基于长短期记忆网络和LightGBM组合模型的短期负荷预测

短期负荷预测是电网安全调度与平稳运行的基础,为进一步提升负荷预测的精度,提出了基于长短期记忆(LSTM)网络和轻梯度提升机(LightGBM)的组合预测模型。首先,根据LSTM网络和LightGBM模型的输入结构,将预处理后的负荷数据、温度数据、日期数据以及节假日信息分别输入2个模型中,通过训练得出各自的预测结果。然后,采用最优加权组合法确定权重系数,并得出组合模型的预测值。最后,采用实际负荷数据进行算例分析,结果表明所提方法能够有效结合2种模型的优点,在保留对时序数据整体感知的同时兼顾非连续特征的有效信息,与其他模型相比具有更高的预测精度。

基于随机森林的作物模型光温产量潜力模拟优化方法

为有效降低作物模拟所需数据量,提高计算效率,基于机器学习建立冬小麦光温产量潜力估算模型。以中国冬麦区129个农业气象站点1980—2009年光温产量潜力为研究对象,选择影响光温产量潜力模拟较大的温度、日照时数、经纬度等构建特征变量。选择生长季与月份2个时间范围,基于WheatGrow模型输入输出数据建立生长季变量的随机森林模型(RF_GS)与月份变量的随机森林模型(RF_Mon),最后利用均方根误差(RMSE)评价随机森林模型的性能。结果表明,随机森林模型可在保证模拟精度的前提下降低数据需求量,且RF_GS精度优于RF_Mon;变量重要性检验与部分依赖图分析结果表明,纬度、生长季日照时数、5月日照时数、3月最低温度对光温产量潜力模拟影响较大;若模型验证数据的范围超出训练数据的范围,利用随机森林模型无法保证建模精度。

紫外/过氧化氢法去除市政污水中的亚硝基二甲胺

紫外/过氧化氢(UV/H_(2)O_(2))法是处理市政污水中亚硝基二甲胺(NDMA)的有效方法。基于响应面模型研究了H_(2)O_(2)添加量、pH和光照强度对NDMA去除效率的影响,通过方差分析发现光照强度是影响去除率的最显著因素。通过响应面模型得出了上述3个因素与NDMA去除率的函数关系,当H_(2)O_(2)添加量为10 mg·L^(-1)、溶液pH为12、光照强度为8×10^(-11)E·s^(-1)时,NDMA去除率的预测值为97.36%,与96.97%的实验结果非常吻合。

基于夜间灯光数据和空间回归模型的人口格网化方法研究

为了提高地区常住人口回归结果的精度,表现地区及城市内部乡镇、街道以及更小尺度上人口分布特征,以里下河地区为研究区域,以NPP-VIIRS模拟的2020年DMSP-OLS夜间灯光数据为基础,结合土地利用/覆被数据、乡镇和街道常住人口统计数据,采用空间回归模型对各市县常住人口进行建模,并进行精度校验和结果修正,最终得到一种精度较高的人口格网化方法。结果表明:1)里下河地区夜间灯光强度累计值与人口统计数据间相关性为0.8747(P<0.01),相关系数高;选择相关系数最高的二次项式函数作为最优模型,空间回归模型模拟效果较好;2)基于精度检验后各空间单元残差值大小不同,采用分段函数对人口格网化结果进行校正,所绘人口分布图能更加详细、准确地刻画人口的真实分布情况;3)在人口数量和密度都较小的乡镇和农村,将NPP-VIIRS数据模拟为DMSP-OLS夜间灯光数据比直接采用NPP-VIIRS数据做人口空间回归误差更小。

匀光处理的倾斜环绕摄影实景三维建模方法研究

在实景三维建模教学中,无人机通常被用来拍摄影像资料,容易受到拍摄盲区、光照不均匀等问题的影响,建模质量难以满足要求。为了解决以上问题,本研究采用倾斜环绕摄影技术,通过建筑物的外接长方体构建外接半球,从而规划出合理的航线、航高以及环绕半径,利用匀光处理技术消除光照不均匀的问题。完成影像处理后,按照空中三角测量、刺点、多视影像密集匹配的步骤完成三维建模。经对比,该建模方法的影像处理效果和建模质量均达到了较高的水平,优于同类方法。

非均质孔隙介质中两相流的光透法应用研究

地下水中非水相液体(Non-aqueous Phase Liquid,NAPL)的流动及其曝气修复技术是典型的两相流问题。基于实际地下水含水介质的普遍非均质性,本文应用光透法对非均质孔隙介质中两相流进行了定量试验研究,设计了两组砂箱实验,研究气体和重非水相液体(DNAPL)在非均质孔隙介质中的迁移规律,应用了水/气两相和水/NAPL两相饱和度计算模型。实验结果表明:气体主要由不规则通道向上运动,遇到低渗透性透镜体时在其下方堆积,并开始横向运动,绕过透镜体后继续向上运动,最终在砂箱顶部形成连续气体分布,注气速度越大,气体运移范围越宽;DNAPL在自身重力作用下克服毛管压力向下迁移至低渗透性透镜体,DNAPL无法克服该介质的毛管压力,停止垂向入渗,并在其表面堆积,开始横向运移,绕过透镜体后继续向下运动,最终在砂箱底部形成连续DNAPL污染池。均质介质中建立的计算流体饱和度的水/气模型及水/NAPL模型与实验结果较吻合,可用于非均质多孔介质中水/气相和水/NAPL相饱和度的计算。

基于点光源和球面光源的集鱼灯照度模型比较研究

集鱼灯是秋刀鱼等光诱渔业中重要的助渔装备,本文以秋刀鱼集鱼灯为例,分别基于点光源法和球面光源法建立了单灯箱理论照度模型。比较平面照度的理论值和实测值发现,基于球面光源法计算的理论值和实测值间线性拟合斜率系数较点光源法更接近于1。基于球面光源法计算的理论值与实测值间无显著差异(P>0. 05),而由点光源法计算的理论值与实测值间存在显著性差异(P<0. 05),说明基于球面光源法建立的照度模型更加符合实际情况。根据球面光源模型分别计算了白、红单灯箱在45°、60°、75°倾角下的照度分布,结果发现照度值均随距离增加呈先增大后减小趋势;同倾角不同灯色间照度分布差别较大,相同位置处白灯箱照度明显高于红灯箱;同灯色不同倾角间照度分布差别较小;随倾角增加,最大照度值位置到原点距离逐渐减小;照度衰减速率的绝对值随距离增加呈现先减小后增大再减小的趋势,最终趋近于0。

基于回转椭球模型分析烟颗粒非球形性对光散射模式影响(英文)

针对火灾烟颗粒的链状结构特征,采用回转椭球模型,通过“T矩阵法”,分析其非球形性对光散射模式的影响.分别在固定取向与随机取向条件下,分析了“扁长”形回转椭球、球体及“扁圆”形回转椭球的散射光强分布.结果表明,在固定取向情况下,半轴比值a/b=1.0的球体对应的散射光强度分布的等高线均为直线;然而,对于半轴比值a/b<1.0的“扁长”形椭球体对应的散射光强度分布的等高线为凸线,半轴比值a/b>1.0的“扁圆”形椭球体对应的散射光强度分布的等高线为凹线.在随机取向条件下,球体(a/b=1.0)对应的取向平均散射光强度分布曲线的震荡最为剧烈,而a/b=0.5,2.0,4.0对应的三条曲线表明,非球形性越强的颗粒对应的散射光强分布曲线越平滑.

背景差分与三帧差分结合的运动目标检测算法

针对基于混合高斯模型背景差分法对光照突变敏感的问题,提出了背景差分法与三帧间差分法相结合的运动目标检测算法;首先利用当前帧与混合高斯模型建立的背景模型差分,快速检测出运动变化区域;然后,通过与设定的阈值比较,判断场景内是否发生光照突变,场景中若未发生光照突变,则采用混合高斯模型背景差分法提取运动目标,若发生光照突变,采用三帧间差分法提取运动目标;实验结果表明,在光线发生突变情况下,文中提出的算法同样能够取得较好的检测效果,具有很强的适应性和鲁棒性,可用于实时监测系统。

轮对在线检测中Tsai异面标定算法研究

基于光截图像测量技术的轮对在线检测中,面阵CCD摄像机拍摄的轮对光截曲线畸变严重,摄像机标定方法和标定精度直接影响轮对检测精度。本文根据非线性畸变成像模型,提出了一种基于移动平面标定板的Tsai异面标定算法。根据径向约束条件和一阶径向畸变公式,利用最小二乘法和Levenberg-Marquardt优化算法标定出摄像机内、外部参数。并根据现场安装位置要求和光截曲线关键点区域分布情况,设计了标定板及其三个安装位置,实现了图像特征点提取和摄像机参数的标定。实验结果表明,Tsai异面标定算法标定精度在0.1 mm以内,满足轮对在线检测对标定精度的要求。

基于激光扫描仪的曲面反求工程研究

通过对反求工程技术的阐述,介绍了用某激光扫描仪进行曲面反求的数据采集方法及光切法曲面拟合技术,给出利用逆向工程软件进行建模的实例并展示其应用效果。

光催化氧化有机物所需光强的数学模型和估计方法

基于羟基自由基为氧化污染物的主要物种,提出了针对不同污染物浓度、去除效率以及空气流量或者所要求的反应速率来确定光催化降解室内挥发性有机污染物所需光强的数学模型,在此基础上给出了简单可靠的光强估计方法.对浓度为24.54～490.8μmol/m3的甲醛降解所需的光强进行了计算,并与实验进行了对比分析.结果表明,基于所提出模型的光强估计方法简单可靠.这使光强的选择有了依据,对光催化系统的设计具有一定的指导意义.

线结构光传感器的数学模型及其测试方法

研究了线结构光传感器的数学模型，并给出了齐次坐标系下的表达形式。根据线结构光传感器的特点，提出了一种用简单的齿形靶及一个一维工作台实现求光平面在摄像机坐标系的位置参数的高准确度的测试方法，解决了对抽象光平面的瞄准问题。通过实验验证，证实了这种测试方法的可行性。

位相畸变对强紫外激光在空气中长程传输的影响

采用瞬态受激旋转拉曼散射(SRRS)模型,详细考虑了激光脉冲的位相变化、时间波形、泵浦光 的衰减、斯托克斯光的非线性放大以及初始的随机斯托克斯散射场等诸多因素,研究了空间位相畸变对空气中 长程传输过程中产生的SRRS效应的影响。研究结果表明:位相畸变对阈值条件和时间特性影响较小,而对光 束质量影响较为明显;随着位相畸变的增大,光束的能量分布变得极不均匀,光束的光强对比度也明显变大, 从而使激光光束质量变差,而且当传输距离达到阈值条件后,随着传输距离的增加,光束质量将进一步变差。

轻木钉节点恢复力模型研究及参数识别

以低周反复作用下轻型木结构钉连接节点的试验为依据,提出了一种7个参数的钉节点恢复力模型,考虑正负方向不同的捏缩点和滑移效应,采用贝叶斯方法识别模型参数.结果表明,贝叶斯参数识别的精度依赖于所采用的数据,识别得到的恢复力模型最有可能值和协方差矩阵可用于相同条件下钉节点的计算.利用识别的结果对其反应进行模拟,所得计算结果与试验值符合良好.文中提出的恢复力模型为钉节点分析提供了可参考的力学模型,将贝叶斯理论扩展应用到恢复力模型参数识别中,为轻型木结构非线性滞回分析的研究提供了一种新的方法.

地铁站台光照动态调控方法

为满足地铁站台的照度需求并降低照明能耗,基于最小能耗光照调控模型和改进遗传算法的动态调控方法,对站台光照进行控制。先将站台公共区划分为多个子区域,在照明模拟软件DIALux中建立站台照明模型,进行照明模拟以获取照度数据,并考虑子区域光照的耦合关系来构建照度的等式约束;再利用变量独立性分析处理等式约束,进而建立无等式约束最小能耗光照调控模型;最后,基于反向学习策略提出自适应反向学习方法,对遗传算法进行改进,并依据站台客流特征确定子区域照度设定值,作为光照调控模型的输入,利用改进算法求解光照调控模型,获得LED灯具的最佳调光比,实现光照的最优控制。通过算法对比试验和光照调控模拟试验,结果表明:改进算法在收敛速度、局部寻优能力和稳定性方面优于粒子群算法、竞赛选择遗传算法和反向遗传算法;利用提出的动态调控方法进行光照调控,可将照度偏差控制在1.33%以内,并实现52.06%的照明节能,在满足照度需求的同时显著降低照明能耗。

粗糙表面光散射特性研究与光学常数反演

测量了特殊的镀金聚酯薄膜、镀铝绝热材料和硅化合物材料表面的激光(1.06μm)双向反射分布函数、光镜反射率谱、总体反射率谱以及等效光学常数,利用多参数优化的遗传算法,建立了材料表面的BRDF统计模型。并采用Powell算法反演了铝基绝热材料在不同波段上、某一波长的光学常数。

基于改进的信号灯预警模型的城市智慧供应链发展动态预测研究

在国家大力推动供应链创新与应用的背景下,许多城市纷纷开展供应链创新试点,城市智慧供应链已经成为检验城市发展水平的重要因素。开展城市智慧供应链发展水平动态预测有助于帮助城市认识其智慧供应链的发展水平,识别薄弱环节,促进城市智慧供应链的可持续发展。为此,本文基于改进的信号灯模型构建了中国城市智慧供应链的预警框架。(1)从智慧基础设施建设情况、人力资源投入情况、资金投入情况、企业创新4个维度构建了城市智慧供应链发展的评价指标体系;(2)基于信号灯模型识别了4个评价维度下二级指标的信号灯状态;(3)利用层次分析法改进了信号灯模型的权重设置环节。本文判别了不同二级指标的重要程度,计算得到综合警情指数,并给出预警信息,为政府部门提供智慧供应链的发展建议。

嵌入式助航灯具定位系统设计与实现

针对民航机场嵌入式助航灯具清洗系统灯具定位问题,设计了基于视觉的灯具定位系统。首先,依据民航嵌入式灯具安装标准、夜间发光特点及外界干扰影响,同时考虑系统可行性,建立定位系统空间几何模型并优化摄像机安装参数;然后,提出最大类间方差法Otsu的改进算法对夜间发光灯具图像进行自适应阈值分割,并结合阶距法提取灯具质心;最后,为进一步提高系统精确度,对定位系统进行误差分析并进行误差补偿。夜间环境下对嵌入式助航灯具定位系统进行实际实验,结果表明,所设计系统定位速度快,精度高,平均误差达到16.3 mm,而且环境适应性强,能有效满足嵌入式灯具定位的需求。

敏捷方法:软件工程的新方法

敏捷方法(AgileMethodologies)是在众多轻量级方法基础上形成的软件工程的新方法。阐述了敏捷方法产生的原因,介绍了知名的敏捷方法以及敏捷建模(AgileModeling),指出了敏捷方法的发展前景并提出了采用敏捷方法应注意的问题。