生态保护视角下的黄河流域高质量发展非均衡性及演进趋势分析

推动黄河流域高质量发展是我国经济建设全面迈入高质量发展的必经之路,客观评价流域发展质量是有效提高发展质量的前提。因此,基于5大发展理念及高质量发展的内涵,构建黄河流域高质量发展评价指标体系,采用TOPSIS评价法测算2010—2021年黄河流域及5大经济增长极60个地级市的高质量发展水平,进而采用Dagum基尼系数和方差分解的方法探究区域非均衡性发展及差异来源,运用Kernel密度估计方法分析区域高质量发展演进趋势。结果表明:(1)样本期间内,沿黄城市高质量发展呈现“N”型变化态势,并具有上升的发展趋势,总体上省会、沿海和资源型城市的发展水平处于领先地位。(2)流域总体差异呈缩小的趋势,区域内、区域之间的差距及变化趋势各不相同。(3)组间差距是高质量发展差异主要的空间来源,支撑环境差异是流域及5大经济增长极差异主要的结构来源。(4)流域及5大经济增长极的演进趋势各不相同,多数区域高质量发展水平持续向好。基于此,提出做好顶层设计方案,加强区域之间合作、打造特色经济增长极,避免同质化竞争、加强中心城市的辐射带动作用及提升经济发展软实力等建议。

基于SPA-BPNN的成都市天府新区东部土壤As含量高光谱估测建模

为明确成都平原城市边缘带土壤中重金属As含量,以四川省成都市天府新区东部为研究区,对土壤原始高光谱数据进行一阶微分(FD)、二阶微分(SD)、去包络线(CR)和标准正态变换(SNV)处理,利用皮尔逊相关系数(PCC)和连续投影算法(SPA)筛选出最佳变换光谱的特征波段,分别建立偏最小二乘(PLSR)、极限学习机(ELM)、随机森林(RF)和BP神经网络(BPNN)4种回归模型,利用高光谱数据进行土壤重金属As含量估测并进行精度验证。结果表明,经去包络线一阶微分(CR-FD)变换的光谱与土壤重金属As含量相关性显著提升,由0.473提高到0.848;无论是基于PCC还是SPA算法筛选出的特征波段,非线性模型的拟合度以及预测精度均高于线性模型;相对于PCC算法,利用SPA算法筛选的特征波段建立的模型预测精度明显提升,PLSR、ELM、RF、BPNN模型验证集的决定系数(R2)分别为0.786、0.847、0.856、0.942。因此,以SPA算法筛选出的光谱波段作为自变量构建的BPNN模型(SPA-BPNN)是研究区内As含量的最优估测模型。

分区匹配气象及功率特征的运行备用需求量化

现有运行备用需求量化方法未考虑气象因素对系统整体预测随机性的影响,难以兼顾电网运行安全性和经济性。为此,提出了分区匹配气象及功率特征的运行备用需求量化方法。根据历史数据建立气象-功率二维区间,采用非参数核密度估计方法拟合不同区间内的净负荷预测误差分布,从而刻画不同气象、功率条件下系统整体预测的随机性;提出基于数据特征相似度的历史数据筛选和数据区间划分策略,以提升预测随机性的刻画准确性;根据运行日隶属的二维区间估计其净负荷预测随机性,据此量化给定置信水平下的系统运行备用需求。以我国某省级电网的实际数据为算例,验证了所提方法的有效性。

基于原子范数最小化的通信感知一体化目标参数估计方法

为解决传统算法对信噪比和快拍数要求较高的问题,提出了一种基于原子范数最小化的通信感知一体化目标参数估计方法。首先,基于正交频分复用波形设计了通信感知一体化接收信号模型。在此基础上,挖掘接收信号在目标时延与多普勒在时频域的稀疏性,在快拍数有限情形下,利用原子范数最小化理论实现二维时频多普勒和时延参数联合估计。此外,利用奇异值分解提取接收信号的主要成分,设计了基于交替方向乘子法的快速求解算法,以降低算法的计算量。仿真结果表明:所提算法实现了通信感知一体化系统在有限快拍下的高估计精度,并显著提升了运算效率。

正则化Ginzburg-Landau型泛函极小元估计及渐近行为

在容许函数类空间中研究正则化Ginzburg-Landau型泛函极小元的渐近行为,以及它的估计问题.先给出正则化Ginzburg-Landau型泛函极小元渐近行为的一些相关事实,并利用Young不等式等方法加强此渐近行为的结论 .在此基础上,利用Young不等式和Holder不等式等方法研究极小元的估计,并建立估计数.

中国工业数字化水平测度及其时空演变研究

本文基于信息化、网络化、智能化和绿色化4个维度,架构了中国工业数字化水平评价的指标体系,并结合熵权法对2011~2021年中国30个省(区、市)的工业数字化发展水平进行了系统评价,还结合Dagum基尼系数和Kernel核密度估计对中国工业数字化水平的区域差异及动态演变进行了有效的解析。研究发现:目前中国工业数字化水平处于波动上升发展态势,但发展水平低、区域差异大仍是制约工业数字化水平快速提升的主要因素;同时,广大中、西部内陆地区工业数字化发展滞后,也是摆在中国新型工业化“走深走实”面前的一大难题。建议从促进区域工业数字化协同发展、进一步强化工业智能化及推动工业绿色化转型发展等入手,推动中国工业数字化水平全维度提升。

深度信号引导学习混合变换器的高性能无监督视频目标分割

现存的无监督视频目标分割方法通常使用光流作为运动线索来提升模型性能.然而,光流的估计常存在误差,这将导致双流网络易对噪声过拟合.为此,本文提出一种基于混合变换器的无监督视频目标分割算法,通过引入深度信号引导变换器高效融合不同模态数据,以学习更加鲁棒的特征表达,从而减轻模型对噪声的过拟合.首先,设计一个新颖的混合注意力模块来获得全局感受野并对不同模态的特征进行充分交互,以增强特征的全局语义信息来提升模型的抗干扰能力.接着,为了进一步感知精细化的目标边缘,设计了一个局部-非局部语义增强模块,将局部语义的归纳偏置引入补充学习非局部语义特征,在提升模型抗干扰力的同时突出更精细化的目标区域.最后,增强后的特征输入变换器的解码器,预测得到高质量的分割结果 .与最先进的方法相比,本文所提算法在四个标准数据集上都获得了领先的性能,充分表明了本文所提方法的有效性.

点云鲁棒低秩联合估计重构

为了提高三维点云的质量,在抑制噪声的同时恢复尖锐特征,提出一种基于L1稀疏优化的点云鲁棒低秩联合估计重构算法.首先使用鲁棒主成分分析进行点云局部区域低秩建模估计,避免离群点的影响,并根据法向场的变化调整模型,实现点云各向异性自适应降噪;为了提高算法求解效率,利用局部曲率进行尖锐特征辨识,将阈值迭代法与非精确增广拉格朗日乘子法相结合,用于点云不同区域低秩模型的求解;再根据每个优化后局部邻域交叠区域的冗余信息完成点云的全局联合估计重构;最后对尖锐特征点运用投影优化实现边缘特征恢复,解决尖锐特征退化以及边缘毛糙的问题.在公开仿真点云数据与多种典型算法的实验结果表明,所提算法无论是主观视觉效果,还是重构精度与效率均得到改善,与MRPCA算法相比,精度、时效分别提升10.22%和56.52%;在保留点云原有特征信息的同时,可以有效地抑制噪声并恢复尖锐特征,重构效果良好.

广州市典型性城市公园植物景观美景度研究

以地理位置及游客组成划分代表性,以广州城市中心区越秀公园、城市近郊火炉山森林公园、城市远郊黄山鲁森林公园这3个广州市典型性城市公园为主要对象,研究植物景观美景度。为避免非植物因子,如道路系统、园林小品、建筑设施等干扰,在不同空间结构下选择不同的面积空间:每个公园内选取3块典型性密林绿地,面积为20 m×40 m;3块典型性半开敞疏林绿地,面积为20 m×20 m;3块典型性开敞性绿地,面积为30 m×30m。运用层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)和心理物理学美景度评价法(scenic beauty estimation,SBE),得出各样本景观得分值,结合SPSS 18.0数据分析软件将美景度量化值进行数据分析,进而将广州市典型性城市公园景观美景度进行量化比较。结果表明:(1)城市公园绿地景观的3种空间结构(即密林绿地、半开敞疏林绿地、开敞性绿地)在各公园内的分配比例不同。(2)植物种类丰富,越秀公园现有乔灌木280余种,地被170余种;森林公园野生植物资源丰富,约464种,分属107科284属。(3)景观评价结果:AHP景观评价得分值由高到低分别为:越秀公园、火炉山森林公园、黄山鲁森林公园;SBE得分平均值最高为越秀公园,黄山鲁森林公园次之,其次是火炉山森林公园;2种景观评价方法之间存在差异,从绿地空间植物结构类型上综合分析3个典型性城市公园:AHP景观品质得分值为密林空间>半开敞空间>开敞空间,SBE得分值为密林空间>半开敞空间>开敞空间,结果一致。

电励磁同步电机转子高频电流信号提取无速度传感器控制

建立了电励磁同步电机高频电压信号注入转子位置辨识模型,对比分析了定、转子绕组分别注入高频电压信号时包含转子位置信息的感应电流信号提取滤波器的设计问题。在此基础上,提出定子q轴高频电压注入,利用转子感应的高频电流信号辨识转子位置角方法。针对晶闸管相控整流供电的转子电流谐波含量分布特征,设计特定频率陷波器和高截止频率低通滤波器,实现转子有效高频电流信号快速提取。通过软件锁相环获取准确的转子位置和转速信息,实现了电励磁同步电机宽调速范围无速度传感器控制。实验结果表明所提的控制方案算法简单,易于实现,具有良好的低速性能和快速的转矩响应特性。

组合导航系统容错方法的研究

目前组合导航作为一种比单一导航更优越的导航方式得到大量使用。但它也存在随着传感器增多,复杂性增加,而使得系统出错概率增加的缺点。因此,必须采用有效的故障容错方法以提高系统的容错性能。本文介绍了导航传感器的特点及常见故障类型,对其正常和故障时的数据进行了软件模拟。在传统的组合导航系统(GPS/2DR)的基础上,利用相同的传感器自行设计一种新的组合导航容错系统(GPS/3DR),并通过仿真实验验证了设计的合理性。仿真实验成功地检测出模拟的故障,准确地定位出故障传感器,并在故障隔离后动态地重构了系统,基于动态检测和容错反馈算法融合了导航传感器的数据,最终得到比不进行故障检测时更好的导航效果。通过从3个方面对本文设计的组合导航系统和传统的组合导航系统进行比较,得出本文设计的组合导航系统在这3个方面都优于传统的组合导航系统的结论。

基于蚁群优化UKF算法的汽车状态估计

针对汽车状态估计中过程噪声和观测噪声的时变特性,提出一种新的自适应滤波算法。该算法基于三自由度非线性汽车动力学模型,在利用UKF对汽车状态量进行估计的同时,引入蚁群优化算法,根据目标函数对过程噪声和观测噪声进行寻优,实现了过程噪声和观测噪声的自适应作用,估计精度的大幅提高。虚拟实验验证了蚁群优化UKF算法的鲁棒性和精度。研究结果对汽车主动控制系统的开发具有重大的理论指导意义。

基于TOA/DOA参数估计的隧道高分辨率无源移动目标定位

精确无源移动目标定位是隧道、矿井巷道等复杂地下空间人员安全、灾后及时施救的关键技术之一。提出一种基于TOA/DOA参数估计的隧道高分辨率无源移动目标定位方法。鉴于隧道巷道内静物回波信号的多径较多且衰落严重,基于特征值分解的零陷设计思路给出适合低信噪比条件下的最小范数强干扰抑制方法,抑制直达波和静物回波多径干扰信号,检测接收移动目标反射波;同时,为了克服隧道内的纳秒级密集多径和背景噪声,提出基于互高阶谱的RMCHS参数估计算法(Root Min-norm based on Cross High-order Specture,RMCHS),在低信噪比条件下进行高分辨率的TOA/DOA参数估计,从而实现基于TOA/DOA参数估计的隧道高分辨率无源移动目标定位。仿真实验表明,提出的强干扰抑制方法和RMCHS算法在隧道/巷道环境下有很强的鲁棒性,显著优于比较算法,减小了噪声和纳秒级密集多径对算法性能的影响。

轧机液压伺服位置系统的自适应输出反馈控制

针对具有不可测状态、未知参数和非线性的轧机液压伺服位置系统,提出一种基于高增益观测器和参数估计器的自适应输出反馈控制算法。所构造的高增益观测器不依赖于系统输入和参数估计值,它只用于估计系统状态,所设计的动态反馈控制器包括:用于保证系统稳定性的主反馈部分和抵消外部扰动和一些不确定性的补偿部分。理论分析表明,所提出的控制算法能够保证闭环系统的所有信号有界,且系统状态及其估计误差的最终收敛边界依赖于观测器的高增益值。以某650 mm可逆冷带轧机液压伺服位置系统为例进行仿真,仿真结果验证了所提出算法的有效性。

3.0T水脂分离梯度回波成像定量分析肝脏脂肪含量的可行性

目的探讨3.0T水脂分离梯度回波序列在一次屏息内完成定量分析肝脏脂肪的可行性及其参数优化。方法利用GE Signa HDx 3.0T MR系统对自制体模及42名受检者行迭代最小二乘法非对称采集水脂分离(IDEAL)梯度回波序列和单体素1 H-MRS,通过分析接收带宽(BW)、翻转角(FA)和矩阵(Matrix)的变化对体模脂肪定量分析的影响,确定以IDEAL梯度回波行脂肪定量分析的最优成像参数;以1 H-MRS测定的脂肪含量为参考标准,采用Spearman相关分析对IDEAL梯度回波序列测得数据进行相关性分析。结果应用IDEAL梯度回波序列行体模脂肪定量分析时,BW和FA对结果的影响较大;BW为200kHz、FA为12°时,体模脂肪定量分析结果与MRS的关联性最佳(r=0.997,P<0.05),在此条件下,应用IDEAL梯度回波序列和1 H-MRS测得的肝脏脂肪含量分别为(9.48±5.42)%和(10.13±8.06)%,二者呈正相关(r=0.872,P<0.05)。结论经参数优化的IDEAL梯度回波序列可在一次屏息内定量分析肝脏脂肪含量;成像时需合理调整FA和BW。

一种基于滤波参数在线辨识的鲁棒自适应滤波器

针对一类未建模动态和扰动下的非线性随机系统的状态估计问题,提出了一种基于滤波参数在线辨识的鲁棒自适应滤波器.该算法通过极小化状态估计误差的方差同时正交化相邻时刻的滤波残差,在线辨识状态预报误差和滤波残差的协方差,实现了对未建模动态和扰动的自适应动态补偿,因此对未建模扰动具有很强的鲁棒性.仿真中研究了一个非线性随机时滞系统,其参数存在缓变和突变,时滞会多次跳变,量测噪声发生了均值漂移和方差突变.算法对时滞和参数的联合估计效果令人满意.

基于简化电感模型全域SRM无位置传感器研究

针对开关磁阻电机(SRM)位置传感器带来的较多弊端,提出一种新的转子位置估计方案。电机静止启动时,采用高频电压脉冲注入法获得电机初始位置三相电感信息,通过空间电感矢量模型实现转子初始位置检测。电机启动后并正常驱动运行时,则利用简化电感模型与转子电角度之间的反余弦关系估计出转子位置角。该转子位置估计方案无需SRM电磁特性数据和任何外加硬件,实现过程简单可靠。最终通过仿真和实验表明,在电感线性区域到饱和非线性区域全域范围内,该转子位置估计方案均具有较高的估计精确度,估计误差小于2?,且估计精确度随电感的饱和程度的加深而提高。

经济增长、城市化与环境污染排放的联立非线性关系

城市化是EKC的形成机制之一，突出体现为资本要素在工业化和城市扩张过程中通过城市这一载体所形成的空间集聚对于经济增长和环境污染排放产生了非线性的增速效应，最终使得经济增长与环境污染之间表现出曲线式的非线性趋势，二者的相对变化具有倒u型环境库兹列茨曲线特征，而人口城镇化则没有使得消费与污染排放之间形成这种非线性趋势。笔者基于2000年～2009年省区面板数据，在联立方程体系下考察了环境、城市化与经济发展三者之间的正反馈关系。研究表明，实施环境友好型的城市化战略，特别是人口城镇化是实现可持续发展的核心举措。

基于速度障碍法的多UAV可飞行航迹优化生成

研究无人飞行器(unmanned aerial vehicle,UAV)在线可飞行航迹的自主规划对UAV适应非结构化环境、提高机动作战能力具有重要的现实意义。提出了一种基于Pythagorean Hodograph(PH)曲线的UAV在线航迹生成算法,可以根据UAV当前的飞行状态、目标点信息及传感器探测信息实时规划出曲率连续的可避碰飞行航迹。考虑系统动态性能约束,采用分布估计算法对航迹参数进行优化选取,提出基于区间选优的全局精英个体概率选择机制,提高了航迹生成的速度及精度。根据速度障碍法原理,结合PH曲线的特点,给出了高动态环境下多UAV的实时动态避碰规划算法,该算法能使轨迹快速趋近于目标。对一组UAV的航迹规划在不同环境下进行了仿真实验,仿真结果证明了算法的有效性和实用性。

基于悬停四旋翼位置姿态信息的风场估计方法研究

基于四旋翼飞行器悬停状态下的位置及姿态信息,提出了一种离线的风场估计方法。首先根据Dryden大气紊流模型建立了四旋翼飞行器所处的风场环境,并通过分析有风情况下旋翼升力的变化,得到旋翼升力与风场信息(风速、风向)的函数关系式;接着利用牛顿-欧拉方法推导出有风扰动下的四旋翼动力学方程,并进一步设计了用于保持飞行器悬停状态的PID控制器;最后,基于悬停状态下四旋翼飞行器的位置姿态信息,计算得到飞行器所处的风场环境信息。MATLAB仿真结果表明所提方法在有紊流干扰的情况下,能够有效地提取出风场环境里的主风信息。