• ISSN 0258-2724
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2009年  第22卷  第5期

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基于复Morlet小波SVM的负荷预测
陈维荣, 郑永康, 戴朝华, 王维博
2009, 22(5): 631-636.
摘要(1818)
摘要:
为提高预测精度和克服支持向量机(SVM)凭经验选择参数的不足,针对小波擅长信号细微特征提取和云遗传算法(CGA)良好的全局寻优能力,构建了以复Morlet小波为核函数、以CGA为参数优化算法的SVM——基于CGA的复Morlet小波SVM(CGA-CMW-SVM).针对短期负荷预测,为降低系统复杂性,克服负荷数据信息不完备、不精确的问题,仅仅利用了负荷的历史数据而不考虑气象和节假日等因素,在分析负荷时间序列混沌特性的基础上,对负荷数据进行相空间重构,并以相空间矢量作为CGA-CMW-SVM的输入,提出了短期负荷预测的新方法.仿真结果表明,该方法平均误差和最大误差小,平均误差在1.3400%以内...
基于粗约简的数据流增量聚类算法
印桂生, 于翔, 宁慧
2009, 22(5): 637-642,653.
摘要(1527)
摘要:
针对数据流聚类算法CluStream需预先指定微聚类数目无法准确描述数据流的变化,进而影响最终聚类结果的缺陷,提出了基于粗约简的数据流增量聚类算法RICStream(rough incremental clustering stream).该算法在保证聚类精度的前提下,对参与聚类的数据流属性进行动态调整,有效地减少了聚类时间和计算量.提出了一种可增量调整的网格结构以存储数据流,保证了聚类结果能有效反映数据流的变化情况.基于真实数据集和仿真数据集的实验结果表明,RICStream算法具有较高的效率和聚类精度.
基于样本选取的决策树改进算法
冯少荣, 肖文俊
2009, 22(5): 643-647.
摘要(1537)
摘要:
为提高决策树分类算法的精度,通过比较几种经典的决策树分类算法,提出了基于样本选取的改进的决策树分类算法.改进算法基于决策树精度与样本的相关性较大以及决策树只能得到局部最优解的事实,通过反复迭代寻找较优样本,从而在不改变决策树分类算法的前提下,得到较好的决策树分类算法.该算法不针对某个决策树,只利用输入和输出的反馈信息进行迭代,因此通用性较好.实验证明,该改进算法与ID3,C4.5算法平均错误率的比值约为0.82:1.22:0.92.
平面工艺IGBT制作及导通压降的PIN模型计算
袁寿财, 刘亚媚
2009, 22(5): 648-653.
摘要(2149)
摘要:
以硅平面工艺生产设备为基础,设计制作了基于外延衬底的IGBT器件,器件的实测输出电流-电压特性良好,阈值电压在3.7~4.8 V之间.将制作IGBT器件的结构和工艺参数代入PIN二极管模型计算其正向导通压降,并将计算结果与器件的实测参数进行了比较.结果表明:小电流区段符合较好;但大电流区段由于模型简化和测试系统寄生串联电阻的影响出现偏差,对于同一导通电流,计算值比实测值约小8%.
基于等效控制的全局滑模控制Buck变换器设计
倪雨, 许建平
2009, 22(5): 654-659.
摘要(1654)
摘要:
为简化滑模控制器设计和提高变换器系统的鲁棒性,探讨了全局滑模控制的原理和设计方法,并用于设计Buck变换器的控制系统.分析了全局滑模控制Buck变换器的特点,给出了基于等效控制思想的全局滑模控制器设计步骤,并设计了全局滑模控制律.最后,通过仿真分析,探讨了全局滑模控制器应用于Buck变换器的可行性和有效性.仿真结果表明,设计的全局滑模控制Buck变换器较传统滑模控制Buck变换器的瞬态响应速度快,并具有全局鲁棒性.
脉冲序列Buck变换器的控制规律及特性
秦明, 许建平, 牟清波
2009, 22(5): 660-666.
摘要(1535)
摘要:
研究了开关DC-DC变换器电压型和电流型脉冲序列控制的特点和实现方式,分析和对比了脉冲序列控制Buck变换器的稳态工作特性、控制规律和启动特性.理论分析、仿真和实验结果表明:电压型和电流型脉冲序列控制变换器在负载变化时控制规律基本相同,即负载增大时控制器产生较多的高能量脉冲.当输入电压升高时,电压型和电流型脉冲序列控制器分别产生较多的低能量脉冲和高能量脉冲.与电压型相比,电流型脉冲序列控制变换器具有更平稳的启动特性.
基于复数旋转码的细粒度数据完整性检验方法
陈龙, 方新蕾, 王国胤
2009, 22(5): 667-671.
摘要(1573)
摘要:
为提高细粒度数据完整性检验方法的错误指示能力,克服现有方法只能指示单个错误的不足,基于复数旋转码原理提出了一种能指示多个错误的新方法.该方法采用独立分组的Hash对数据对象进行交叉检验,每组Hash可独立指示所有数据对象的完整性.分析和实验结果表明,该方法能有效压缩Hash数据;与现有方法相比,其基准错误放大率很低,约为1.
基于循环结构的脆弱型数字水印算法
宋伟, 侯建军, 李赵红
2009, 22(5): 672-676.
摘要(1510)
摘要:
为提高水印的篡改定位能力,提出了一种基于循环结构的脆弱型数字水印算法.该算法首先将图像进行分块,利用Logistic映射调制图像块生成水印,然后利用猫映射构造循环结构,建立图像块之间一一对应的循环关系,并将块水印嵌入到对应图像块的最低有效位(LSBs)中.实验结果显示,所提出的算法不仅能准确定位,而且可以有效地抵抗统计攻击和矢量量化攻击.
未标定图像序列的隐式曲面重建方法
江永全, 彭强, 陈锦雄
2009, 22(5): 677-681,687.
摘要(1647)
摘要:
为了提高未标定图像序列三维重建得到的几何模型的质量,提出特征点检测算法,以得到更多的匹配点.其主要思想是在首帧图像指定密集的网格,在网格点附近确定最容易跟踪的特征点,利用迭代方法得到子像素精度的特征点坐标,然后用稀疏特征集的金字塔Lucas-Kanade光流跟踪算法跟踪这些特征点,再用自标定算法,重建出相对均匀和稠密的三维点云,最后利用基于径向基函数(RBF)的隐式曲面重建算法,生成目标的表面模型.多个图像序列的重建结果表明,本方法对纹理丰富的场景能够获得较好的重建结果.
基于LMI方法的线性不确定时滞系统鲁棒镇定
张友刚, 罗志勇
2009, 22(5): 682-687.
摘要(1436)
摘要:
考虑同时具有状态时滞和输入时滞的参数不确定线性时滞系统的鲁棒镇定问题,其参数不确定性满足范数有界条件,而状态时滞和输入时滞均为时变有界形式.鲁棒镇定控制器采用无记忆状态反馈形式,用线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了在该控制器作用下闭环系统鲁棒指数稳定的LMI形式的充分条件.所给出的判据不要求时滞导数小于1,降低了以往文献中稳定性条件的保守性,既适合于快时变时滞系统,也适合于慢时变时滞系统.最后,通过数值算例验证了所给鲁棒稳定性条件的有效性.
线性时变分段参数系统的稳定性与L2增益性能
王涛, 李冀昆, 刘黎
2009, 22(5): 688-692.
摘要(1716)
摘要:
为降低李雅普诺函数(Lyapunov function)分析参数时变系统引起的保守性,研究了系统稳定性、L2增益与参数分段和参数变化率的关系,提出了一种同时考虑参数分段和参数变化率的线性时变参数系统的线性矩阵不等式(LMI)设计方法.仿真结果表明,系统具有鲁棒稳定性和对干扰的抑制作用,该方法适用于各种线性时变参数系统.
基于线性迭代预测的线性调频信号估计方法
徐政五, 鲁晓倩, 张扬
2009, 22(5): 693-696.
摘要(1489)
摘要:
针对线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号参数估计方法中参数估计范围较小的问题,以旋转求和抽取(rotate add decimate,RAD)测频方法为基础,提出了一种估计LFM信号参数范围的改进方法.该方法在保证线性调频斜率以及频率估计精度的前提下,将线性调频斜率估计范围扩展至(-π/2,π/2).给出了用线性迭代预测方法改进LFM信号参数估计范围的基本思想和步骤.最后仿真验证了该方法的有效性.
火灾作用下钢筋混凝土框架结构的损伤机制
傅传国, 王广勇, 王玉镯
2009, 22(5): 697-703,709.
摘要(1731)
摘要:
基于ABAQUS软件平台,开发了适用于钢筋混凝土框架结构火灾反应分析的梁单元用户材料模型及子程序,从而可以较为准确地模拟火灾下钢筋混凝土构件的截面温度场.基于塑性增量理论,对在恒定加载与标准升温耦合作用下的钢筋混凝土框架结构模型进行了非线性全过程分析.通过不同受火工况下的非线性全过程分析,揭示了钢筋混凝土框架结构在火灾高温和荷载共同作用下塑性铰的分布规律和结构损伤机制,分析了发生火灾的房间位置对框架结构破坏机制的影响,进而对发生火灾的最不利位置进行了探讨.分析结果表明,钢筋混凝土框架结构构件内力随受火温度升高不断重新分布,构件受热膨胀引起的约束内力与荷载内力叠加将导致其出现塑性铰;受火房间的位...
基于灰色-神经网络的大跨度斜拉桥参数识别
孟庆成, 齐欣, 李乔, 卜一之
2009, 22(5): 704-709.
摘要(1833)
摘要:
为解决大跨度斜拉桥施工过程中观测噪声对结构参数识别的影响,以苏通大桥为工程背景,提出了基于灰色-神经网络的施工全过程参数识别方法.灰色系统理论与人工神经网络相融合,在小样本和数据不完备的情况下可以进行结构参数识别,并具有预测功能.苏通大桥参数识别的结果表明,参数识别后的计算值与实际结构挠度响应间的最大误差减小77%,与传统识别方法相比,灰色-神经网络方法的识别精度提高50%.
平曲线箱梁在温差作用下的扭转分析
付春雨, 李乔
2009, 22(5): 710-715.
摘要(1663)
摘要:
为了正确计算温差引起的平曲线箱梁的内力和位移,根据平曲线箱梁弯扭耦合的特点,分析了微梁段截面转动和温差引起的扭转变形,并计算了简支平曲线箱梁的扭矩和挠度.将简支平曲线箱梁作为基本结构,导出了连续曲线箱梁内力的计算式,并用于两等跨连续曲线箱梁的计算,与空间有限元分析结果的误差在5%以内,满足工程精度的要求.研究结果表明,计算平曲线箱梁的位移和内力时,应考虑温差引起的扭转变形.
寒区隧道衬砌刚度分布对冻胀压力的影响
邓刚, 王建宇, 郑金龙
2009, 22(5): 716-720.
摘要(1730)
摘要:
为保证衬砌结构具有合理的安全度,考虑冻胀水体、衬砌和围岩之间的共同作用特征,提出了约束冻胀模型和冻胀压力的理论计算式,并采用考虑围岩抗力的荷载-结构模型求解衬砌刚度分布.在此基础上,以结构安全度为度量指标,探讨了冻胀压力与衬砌刚度之间的关系.结果表明:等厚衬砌断面结构刚度在拱顶及仰拱中部较小,边墙部位较大;增大衬砌厚度使衬砌刚度增大,导致冻胀压力增大,同时也提高了衬砌承载能力;增大衬砌厚度导致的冻胀压力增大不如衬砌承载能力的提高显著,因此,增大衬砌厚度是提高衬砌抗冻能力的有效措施.
钢轨波磨的分形描述及动力仿真分析
伍曾, 刘学毅, 姚令侃
2009, 22(5): 721-725.
摘要(1693)
摘要:
为了探讨用分形维数准确描述钢轨波磨磨损程度的方法,根据实测数据,用分形描述了石太线上半径300 m的曲线地段实测波磨痕迹曲线的特征,计算出其分形维数.以波磨痕迹曲线作为钢轨水平不平顺输入条件,对列车以不同速度运行时轨道各构件的竖向位移和竖向加速度等动力响应进行了仿真计算,探讨了各动力响应与波磨分形维数之间的关系.研究表明,钢轨波磨磨损的程度可以用其分形维数来描述,且其分形维数和用波磨痕迹曲线作为水平不平顺输入条件计算出的动力响应都与波磨观测点读数间距有关.
基于网格截面法的非线性梁单元
周凌远, 李彤梅, 李乔
2009, 22(5): 726-731.
摘要(1738)
摘要:
为准确描述材料进入非线性阶段后的应力状态,针对采用梁单元时框架结构材料非线性的有限元分析问题,提出了基于分布式塑性理论的三维材料非线性梁单元分析方法——网格截面梁单元法,并通过算例对其有效性和准确性进行了验证.这种方法采用平面等参单元将梁单元截面网格化,通过引入材料本构模型,由截面网格材料的应力-应变关系和应力分别积分得到梁单元的截面刚度矩阵和截面抗力,再通过位移插值函数计算梁单元在材料进入非线性阶段时的单元刚度矩阵和节点抗力.
初始平衡状态的接触网有限元模型
李瑞平, 周宁, 梅桂明, 张卫华
2009, 22(5): 732-737.
摘要(1678)
摘要:
为准确和快速地计算接触网初始平衡状态的吊弦长度、静态刚度、固有频率和模态振型,分别用索单元和梁单元建立了接触网有限元模型.结果表明:单元类型的选择对接触网静态和动态的结果影响可忽略不计;索单元的自由度数目少,可提高计算效率;计算静态刚度和模态振型时,需先确定接触网平衡位置且考虑单元轴向刚度.
热核实验反应堆重力支撑系统的有限元热-力耦合分析
梁尚明, 闫喜江, 王贤宙
2009, 22(5): 738-742.
摘要(2102)
摘要:
根据热核实验反应堆重力支撑系统的结构特点,提出了重力支撑系统的有限元模型建模方法.应用ANSYS软件,采用单元网格划分法,建立了该重力支撑系统整体三维有限元模型,通过热-力耦合分析,得出热核实验反应堆重力支撑系统在静载荷、热负荷、电磁力和地震载荷同时作用下各零件的最大Tresca应力及其所在位置.零件的强度分析表明:支撑系统各零件的最大应力均小于其相应的许用应力,满足ASME压力容器规范.
旋转式磁制冷机主动式回热器周期性温度场试验
巫江虹, 王惜慧, 唐永柏, 陈云贵
2009, 22(5): 743-747,793.
摘要(1520)
摘要:
采用测量主动式回热器温度场的方法,探讨了周期性瞬态内热源作用下的多孔介质与单相流体的换热规律.实验结果表明:旋转式磁制冷机主动式回热器内温度场波动频率与磁制冷机转动频率相等.当制冷机转速增大时,温度场的波动频率相应增加,工质轮整体的温度降低,加磁区与去磁区温度场的波动频率相等,两磁区的波动相位移近似为180°去磁区温度场振幅是加磁区温度场波动振幅的2倍左右.但是当流量增大到2.639×10-4m3/s时,温度趋于饱和,设计时应选择低于临界换热介质的流量.
飞行器磁流变自适应半主动冲击缓冲器
董小闵, 余淼, 廖昌荣, 陈伟民
2009, 22(5): 748-752.
摘要(1535)
摘要:
为解决传统飞行器着陆缓冲系统刚度和阻尼不可调节的问题,设计了磁流变变阻尼器件和磁流变弹性体变刚度单元并联的半主动控制缓冲器,建立了变刚度变阻尼控制模型,提出了基于能量守恒原理的磁流变自适应变刚度变阻尼控制策略.飞行器着陆过程缓冲控制的仿真实验结果表明:采用磁流变自适应变刚度变阻尼半主动控制技术后,飞行器受到的冲击能量在整个时间历程的分布更为合理,最大冲击载荷下降17%左右.
新型机载质量流量计结构特性
黄丹平, 廖俊必, 廖世鹏
2009, 22(5): 753-758.
摘要(1406)
摘要:
运用CFD(computational fluid dynamics)数值仿真软件模拟机载质量流量计的主动轮和质量感应轮内部燃油流场速度矢量,计算主动轮和质量感应轮上所产生的转动力矩和压力差,得出增大转动力矩和减小压力差的方法,在此基础上改进了机载质量流量计的主动轮结构.通过仿真计算和样机试验结果可知,与原结构相比改进后的新型机载质量流量计结构使压力差减少了16.0 kPa,满足在机载环境下的压力差、旋转力矩和灵敏度参数的要求.
主支路交叉口设置信号的临界流量
王殿海, 马东方, 陈永恒
2009, 22(5): 759-763.
摘要(1413)
摘要:
为寻求主支路交叉口设置信号的临界流量依据,以可插车间隙理论和排队论为基础,用概率分析法证明了将多股主路车流看作一股车流的可行性,建立了主支路交叉口的平均延误模型.从交通效率的角度出发,对比交叉口信号设置前后的平均延误时间,针对常见的3种无信号交叉方式,得到了不同临界间隙下设置信号的临界流量曲线,为主支路交叉口的信号设置提供了理论依据.
基于双重力模型和人工神经网络的空中交通流量组合预测
张明, 韩松臣, 黄林源
2009, 22(5): 764-770.
摘要(1879)
摘要:
基于四阶段法,采用双重力模型,预测全国空域的交通流量OD分布.针对历史数据的随机性和周期性,建立灰色广义回归神经网络组合模型,得出空中交通流量的预测结果.采用马尔可夫链预测模型,分析了组合预测结果.算例分析表明,对比华北地区空中交通流量统计数据,与回归分析和广义回归神经网络模型的结果相比,本文模型预测结果的精度更高、更可信.
基于贝叶斯判别的驾驶行为危险状态辨识
郭孜政, 陈崇双, 王欣
2009, 22(5): 771-775.
摘要(1722)
摘要:
为有效辨识危险性驾驶行为,以事故发生概率为依据,对驾驶行为的危险状态分级.采用单因子方差分析提取危险状态辨识主因子.基于贝叶斯判别构建了驾驶行为危险状态辨识模型.将在连续驾驶条件下5名驾驶员驾驶行为状态指标测试数据分为两组,分别用于标定与测试模型.测试结果表明错判率为4.3%.
高速公路隧道交通事故特性及其防范措施
张玉春, 何川, 吴德兴, 曾艳华
2009, 22(5): 776-781.
摘要(1756)
摘要:
为探讨公路隧道交通事故的发生机理及防范对策,对浙江省10条高速公路隧道进行了调研,收集交通事故599次,抛锚5280次.基于调研数据,分析了公路隧道交通事故的形态分布、交通事故的车型构成与原因以及隧道百万车公里交通事故率等.研究了交通事故率与隧道交通量,追尾、火灾、翻车、撞壁事故率与隧道交通量之间的关系,给出了交通事故率与隧道交通量、追尾事故率与隧道交通量关系的拟合公式以及隧道交通事故的防范措施,为进一步研究隧道交通事故的发生机理,避免特大、重大等恶性交通事故提供了参考.
有容量约束车辆路径问题的多目标遗传算法
邹书蓉, 黄晓滨, 张洪伟
2009, 22(5): 782-786.
摘要(1790)
摘要:
针对有容量约束车辆路径问题,提出了基于Pareto方法的多目标优化遗传算法.该算法引入基于擂台法的Pareto锦标赛选择算子,避免了求解非凸解的困难.采用最邻近算法和扫描算法构造初始种群及引入启发式交叉算子来加快算法的收敛速度.通过E-n30-k3算例实验表明:应用该算法得到的Pareto解集,为决策者提供了多种途径有效解决有容量约束车辆路径问题.
大规模同时集散货物路线问题的新禁忌搜索算法设计
李建, 鲁植雄, 高谋荣
2009, 22(5): 787-793.
摘要(1490)
摘要:
提出了一种新的禁忌搜索算法.该方法集成大量的邻域搜索方法,采用基于线路集合的分解策略,以及重起和扰动策略,将当前解分解成几个独立的路线子集合,用禁忌搜索法求解每个路线子集合,再将求得的子集合最好路线组成新的当前解.与记录更新法和传统禁忌搜索算法的最好目标值相比,在14组测试数据中,取得8个新的最好目标值,其余的误差值不超过2.41%,且有2组数据的车辆数减少了1辆.
区域信息产业与经济增长的关系
柯玲
2009, 22(5): 794-798.
摘要(1230)
摘要:
依据四川省统计局发布的四川2002年124个部门的投入产出表,采用多级别解释结构模型分析了信息部门和其它部门之间的产业关联关系,并通过乘数效应分析了四川省4大产业、27行业以及3大信息部门的感应度和带动度.研究结果表明,四川省目前的经济增长主要得益于金属加工及制品业、机械制造业、建筑业等,信息产业的主导作用还未发挥出来.政府应据此制定相关政策大力发展信息产业,促进经济持续平稳增长.

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