融合多注意力深度神经网络的可解释光伏功率区间预测

现有光伏出力预测研究对复杂时空相关性的影响考虑不足,且深度学习自身的黑箱性质使其预测结果的可解释性差。为提高多时空尺度下光伏功率预测精度并增强模型可解释能力,提出融合时空注意力深度神经网络的光伏出力预测模型及其可解释性分析方法。首先,建立了时间-空间-特征的多维注意力机制,结合深度神经网络和分位数回归模型构建光伏区间预测模型,并以注意因子为导向指导模型优化。然后,提出了面向深度学习模型预测过程和预测结果的可解释性体系,基于神经元电导梯度法从模型结构上解释其预测机制,进一步结合注意力权重挖掘影响模型功率预测的核心时空特征。为验证解释结果的可靠性,通过沙普利加性原理量化考虑时间差异性的特征全局边际贡献,并结合实例样本溯因模型的预测依据。最后,在中国某省分布式光伏电站数据中进行验证,结果表明,所提模型相比传统预测模型具有更高的预测精度,可以挖掘光伏出力的时空规律性并合理解释模型预测机制。

西藏阿里地区耕地的时空分异特征及其影响因素

研究西藏阿里地区耕地时空分异特征,为阿里土地利用现状、农业用地规划、耕地可持续发展等提供参考。该研究基于Google Earth高分影像,目视解译获取2005、2013和2020年3期阿里地区耕地数据,运用ArcGIS软件识别耕地时空分异及影响因素。结果发现:1)阿里地区耕地分散破碎,以普兰县西南部和札达县中部的河谷地带较集中,且以小斑块为主。2)在空间分异上,耕地主要分布于海拔3 500~4 500 m、坡度0~6°、坡向西南方、年均降水量0~25 mm、年均温0~5℃、距道路和河流<200 m的区域。3)在时间分异上,2005—2020年,耕地面积整体呈增长趋势,集聚区呈多区域化。阿里南部地区增加缓慢甚至有下降趋势,北部地区增加明显。总体而言阿里地区耕地以区位条件和水热条件为基础条件,并受人口数量、非农化发展水平、市场需求等影响存在时空分异特征,且不同地区耕地分布和面积变化存在差异。

基于时空图卷积网络和自注意机制的频率稳定性预测

针对传统数据驱动预测方法对电力系统频率稳定性预测的时空特性利用不充分、新拓扑下泛化能力差和可解释性较弱的问题,该文提出了一种基于自注意力机制和时空图卷积网络(STGCN)的频率稳定性预测方法。STGCN预测方法利用一维时间卷积层提取系统时间信息,利用切比雪夫图卷积通过近似拉普拉斯矩阵的多项式函数执行图卷积操作,从而捕获各母线及其邻居的拓扑结构信息;然后,采用基于自注意力机制的可微分图池化层来获得各母线注意力得分以对预测模型的决策过程进行可解释性分析,该分层池化策略允许模型尽可能地保留有价值的节点特征,并根据保留特征和动态拓扑有效分配节点以提高模型的泛化能力与鲁棒性;最后,在修改的新英格兰39节点系统和ACTIVSg500节点系统上的测试验证了所提方法的有效性。与传统方法相比,该文所提STGCN具有更高的预测精度、更好的鲁棒性和泛化能力。同时,该方法可以提供系统内各母线对预测结果的具体影响。

基于时间动态帧选择与时空图卷积的可解释骨架行为识别

骨架行为识别是计算机视觉和机器学习领域的研究热点。现有数据驱动型神经网络往往忽略骨架序列时间动态帧选择和模型内在人类可理解的决策逻辑,造成可解释性不足。为此提出一种基于时间动态帧选择与时空图卷积的可解释骨架行为识别方法,以提高模型的可解释性和识别性能。首先利用骨架帧置信度评价函数删除低质骨架帧,以解决骨架序列噪声问题。其次基于人体运动领域知识,提出自适应时间动态帧选择模块用于计算运动行为显著区域,以捕捉关键人体运动骨架帧的动态规律。为学习行为骨架节点内在拓扑结构,改进时空图卷积网络用于可解释骨架行为识别。在NTU RGB+D,NTU RGB+D 120和FineGym这3个大型公开数据集上的实验评估表明,该方法的骨架行为识别准确率优于对比方法并具有可解释性。

基于XGBoost改进模型的高速公路事故多发点鉴别及预测

为准确、快速地预测高速公路事故多发路段,获得事故时空数据的特征样本,明确事故的时空演化规律及关联机制,根据时空热点分析结果鉴别事故多发点的位置和时空演变模式,构建了GA-XGBoost事故多发点预测组合模型。首先,依据样本数据分别构建年尺度、日尺度下的时空立方体,并进行热点分析,根据分析结果得到样本高速的事故多发点位置及其时空演化模式;经过比较分析和相关性检验,选取事故发生时间、里程、事件类型、处理时长、影响车道数、是否处于汇入口附近、是否节假日7项特征预测事故是否处于事故多发点。然后,分别使用CNN-LSTM、CNN-LSTM-ATT、随机森林、XGBoost模型4种算法对事故多发点进行预测,结果显示:相比其他3种,XGBoost模型的预测准确率最高。接着,采用遗传算法对XGBoost模型进行优化,构建了GA-XGBoost组合模型,使预测准确率提高0.06,F1分数提高0.07,精确率提高0.08。这表明,相比既有算法,GA-XGBoost模型能够较准确地预测出路段是否处于事故多发点,明确事故多发点事故的时空特征。最后,通过SHAP分析对预测结果进行解释,发现处于汇入口附近、事件类型为侧翻、故障、处于国庆假期和影响车道数为2的样本处于事故多发点的概率相比不处于汇入口附近和其他事故类型更大。据此,在交通安全和应急管理中可采取预防性措施,提升交通管理的效率和应急响应能力,营造安全、高效的交通环境。

基于AGCN-LSTM模型的海上风电场功率概率预测

海上风电场各风电机组间存在较强的时空关联,现有风电功率预测研究虽对时空关联进行了探索,但未能更好地表达动态的空间关联;同时,空间关联的“黑盒”也降低了预测的可信度;另外,概率预测相比确定性预测可提供更全面的信息。为此,提出一种基于自适应图卷积网络(AGCN)-长短期记忆(LSTM)网络的海上风电场功率超短期概率预测模型。首先,通过AGCN中的自适应矩阵获取季节性变化海上风电机组间的动态空间关联,并实现空间维度的可解释,同时利用LSTM网络挖掘数据时间维度的相关性;其次,基于所获得的时空关联,通过改进的分位数回归模型构建风电场功率概率预测区间;最后,基于中国东海大桥海上风电场真实数据进行仿真验证。结果表明,相较于已有概率预测模型,动态图拓扑可以更好地揭示海上风电场变化的空间关系;改进后的分位数回归模型有效避免了分位数预测存在的曲线交叉问题;二者共同提升了模型整体预测精度和稳定性。

基于环境一号卫星的吉林省松花湖2012—2020年面积变化监测研究

研究基于HJ-1A/1B卫星数据对松花湖2012—2020年夏季水域面积变化进行监测。利用卫星遥感专业ENVI软件对环境星数据进行预处理,再采用目视解译法识别松花湖水体,并进行不同年份松花湖水域面积的计算。最后分析松花湖2012—2020年间水域变化时空特点,松花湖在2012年和2013年间水体面积无明显变化,2014—2017年水体面积变化波动较大,该研究区2013年水体面积增大是因为发生区域性洪涝灾害,而2015年水体面积变化较大则是因为该年政府对于丰满水库的规划建设发生一定变化。2017—2020年间水体面积与范围无明显变化趋势。

1993～2003年郑州市土地利用/覆被变化特征研究

以河南省郑州市为例,利用RS、GIS软件对1993年和2003年两时次TM、ETM+影像进行遥感解译,采用GIS空间分析和数理统计分析等方法,研究了10 a来该市土地利用变化过程尤其是土地沙化的变化过程及其社会经济驱动机制。结果表明:10 a来,西部山区、东部沙化地区以及黄河沿岸地区土地利用类型的变化比较大,特别是东部地区用地变化比较剧烈;旱地、草地、工交建设用地面积明显增加,沙化土地、水田、林地、水体面积呈现减少的趋势;沙化现象得到了有效遏制,草地面积的增加,改善了研究区的生态环境。此外,林地面积的大量减少,应引起重视,可实行退耕还林或植树造林以建立良好的生态环境。

农田土壤表层粗糙度信息解析

耕作后农田土壤地貌属于具有趋向性的随机表面。由随机过程角度看,它随时间的变异满足各态遍历性质。揭示它的时空变异特征对于客观评价农田耕作质量、探讨表层土壤水运移规律、优化农田管理具有较高的实用价值。因此,基于各种粗糙指数的信息解析是精细农业技术体系研究热点之一。本文从不同尺度数学模型、时空变异多因素分析、直接与潜在应用价值等方面作了系统性分析。

汉语时体的分类和语义解释

英汉语在时体分类和对时间看法上存在的差异,使英汉语时体分类和语义解释难以一一对应,因而对汉语时体进行语义解释不能直接延用英语的语义解释方式,而必须对汉语时体的语义特性进行分析,并在此基础上使用中间语言形式化地描述语义特性,才能有效地解决汉英机器翻译中的时体处理问题。汉语的“了”、“过”、“在”、“着”、“起来”和“下去”,在语义上相对应,是常用的典型时体标记,以它们为例进行语义对比分析,以时态逻辑为形式化描述手段,较好地体现了汉语时体之间的语义差异。

1980年以来黄河内蒙古段十大孔兑流域土地利用变化时空特征

研究黄河内蒙古段十大孔兑(以下简称十大孔兑)流域土地利用变化,对于区域生态环境建设和水土保持效果评价有重要意义。根据1980年、1998年、2010年3期遥感影像解译的土地利用数据,采用土地利用动态变化和土地利用转移矩阵,系统分析了十大孔兑流域1980年以来的土地利用变化时空特征。结果表明:研究区以耕地、草地和未利用地为主要土地利用类型,1980年以来草地面积逐渐增加,未利用地面积逐渐减少,1998年-2010年较1980年-1998年的土地利用变化幅度和变化速度提高。1980年-1998年和1998年-2010年,土地利用转移方向主要是未利用地向低、中覆盖草地转化,低覆盖草地向中、高覆盖草地转化,中覆盖草地向高覆盖草地转化,该转化主要分布在流域的上中游,以流域东部和西部最明显。1980年-1998年间低覆盖草地向中、高覆盖草地转化比例较高,1998年-2010年间未利用地向低、中覆盖草地转化比例较高。分析认为,1980年以来十大孔兑流域城镇化水平提高,林草水保措施力度增强、成效显著,区域生态环境改善,特别是国家实施"退耕还林(草)"生态修复政策后,生态环境改善效果更为突出。

时间流逝对条约解释的影响——论条约演变解释的兴起、适用及其限制

条约如同其他任何规则,都会受到时间流逝的侵蚀。时间的流逝如何及在何种程度上影响条约的解释过程是一个难题。近年来,条约演变解释已被证明是条约法最富有争议的话题之一。国际法院和WTO上诉机构的判例法支持这样的观点:如果一项条约旨在"长期有效",以及条约某特定用语具有"通用"性质,可能会产生其意义将遵循法律演变的推定。但是,大多数国际法院和法庭都未认可演变解释是一种独立的解释形式,其适用应当取决于在个案基础上对不同因素和推定的权衡。任何对术语的意义随时间变化的演变解释,必须产生于正常的条约解释过程。解释就是解释,不是修改或改写条约。其结果必须忠实于条约的通常含义和文本,基于其目的和宗旨,否则,其将导致事实上修改条约,由此使条约体制的框架解体。

合肥市大雾时空特征与细网格资料的预报释用

选取合肥市近50年年平均大雾日数、近10年逐日大雾观测资料,分析了该市大雾时空特征;并利用ECMWF细网格预报场资料对该市秋冬季发生的大雾过程进行预报释用。结果表明：合肥市大雾有缓慢的线性增加趋势,大雾异常年占比20%;出雾时段91%在早晨04：00~10：00,辐射雾占比为94%;11月、1月,大雾和浓雾天气出现频数均最多;大雾天气冬半年多于夏半年,但12月份雾天反而较少;肥西观测站大雾和浓雾天气出现频数均最多;温度、湿度、风速和云量等气象要素条件指标与辐射雾生成具有较好的对应关系。

框架时序逻辑语言MSVL中面向对象机制的实现

针对目前时序逻辑语言存在框架问题、缺少面向对象机制、形式化程度过高等不足,提出了框架时序逻辑语言MSVL,包含新的框架操作符、等待语句和非确定的选择语句等技术,并且能够支持面向对象的程序设计.基于正则形和正则图,给出了MSVL解释器的实现方案.并发访问共享资源的实例表明,MSVL比其他时序逻辑语言更接近高级语言,并且解释器的实现方案是切实可行的.

模型检验综述

在软硬件验证里,模型检验是一个重要手段,至今它已经形成一个庞大的方法论体系。现在我们把模型检验内容从标准方法、抽象解释方法、综合方法3个范畴加以介绍,旨在形成人们对模型检验总的印象,从而全面理解和掌握模型检验各个方法的精神实质和具体情况,有助于将这些方法运用到实际软硬件验证中并从中受到启发,以便进一步发展模型检验理论或开发模型检验新的方法和工具。

近40 a海西蒙古族藏族自治州沙漠化时空变化及驱动力分析

通过对海西蒙古族藏族自治州1975—2015年Landsat卫星遥感影像进行解译,获取了该州近40 a沙漠化土地动态变化特征。结果表明:(1)研究区近40 a沙漠化土地面积先增加后减少,1975—1995年为沙漠化发展时期,1995—2015年为沙漠化逆转时期,1995年沙漠化程度最高,沙漠化土地面积17 1591.42 km^2;(2)沙漠化变化集中在研究区高海拔地区,柴达木盆地内部一直以重度沙漠化为主;沙漠化明显发展和明显逆转分别集中在1985—1995年和1995—2005年;(3)各类型沙漠化土地重心迁移总体表现为1975—1995年向东迁移,1995—2015年向西折返。通过对海西蒙古族藏族自治州沙漠化时空变化的驱动因素进行分析,表明人为因素是造成20世纪90年代之前研究区沙漠化显著发展的主导因素,而气候因素和人为因素共同促进了之后的沙漠化逆转。

近40年天津市大陆海岸线时空变迁分析

基于GIS和遥感技术,辅助海域使用权属数据,采用人机交互的方式提取了天津市近40年海岸线变迁信息.结果显示:天津市大陆海岸线在20世纪变化较为平缓;进入21世纪,由于国家政策的引导,天津市海域开发利用强度的加大,交通运输、临海工业、滨海旅游、城镇建设等用海项目沿海岸线大面积分布,在带动天津市海洋经济发展的同时,海岸线变化加大;到2012年后海岸线增长趋缓,2014—2016年海岸线趋于稳定.这表明天津市有必要开展大陆海岸线修测,并加强海岸线保护与利用管理.

向后看的历史意识——《献给艾米丽的玫瑰》中的时间解读

威廉·福克纳是美国20世纪著名的南方文学作家,他的作品与美国的南方社会有着千丝万缕的联系,多反映美国南方的社会和生活。《献给艾米丽的玫瑰》是他的一个著名短篇,在写作手法上可与其长篇相媲美。文章通过对作品中时间的解读来探寻福克纳对旧南方历史及其传统的依依不舍的情怀:一方面,他认识到社会文明发展的进程是不可逆转的;另一方面,他忍不住沉浸在伊甸园式的旧南方的幻想中,忍不住向后看,编织旧南方的美丽神话。

时空域转换对文本史料的解读价值——以思州土司分治始末为例

在社会的急剧变型期,正史资料的连贯性和连续性很难得到保证,因而以往的史学家面对这些情况,往往得凭经验去进行判断文本史料记载的真伪。这样一来,就难免对史料的解读会出现不同程度的误判。历史上的不同文化和社会生活都必然处于一定的时空域中,我们如果能借助历史人类学关于对历史不同层次划分(短时段、中时段、长时段)的方法,通过时空域的转换去复原这些地区的历史真实,澄清正史对这段历史记载的抵牾,通过田野资料和史料的解读去验证这一过程,那么就能获得较大的把握,足以不断地接近历史的真实。可以在较大程度上不断地接近真实的历史。

一套适合稠油油田措施效果评价系统的开发

研究了一套适合稠油油田措施效果的经济评价和技术评价指标体系,并在此基础上开发了一套科学的计算机评价系统。系统充分考虑了现有经济评价和技术评价的方法与习惯,直接连网使用油田数据库中的静态数据、措施数据和日动态数据,保证系统使用的时效性、可信性、易操作性。该系统的开发与应用,既有利于采油厂各项增产措施的规范化管理,又能提高各项增产措施的可预测性,为增产措施的优化提供了决策依据。