非平稳性

摘要： 为探究极端降水的时空变化及其非平稳性特征,基于1972—2010年山美水库流域8个降水站点逐日降水数据,选取9个极端降水指数,利用Pre-Whitening Mann-Kendall(P-WM-K)方法分析流域极端降水的时空变化特征,并采用广义可加模型(generalized additive models for location,scale and shape,GAMLSS)检测极端降水的非平稳性特征。结果表明:在时间变化趋势上,极端降水频率指数中雨日数R_(10mm)和大雨日数R_(25mm)呈下降趋势,暴雨日数R_(50mm)呈上升趋势,且上升趋势达到0.05显著性水平;除降水总量P _(RCPTOT)外,其余强度指数呈上升趋势,且均达到0.05显著性水平,其中极端降水量R_(95p)线性倾向率达到30.5 mm/(10 a);在空间差异上,R_(50mm)和极端降水强度指数在流域东南部呈现上升趋势,且上升趋势显著,西北部P_(RCPTOT)下降较明显;R_(10mm)和R_(25mm)呈平稳特征,R_(50mm)全流域约50%的站点呈现非平稳特征,且以均值非平稳为主,除P_(RCPTOT)外,其余强度指数均以非平稳特征为主,且主要表现为均值非平稳。未来山美水库流域极端降水量和不确定性增加,灾害风险增大。

摘要： 河川径流数据非平稳性的日益凸显,使流域或区域的水文设计与水资源评价面临极大挑战,如何开展有效的水文分析,指导工程设计与流域或区域水资源管理已成为水资源可持续开发与应急灾害管理领域的迫切需求。本文以GAMLSS模型为基础,对马莲河流域不同站点的水文观测资料进行分析,得到了全情景下的水文频率计算结果,并与传统方法进行对比,指出了应对不同工程或规划需要的水文数据筛选方法和处理建议。

摘要： 超大规模MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)系统在未来的通信发展有巨大的潜力,随着天线阵列规模的增大,天线阵列的近场效应和无线信道的空间非平稳性对信道估计带来了更大的挑战。对于近场效应,不仅需要估计角度,还需要估计距离,本文提出将所需估计的角度和距离分开估计,减少估计的复杂度;对于非平稳性,需要判断散射体的可见子阵列的范围,本文提出对每个子阵列分别估计角度,根据角度和对子阵列接收信号的协方差矩阵做特征值分解得到的特征值大小,来判断散射体的可见子阵列范围,然后根据已得到的角度来估计距离。进一步分析发现,靠近中心的子阵列角度估计更准确,靠近边缘的子阵列距离估计更准确。在此基础上,本文给出了不同散射情况下超大规模阵列角度和距离的确定方案。仿真结果表明,所提出的针对近场效应和非平稳性的信道估计方案有更小的均方误差。

摘要： 基于长三角地区72个站点1960—2016年逐日降水量观测数据,采用Pettitt与Mann-Kendall非参数检验法,从降水量、降水日数、降水强度和不同等级降水(小雨、中雨、大雨与暴雨)发生率方面,分析长三角地区夏季降水结构的时空演变及其非平稳性特征,并探讨其可能的成因。结果表明:(1)长三角地区夏季小雨发生率以减少为主,其他6个降水指标均以增加为主。其中,小雨发生率非平稳的站点表现为单调减少,降水量、降水强度、大雨和暴雨发生率非平稳的站点表现为单调增加,并且主要分布在太湖流域,增加了该区域遭受洪涝灾害的风险。(2)东亚夏季风强度与长三角地区多数站点的小雨发生率呈正相关关系,而与其他降水指标呈负相关关系。(3)长三角地区城市化典型区(太湖流域)城市化对夏季降水量、降水强度、大雨和暴雨发生率有增加作用,贡献率分别为25.4%、27.9%、54.6%和25.5%;对降水日数、小雨和中雨发生率有减少作用,贡献率分别为-37.3%、-33.2%和-100%。

摘要： 为了探究实测台风眼壁强风区和风眼区风速非平稳性的形成机理,以0814号强台风“黑格比”实测数据为研究对象,用离散小波变换结合假设检验的方法对风场的相干结构进行辨识与提取,探讨相干结构对风速非平稳性、非高斯性以及风场湍流特性参数的影响规律.研究结果表明:对于0814号强台风“黑格比”,相干结构是造成风场脉动风速具有非平稳性和非高斯性的关键因素,提取相干结构后非平稳样本的非平稳性和非高斯性显著减弱;相干结构对各湍流参数的平均贡献介于6.42%~32.40%.相干结构持时占样本时长的比值平均为10.60%,对湍动能贡献占比最高达40.50%.相干结构具有“短持时、高含能”的特点,是造成湍流参数值异常偏大的根本原因.研究可为非平稳风作用下结构精细化抗风设计提供参考.

摘要： 针对空间地震动模拟强度非平稳化时容易造成合成地震动波形与实测记录存在较大差异的问题,本文通过引入实测记录,将规范中的目标设计谱分解为实测记录反应谱及两者之间的校正项,以此合成的地震动波形与实测记录相近.首先通过一算例对该法进行详细描述,在此基础上研究了不相干效应、行波效应对结果的影响.结果表明所合成结果与实测记录相似且满足相干性,而不相干效应变化时对结果的影响要强于行波效应.

摘要： 低频振荡严重威胁电网的安全稳定运行.传统低频振荡辨识方法大都将被测信号视作平稳信号或进行平稳化处理,忽略了信号的非平稳特性.但在高比例新能源和电力电子设备的电力系统中,低频振荡参数具有大范围时变的特性,传统辨识方法难以准确识别.提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的电力系统低频振荡辨识方法.首先对原始信号进行时域特征提取作为预处理操作,然后将16个时域特征的信号分别送入训练好的CNN网络,最后由全连接层综合各个网络的输出得到最终辨识结果.仿真实验表明,该方法可以快速准确地辨识出低频振荡信号的频率和衰减因子,具有很好的抗噪性.且与Prony方法相比,它能够辨识振荡过程中是否引入了新的振荡模态.

摘要： 该文运用数据流非平稳性度量,采用随机加密匹配方法设计数字印章.数字印章涵盖时间信息、设备信息、与盖章载体相关联的内容信息以及自定义信息,并用强噪声掩盖得到长为1024的信息序列(信息加强噪声序列).利用非平稳性度量方法不受扰动噪声分布影响这一特性,实现对噪声隐藏下的数字印章和数字印章信息的保密匹配.该数字印章匹配精度高,避免了对于密钥的管理,在传输过程不怕被截取而泄密;由于数字印章采用随机加密方法,对于数字印章信息达到一次一密,可以有效实现防篡改、防冒充的目的,在身份认证等信息安全领域中有着广泛的应用前景.

摘要： 随着需求侧用户终端的智能化水平的提高,短期负荷数据具有非平稳性的特点,单一的负荷预测模型和常规的组合预测模型忽略负荷数据的时序性特点,难以达到满意的预测准确度.针对此种情况,文章提出一种基于HHT和改进shapley值模型的短期负荷预测方法,通过HHT变换对非平稳负荷进行重构得到随机、周期、趋势分量;通过改进shapley值模型确定组合预测各个预测方法的权重分配,并分别应用于随机、周期、趋势分量的预测,将得到的各个预测分量进行叠加得到最终预测值.算例采用单一预测模型、未改进的Shapley组合预测模型和改进后Shapley值的组合预测模型三种方案对非平稳负荷进行短期预测,从模型精确度和稳定性两个角进行对比分析.结果 表明,文章提出的预测方法具有更高的精确度和稳定性.

摘要： 气候变化和人类活动导致极端气候事件呈现非平稳性,传统的平稳性分析方法已不能正确揭示气候极值的真实时空分布规律。利用淮河流域1960-2018年日值气温和降水数据,对极端气候事件指数平稳性特征进行判定,采用非平稳广义极值分布(GEV)和广义帕累托分布(GPD)解读极端气候事件的空间分布特征。主要结果为:①低温极值中,超门限最低气温(Tmingpd)和1日最低气温(Tnn)表现出显著增加趋势,变化幅度分别为0.16 d/a和0.04°C/a。超门限最高气温(Tmaxgpd)、1日最高气温(Txx)、超门限降水(Pregpd)和1日最大降水量(Rx1day)均表现为不显著变化;②不同的平稳性检验方法会导致气候极值序列存在一定的平稳性差异,总体上Tmingpd和Tnn在淮河流域表现为非平稳性,Pregpd和Rx1day表现为平稳性,Tmaxgpd和Txx表现相对复杂,平稳性和非平稳性同时存在;③低温极值(Tnn、Tmingpd)30年重现水平从南向北变化,反应纬度地带性规律;高温极值(Txx、Tmaxgpd)从东部向西部减少,反应海洋对陆地气温的调节作用;降水极值(Rx1day、Pregpd)30年重现水平从东南向西北递降,反应东亚季风的逐步减弱。该研究可以进一步提高对极端气候事件时空规律的科学认识,为流域水资源管理和区域防灾减灾提供科学依据与理论支撑。

摘要： 针对舰船运动的非平稳性特征,基于承认舰船运动数据之间具有相关性的假设,提出采用时间序列分解模型的数学方法实现对舰船运动的短期预报.根据时间序列分析的理论和方法,将舰船运动的时间序列分解为趋势项、周期项和平稳随机项.本文采用样本均值提取趋势项,基于傅里叶级数展开理论提取周期项,利用自回归模型(AR)拟合剩余的平稳随机项.本文基于实测的舰船运动数据进行预报,预测值与实测值十分吻合,均方根误差较小,预报精度达到83.67％,表明本文算法适用于舰船运动预报.

摘要： 通过引入均匀调制演变函数,考虑了地震激励幅值的非平稳性.同时考虑了地震动空间效应,包括行波效应、部分相干效应和局部场地效应的影响,对一自锚式悬索桥结构进行了地震反应分析.计算了平稳/非平稳地面激励下主塔弯矩以及剪力反应.计算结果表明,考虑非平稳因素可使地震反应峰值减小,行波效应和相干效应使结构地震反应增大.

摘要： 本文以货币政策为状态变量,利用马尔可夫区制转换模型研究了带有汇率的前瞻性泰勒规则在我国的应用.研究表明,我国的货币政策存在明显的区制转移,即在平稳区制内,泰勒条件成立,货币当局能够通过调节利率有效控制物价水平.而在非平稳区制内,泰勒条件不成立,货币当局对经济的调节效果受限,表明我国货币政策的独立性被弱化.另外,通过研究货币政策非平稳区制内我国与欧美货币政策的相关系数,发现我国与欧美存在货币政策联动性,且在不同时段存在明显的差距.

摘要： 时间序列的非线性非平稳性研究在许多领域广泛开展,本文首先介绍了时间序列非线性和非平稳性检验方法及度量方法.在此基础上,对于非线性时间序列,分别从模型化分析方法、混沌特性分析以及分形特性分析等方面综合叙述了当前时间序列非线性研究的理论及方法;对于非平稳时间序列,总结比较了非平稳时间序列现有的平稳化方法以及非平稳时间序列时频分析的常用方法.最后,针对时间序列非线性、非平稳性的进一步研究提出了建议.

摘要： 在机载前视阵中的杂波多普勒频率随距离发生变化，导致杂波谱在距离上呈现严重的非平稳性，因此根据杂波模型提出了基于级数展开的杂波谱补偿方法。该方法首先对导向矢量进行俯仰角和方位角进行分离，再将每个距离环分离后的导向矢量以俯仰角为变量按照贝塞尔函数展开，接着将训练单元的导向矢量向待检单元的导向矢量投影得到一个变换矩阵，使用这个变换矩阵对给定的多普勒门的数据进行处理，依此消除杂波谱的非平稳性，得到足够的统计数据，从而构造新的杂波协方差矩阵，最后利用空时自适应算法对补偿后的数据进行杂波抑制。仿真证明此方法有效地改善杂波的非平稳性，提高了系统抑制杂波的性能。

摘要： 地震作用是一个非平稳随机过程，以往的地下管线反应计算通常将地震作用看做是平稳随机过程，这与真实的地震作用不相符。在发生地震时，地面运动时具有很大的非平稳性，并且这种非平稳性是供水管道产生很大的变形甚至破坏的原因。本文将地面运动看做在时间和空间上分布的随机过程，给出地下供水管道在地震力作用下的数学模型，地下供水管道在非平稳激励下的响应数学表达式，以及供水管道抗震可靠度数学表达式。rn 本文以一段供水管线为例，计算了管道在非平稳随机过程地震动作用下的抗震动力可靠度。

摘要： 本发明公布了一种空时一致性下的三重非平稳无线通信信道建模方法，通过捕捉环境中的簇在空时域平滑一致的演进以及建模频率相关的路径增益，有机融合了具有低复杂度的参数法和高精确度的几何法，实现了平滑一致的簇演进、簇功率的软切换和频率相关的路径增益的有效建模，解决现有的信道模型无法对空时一致性下的信道空时频非平稳特性建模的难题，提高了构建信道模型的精确度和通用性。采用本发明方法构建的毫米波大规模MIMO高动态场景下的统计信道模型具有高准确性和简单易行的特点，能支撑通信和通感一体化系统的合理设计与性能分析，同时为无线通信网络系统级算法提供一个真实可靠的仿真验证平台。

摘要： 本发明公开了一种基于振动信号平稳非平稳性判别及特征甄别的智能电厂泵机故障诊断方法。本发明主要针对的是火力发电机组中的泵机设备，通过经验模态分解对原始信号进行分解得到多个本征模态分量，并利用小波分解克服了EMD分解的模态混叠问题。同时对分解得到的子信号进行平稳性判别，对平稳部分和非平稳部分分别进行特征计算。在特征计算方面，由于泵机的振动信号发生异常时，其频谱特征变化明显，加入了一倍频和二倍频特征。另外，对关键特征进行选择，降低了特征向量的维数，减少了数据的冗余，提高了火力发电机组中泵机设备振动信号故障诊断的准确率，有助于现场工程师对故障进行准确的修复，从而保证了发电过程的安全可靠运行并提高了生产效益。

摘要： 本发明涉及一种考虑空间非平稳性的海洋内部温盐结构遥感反演方法，基于地理加权回归模型，利用多源海表卫星观测数据，结合海洋内部Argo浮标实测数据，反演全球海洋内部的温盐结构并取得了很好的反演效果，不仅能直观、准确地展示全球海洋内部温盐信息空间分布特征，还能得到各解释变量贡献值的空间分布。该发明考虑了海洋表层和内部的空间非平稳性，采用局部建模思想建立海洋内部参数和海表参数之间的关系，推演中深层海洋温盐结构关键动力参数，弥补了浮标实测数据的稀疏与不足，大大提高了反演结果的精度。

摘要： 本发明公开了一种基于极化散射机制非平稳性建模的极化SAR图像分类方法。解决现有极化SAR图像分类中对不存在明显主散射机制混合像元，受噪声影响，准确度低的问题。实现步骤是对实测图像初始分类；根据极化散射特性估计辅助随机场，关联极化散射特性和非平稳性；用辅助随机场划分像素点平稳性；对平稳像素点计算相关函数，得到一元势能函数，数据项，二元势能函数；对非平稳像素点计算隶属度；由获得的函数构建模糊三重判别随机场(FTDF)模型的后验概率模型，用最大后验概率准则分类；若标记随机场收敛，输出结果，否则按照迭代规则重复构建分类模型，直至达到终止迭代要求，输出分类结果。本发明检测精度高，抗噪性能好，可用于极化SAR图像分类。

摘要： 本发明提供了一种流域水文极值的非平稳性影响指标的确定方法及装置，该流域水文极值的非平稳性影响指标的确定方法包括：获取在预设时间段内的流域的水文极值，并建立多个待检测非平稳极值模型；确定待检测低频气候指标；确定可用非平稳极值模型；对可用非平稳极值模型进行似然比检验，确定出最优非平稳极值模型；将待检测低频气候指标作为协变量集添加至最优非平稳极值模型的时变参数中，获得进行时变参数添加后的第一非平稳极值模型；根据最优非平稳极值模型和第一非平稳极值模型，确定待检测低频气候指标是否为水文极值的非平稳性影响指标。实现了对流域水文极值的非平稳性影响指标的确定。

摘要： 本发明公开了一种辨识实测风速非平稳性与非平稳度的方法，包括步骤S1：基于时域和时频域角度，采用轮次法结合VMD‑SET的二次判别方法，检验实测风速样本是否具有非平稳性，若具有非平稳性，则转至步骤S2，否则退出流程；步骤S2：采用窗宽优化的多锥度窗口方法和时频重排技术，获得风速的时变功率谱和平均边际谱，根据平均边际谱的极值点个数，以及不同频率成分最大值所对应的时刻是否一致，判断具有非平稳性的实测风速样本为强度非平稳过程或完全非平稳过程；步骤S3：采用非平稳度定量指标，对实测风速样本的非平稳强弱程度进行度量，并分别提出了判别平稳、弱平稳、强平稳风速的阈值。

摘要： 本发明公开了一种基于振动信号平稳非平稳性判别及特征甄别的智能电厂泵机故障诊断方法。本发明主要针对的是火力发电机组中的泵机设备，通过经验模态分解对原始信号进行分解得到多个本征模态分量，并利用小波分解克服了EMD分解的模态混叠问题。同时对分解得到的子信号进行平稳性判别，对平稳部分和非平稳部分分别进行特征计算。在特征计算方面，由于泵机的振动信号发生异常时，其频谱特征变化明显，加入了一倍频和二倍频特征。另外，对关键特征进行选择，降低了特征向量的维数，减少了数据的冗余，提高了火力发电机组中泵机设备振动信号故障诊断的准确率，有助于现场工程师对故障进行准确的修复，从而保证了发电过程的安全可靠运行并提高了生产效益。

摘要： 本专利属于智能交通技术领域，公开了一种考虑时空非平稳性的网约车出行需求预测方法，包括：步骤一、交通小区划分，步骤二、网约车需求和建成环境数据提取；步骤三、因子分析法提取公共因子；步骤四：时空地理加权回归模型计算。本方法可以从原有建成环境因素中提取数量更少的主因子，再基于时空地理加权回归对网约车出行需求进行预测，既考虑了网约车需求的时空非平稳性，又尽可能多地保留了原始变量的信息，同时使主因子之间不相关，从而避免原有自变量之间共线性的影响，提升模型计算效率，为城市交通管理者和网约车公司提前制定更具针对性的策略提供参考依据。

摘要： 本发明公开了一种具有空间一致性的空时频非平稳信道建模方法，包括：S1，设置初始时刻散射簇的参数，并计算生存概率；S2，根据所述生存概率从当前生存的簇中随机选择消亡簇，并根据所述生存概率随机生成新的簇；S3，遍历每个簇，并根据簇所在集合种类，计算时间维度功率衰减因子；S4，根据当前时刻散射簇的参数、天线维度功率衰减因子和时间维度功率衰减因子，计算得到信道传递函数；S5，进入下一个采样时刻，重复S2至S4，直至满足结束条件。如此，采用本发明可模拟大规模MIMO、双边移动、宽带通信场景以及他们的混合场景，在空‑时‑频域具有非平稳性的同时，保证空间一致性，即相邻位置具有相似的信道特性，与真实信道更加贴合。

摘要： 本发明公开了一种防淹风亭的升降非平稳性检测方法，包括以下步骤：S1、设置监测传感器；S2、采集防淹风亭的挡板上升或下降过程中的监测传感器状态；S3、根据监测传感器状态，对防淹风亭的升降非平稳性进行检测，得到升降非平稳性的检测结果。本发明能够监测防淹风亭的升降是否平稳，可以及时发现升降不平稳的问题，快速进行异常修复，提高了防淹风亭的使用寿命。