体、潜伏个体、感染个体和移除个体4种,并根据COVID-19的传播特性建立了交通运输影响下疫区、港站、车船和关联地区的COVID-19修正易感-潜伏-感染-移除(SEIR)和易感-潜伏-感染(SEI)传播动力学方程;在研究交通运输传播COVID-19过程的基础上,绘制了交通运输传播COVID-19的系统动力学模型因果回路,并进行了因果反馈回路分析;构建了基于系统动力学的交通运输传播COVID-19模型,并检验了模型的量纲一致性、机械错误、有效性和极端条件;以A市为研究对象,建立了3种仿真场景以研究交通运输对COVID-19传播的影响。仿真结果表明:A市COVID-19感染个体数量在疫情发生后第32天达到峰值,累计感染77 726人,A市以外地区感染个体数量在疫情发生后第30天达到峰值,累计感染28 084人;交通运输对COVID-19的传播起正反馈作用,交通运输影响下的COVID-19感染个体和移除个体数量峰值分别是无交通运输参与下的18.62、10.99倍,因此,实施交通管控措施对控制疫情发展、防范疫情扩散具有积极作用;公共交通出行比例的增加将进一步加快COVID-19的传播,因此,减少人们出行需求,降低公共交通出行比例,加大对公共交通车船、港站的病毒消杀工作能有效减缓COVID-19的传播。