基于多重分形维数的GIS局部放电模式识别

根据气体绝缘组合电器(GIS)设备内部绝缘缺陷产生局部放电的特点,设计了4种典型的GIS缺陷模型,采用甚高频高速采集大量局部放电样本,构造了局部放电图谱;以差盒维数和多重分形理论为基础,给出了基于差盒维数的多重分形计算方法;提出了一种基于多重分形特征的GIS局部放电图谱特征提取方法,对局放图像求取了相应的差盒维数、多重分形维数及放电重心特征,最后将提取的特征量通过RBF神经网络进行分类,识别结果显示本文方法有效地提高了GIS局部放电4种缺陷的识别率。

冻结立井爆破冻结壁成形控制与井壁减振研究

控制爆破动载荷对冻结管、冻结壁及井壁的扰动和破坏是冻结井筒施工的重要环节。以万福矿井筒掘进工程为依托,采用周边眼普通光面爆破、半圈切缝药包和整圈切缝药包3种形式,运用多重分形理论,提取了3种条件下冻结壁成形图像多重分形谱特征参数;利用频率切片小波实现了3方案下不同频带信号重构;通过小波包算法对井壁爆破振动进行了监测分析,获取了相应信号频带能量分布。结果表明：多重分形谱可用来客观评价切缝药包对冻结壁的护壁作用;井壁振动信号主频较地面爆破振动高,通常在150 Hz左右;随着频率的升高,井壁振动信号振幅和能量都不断降低;在低频段（0-250 Hz）,相对于周边眼普通光面爆破,半圈切缝药包能量降低了41.54%,整圈切缝药包能量降低了52.42%,切缝药包在低频段具有显著的＂吸能＂作用;在中频段（300-500 Hz）,由于半圈切缝药包装药能量释放不均衡及井筒结构体非严格对称导致频带能量出现了＂选择放大＂效应;在高频段（700-900 Hz）,能量沿高程＂区域集中＂现象说明切缝药包的减振效果更多地体现在爆破近区。验证了切缝药包的减振和对冻结壁的护壁作用。

北京地区温度场分布与地面空间结构关系的分形描述

提出构建北京市温度分布与空间结构的之间定量关系的思想。首先以2002-05-22 ETM+作为数据源,利用分形理论初步构建北京市温度分布与盒维数,最大、最小非均匀标度指数αm ax,αm in,(αm ax-αm in)以及信息维D(1)之间的关系;然后利用北京市1997-05-16和杭州1998-08-11的TM遥感数据对所建立的关系进行了验证。研究表明,温度分布与盒维数、αm in和D(1)之间存在较好的正相关关系,而与(αm ax-αm in)之间的关系在不同时间和城市存在较大的差异。温度分布与盒维数、αm in以及D(1)之间的定量关系,为定量解释城市空间结构与温度分布之间奠定了一个新基础。城市空间结构极为复杂,利用分形理论研究城市环境要素、现象与城市空间特征之间的关系时,对于分形参数的物理、现实意义一定要根据具体的研究时间、地点和目的给出谨慎的解释。

基于多重分形参数的高光谱数据特征提取

针对单一分形维数不能表征高光谱数据光谱局部吸收特征的问题,提出了基于光谱概率测度的多重分形参数特征提取方法.基于光谱信息度量进行光谱概率测度的计算,基于配分函数法估计得到尺度函数;通过对尺度函数求导计算出Holder指数,并对尺度函数勒让德Legendre变换计算出多重分形谱;从多重分形谱和Holder指数之间的函数关系提取表征多重分形谱形态的4个多重分形谱参数作为光谱特征参数;并应用于基于最小距离准则的航空推扫式高光谱成像仪(PHI,Prush-broom Hyperspectral Imager)图像监督分类.结果证明:利用基于光谱概率测度的多重分形参数特征提取方法提取的光谱特征参数进行分类得到的总体分类正确率达94.789%,分类精度明显高于利用信息量维数和多重分形谱特征提取方法进行分类的结果,证明了基于光谱概率测度的多重分形参数特征提取方法提取的多重分形参数的有效性和可靠性.

多重分形下不同网络流量的合成模型

实际网络流量具有明显的分形特性,流量的多重分形特性对网络性能有着非常重要的影响,建立一个基于多重分形特性的实际流量的合成业务模型很有必要。利用小波变换能够去除实际流量相关性的特点,结合实际研究的过程中所发现的不同类型的流量具有不同的分形特性的结论,建立新的合成模型,提高合成流量的精度。同时,通过对合成后的流量进行尺度刻画和性能评价,验证了新模型的正确性。

煤与瓦斯突出预测指标多重分形特征分析

为分析工作面前方瓦斯和应力分布及其演化规律,以寺河矿X1301工作面为例,采用多重分形理论,研究工作面煤与瓦斯突出预测指标钻屑量S和钻屑解吸指数K1值的多重分形特征和不同孔深的特征参数Δα和Δf的变化规律。研究结果表明:煤与瓦斯突出预测指标S和K1值在较大尺度内满足标度不变形;S多重分形特征比K1值弱,两者广义分形维数均呈逐渐降低的趋势;S多重分形谱呈现左钩、右钩和钟罩等3种形状,K1值多重分形谱曲线呈现钟罩状;随钻孔深度的增加,参数Δα和Δf变化规律存在差异。

蛋白质序列中的多重分形分析

采用多重分形谱对蛋白质序列进行分析。按照SCOP分类法,从PDB中选取三条同属于类的分维相近的蛋白质序列,利用多重分形分别对蛋白质空间距离以及序列中氨基酸的极性、体积的复杂性进行比较。实验结果表明,多重分形的奇异谱函数比简单的分形维数能提供更多的信息,克服了分形维数相同情况下,精细结构无法区分的困难,分析结果能够更加准确地描述个体之间的差异。

基于多重分形的城市地价场构建方法研究

研究目的:基于常规插值方法不可避免造成对数据的平滑,未能客观反映局部地价奇异信息的现状,探索运用多重分形模型构建城市地价标量场,为研究地价空间分布规律提供新的方法借鉴。研究方法:多重分形插值模型。研究结果:(1)城市地价数据主体部分服从近似对数正态分布,两端数据显著偏离对数正态分布,这是有效应用多重分形方法构建城市地价场的前提;(2)插值结果不仅有效地表达了研究区住宅地价空间分布,而且能够很好地度量地价的奇异性分布特征。研究结论:多重分形插值模型弥补了滑动平均方法构建城市地价场的不足,能有效突出地价局部奇异信息,可为社会经济领域类似数据空间场构建提供参考。

基于小波变换和时间序列的网络流量预测模型

随着互联网规模和应用的扩大,网络数据流量呈现出复杂多分形性的特点,针对这个特性,构建了基于小波分析和ARMA模型的网络流量预测模型,用Mallat算法将原始流量数据分解为4个分层数据,对各层数据用ARMA模型进行预测,再将各层预测数据重组为预测的网络流量.采用真实数据进行仿真的试验表明,基于小波分析和ARMA相结合的网络流量预测模型的预测结果具有较高的准确度,并在网络管理和优化中具有重要实用价值.

基于多重分形理论的近海污染物空间分布特性研究

针对我国近海污染物空间分布特征难于辩析的问题,通过对多重分形理论的研究,提出了一种新的近海污染物空间分布特征的分析方法。以天津市近岸海域20个水环境监测点为例,随机选择两个不同水期的COD监测数据进行分析,采用多重分形矩方法计算COD空间分布的多重分形维数谱函数f(α)。计算结果显示其α(q)-f(α)曲线均为连续不对称的上凸曲线,表明近海污染物在空间上的分布并不是简单的正态或对数正态分布,而是连续多重分形分布,近海污染物高浓度部分的奇异性较低浓度部分大,平水期的奇异性较丰水期大。应用表明,该分析结果与天津市近岸海域实际情况相一致,这些成果的取得为辩析近海污染物的空间分布特征,并进一步采用基于多重分形理论的算法模型计算近海水环境容量提供了理论依据。

基于分形脊波神经网络的遥感图像分类研究

在分形理论和脊波神经网络的基础上,综合利用彩色遥感图像的光谱、纹理和形状特征,提出了一种彩色遥感图像的分类新方法.该方法把彩色图像的蓝、绿、红波段作为3个光谱特征,由分形理论计算的DBC维和多重分形维数作为2个纹理特征,平均不变矩作为1个形状特征,并利用对曲线具有极强方向识别能力的脊波神经网络作为分类器.实验结果表明,提出的彩色遥感图像分类方法具有较高的分类准确率和较强的抗噪音能力.

各向异性多尺度自相似随机场与地形构建

在长期自然环境的作用下,实际的地形表面是一个各向异性、非线性的2维场,且地形的自相似特性在整个尺度空间上并非恒定的,而是与度量的尺度范围相关。由于传统的自相似随机场的构建方法并不能准确反映地形的实际特性,因此提出一种首先应用多尺度自相似随机场构建各向同性地形表面,然后引入表征各向异性的结构滤波器,再通过谱变换构建具有各向异性的多尺度自相似地形的方法。实验结果表明,该地形构建方法不仅能够反映实际地形的自相似性依尺度而变化的特点,而且能构建山脉的走向。

气固流化床流型空间图像信息多重分形特征分析

以无色小粒径玻璃珠和空气为实验介质,利用高速摄影系统在气固流化床实验装置上拍摄,并获取到气固流化床5种典型流型的空间图像信息。采用多重分形谱参数分层次地刻画了流型空间信息内部的精细结构,突出了异常局部变化特征,从复杂的流型图像数据中选出具有明显个性特征,与分形盒维数结合表征流型。结果表明,多重分形谱比简单的分形盒维数能提供更多的流型特征的信息,且流型特征的提取结果更符合实际情况,可被有效地用于气固流化床流型识别和运动机理分析的过程中。

基于排列熵与多重分形指数结合的特征提取算法在情感识别中的应用

通过对脑电信号的熵分析,进行了情感识别研究,并根据脑电信号的非线性特性以及多重分形特性的特点,提出了一种排列熵与多重分形指数相结合的情感脑电特征提取算法。该算法采用排列熵、Hurst指数、质量指数和奇异谱宽度相结合,实现情感脑电的特征提取,采用支持向量机(SVM))实现情感识别。结果显示,该算法两两情感识别,测试集最高正确率达到92.8%,除去激动对可怕外,正确率均在80%以上;与单独使用排列熵和分形指数特征的方法相比,最高正确率分别提高41.9%和31.2%。进一步分析了对积极和消极两类情感状态的识别效果,测试集平均正确率为78.3%,比排列熵与多重分形特征,测试集正确率分别提高了26.7%和1.6%。结果表明,基于排列熵与多重分形指数相结合的特征提取算法,能够充分挖掘脑电信号的非线性特性与多重分形特征信息,是一种有效的情感脑电特征提取算法。

多种确定地球化学异常下限方法的比较

地球化学异常下限值是区分背景区与异常区的基本指标,而计算异常下限值的准确性也直接关系到下一步探矿工作开展的关键。本文选取新疆西天山成矿带托逊地区1:50000土壤X荧光化探样品中Mn、Fe、Zn、As四种元素为例,使用传统统计方法、多重分形方法、85%累计频率法分别对化探数据进行处理后得出结论:传统统计方法计算出的异常范围小,且较为分散;多重分形方法对弱小异常的圈定效果明显,但范围过大;85%累计频率法与传统方法所得异常下限值比较接近,但对弱小异常的识别效果相对于传统方法显著。

多重分形理论在玉米病害图像特征提取中的应用

【目的】分析不同玉米病害图像特征,提取病害图像特征参数,探讨准确、快速的病害图像特征数据提取方法。【方法】采用多重分形的分析方法和提升格式的多小波变换对玉米病害图像进行预处理,去除图像噪声。利用多重分形谱理论对去噪后的玉米病害图像进行局部边缘提取,并采用玉米病害图像多重分形谱的特征值作为玉米病害的形状特征。【结果】该方法可以获得玉米病害图像对应的多重分形谱曲线,并采集到8个特征值作为病害图像的特征参数。发现不同玉米病害图像的特征参数有较大差异,而同类玉米病害图像的形状特征参数有一定的规律性。【结论】基于多重分形理论的玉米病害特征参数的提取方法能快速、有效地提取反映病害图像特征的参数,可为玉米病害图像智能识别的进一步研究提供参考。

一种新型大频差多频段分形天线研究

提出一种新型大频差多频段分形天线,天线结构为在蝶形天线两臂上加载多个经优化后的开口矩形环缝。新型天线不仅可获得超过4.5∶1的大频差,而且能同时工作于4个频段。仿真和实测结果表明,新型天线4个频段都具有良好的性能。新型结构的提出丰富了分形天线的种类,为实现高性能的多频段大频差天线提供了一种可行结构。

多重分形网络流量输入下多队列排队模型

针对目前分形网络流量输入下排队系统研究大多没有给出解析结果,且只研究单队列排队的缺点。根据实际网络的排队性能,在无约束条件下,采用了多队列多服务台成批到达的排队方式,建立模型,推导出多重分形特性网络流量输入下单队列和多队列溢出概率的解析式。并通过真实网络流量数据描绘出溢出概率与队列缓存长度的关系,结果发现该多队列排队模型下的溢出概率的解析式能够较好地拟合真实网络流量的排队性能。

抑郁症患者EEG信号的多重分形特征(英文)

用奇异谱法分析了抑郁症患者16导EEG信号的多重分形特征.讨论了多重分形分析方法在抑郁症患者临床诊断中的应用.发现抑郁症患者EEG信号的多重分形强度在Fp1、Fp2、F3、F4、C3和F7等信导较正常人有显著增加.该特性在抑郁症物理测量临床诊断中具有潜在价值.

地震活动多标度分形特征及预报应用

探讨了多标度分形在刻划复杂系统方面的优越性,研究了江苏及邻区1970年以来的5.5级以上地震的多标度分形特征,着重研究了地震前后多标度分形的广义维数谱和奇异性谱。研究结果表明:所有震例的广义维数谱和奇异性谱均经历了远离地震时、异常出现时和异常消失时的三个特征变化阶段;异常出现的时间在震前半年至一年半内;多数震例异常在震前几个月内回返恢复,少数在震后数个月内恢复。上述结果说明利用地震时序的多标度分形特征对于该地区的半年至一年尺度的中强地震预报是有意义的。