基于最大Lyapunov指数的变形预测模式研究

变形危害巨大,变形监测与变形预测则成为必然,由于变形的过程受到地质、水文、地震和人类工程活动等因素的影响,可视为一种具有混沌特征的动力系统。故本文以混沌理论为基础,提出了基于最大Lyapunov指数的变形观测模式,并利用工程实例进行了分析研究。研究表明,变形监测时间序列中的最大Lyapunov指数均大于0,根据混沌理论,可判断变形序列存在混沌现象,同时预测的结果显示,基于混沌时间序列的最大Lyapunov指数法的预测具有较高的精度,故研究成果具有的一定的理论和应用价值,为变形预测提供了新途径。     

基于Lyapunov指数改进算法的边坡位移预测

给出了一种最大Lyapunov指数的改进算法,这种改进算法不仅对小数据序列可靠,而且计算量小,相对容易操作。通过对边坡位移历史数据序列进行特征分析,计算出最大Lyapunov指数,并利用最大yapunov指数的一维模式进行边坡位移预测。这种改进的方法比已有的研究方法更可靠,而且操作起来比较方便。通过对三峡升船机高边坡和新滩滑坡实际位移数据进行预测,结果令人满意。     

我国建筑业增加值时间序列的混沌预测

相空间重构是通过一维的时间序列反向构造出原系统的相空间结构,它的基本思想就是系统任一分量的演化是由与之相互作用的其他分量所决定的,而这些相关分量的信息就隐含在任一分量的发展过程中.建筑业系统变化过程是-个非线性变化过程,具有非常复杂的非线性动力学特征,因此对建筑业增加值的时间序列进行空间重构分析可以对建筑业整个系统有更全面的认识.通过计算关联维和最大Lyapunov指数分析,证实建筑业增加值时间序列的混沌特性.对建筑业增加值时间序列应用递归图进行定性分析,并用RBF神经网络进行单步和多步的混沌预测.预测结果表明:建筑业产业增加值季度时间序列的单步预测值和实际值比较接近,而多步预测效果差,即有短期可预测性、长期内不可预测.     

滑坡位移最大Lyapunov指数及其在滑坡预报中的应用

根据混沌理论,对滑坡在失稳过程的位移变量所具有的混沌特性以及突变性进行了深入的研究和分析,以新滩滑坡为例,计算滑坡位移失稳过程的最大Lyapunov指数,结果表明增量位移时序最大Lyapunov指数在滑坡失稳过程中出现明显增加的突变规律,且其突变时间与滑坡失稳时间相吻合,说明了滑坡位移最大Lyapunov指数是评估滑坡稳定性的一种有效混沌特性参数。     

基于混沌时序预测方法的冲击地压预测研究

冲击地压的预测研究通常是通过监测对冲击地压的发生、发展过程比较敏感的指标来进行的，监测指标值的大小和变化规律是进行预测的基础，监测数据在未来一定时期的峰值变化和走势变化规律对于预测过程具有重要意义。首先，通过对互信息和伪邻近点数的计算，确定观测序列的延迟时间和嵌入维数等相空间重构参数；然后，在对观测序列相空间重构的基础上，运用一阶局域近似法和基于最大Lyapunov指数法等混沌预测方法对冲击地压上作面的观测时间序列进行数学建模，并与传统的数理统计预测方法进行对比分析；最后，用实例对冲击危险区域的电磁辐射序列及顶板下沉速度序列等进行预测运算和分析，其结果表明，运用混沌理论的预测方法可达到较高的预测精度。     

基于多变量最大Lyapunov指数高边坡 稳定分区研究

 最大Lyapunov指数(MLE)能够揭示边坡变形系统演化的非线性混沌特征,且理论与实践证明多变量较单变量时序计算得到的MLE更为真实。探讨多变量相空间重构理论,基于相点演化的时间轨道不可逆与可逆特性提出三维变形时序MLE双向搜索修正方法。采用小湾水电站左岸2#山梁高边坡三维变形监测数据进行MLE计算,以MLE为稳定判据并结合边坡变形失稳率与失稳度进行分区研究,得出2#山梁高边坡由下至上牵引式变形特征。研究表明,新方法有效可靠,且能够为高边坡稳定性分区评价与治理提供依据。     

瓦斯等级鉴定的混沌相空间重构预测技术研究

矿井瓦斯等级鉴定是确定煤矿属于低瓦斯矿井、高瓦斯矿井还是煤与瓦斯突出矿井以及预防煤矿瓦斯爆炸危险和矿井自然发火危险等的一个重要手段.论文针对柏林煤矿1989-2004年共16年矿井瓦斯等级鉴定的结果,采用了混沌相空间重构技术,提出了瓦斯等级鉴定结果预测的一种新方法,并成功预测了2005年瓦斯等级鉴定结果.证明了这种基于混沌相空间重构技术的新方法处理已有的瓦斯等级鉴定结果,预测来年的绝对和相对瓦斯涌出量是可行、可靠的.     

单模行波激光系统混沌行为的Lyapunov指数分析

用数值方法研究了单模行波激光系统的Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数，给出了系统产生混沌的条件，并得出该系统在有失谐和无失谐情况下表现出类似的动力学行为。     

底板岩层变形破坏过程中混沌性态的Lyapunov指数描述研究

基于大量实测信息 ,对承压水上开采煤层底板变形破坏过程中岩移、注水量 (渗透性 )等矿压显现的观测时序 ,进行Lyapunov指数的提取 ,并对其混沌性态进行了研究。实例分析表明 :煤层底板变形破坏过程中呈现出典型的混沌性态 ;另外 ,由于煤层底板渗透性指标的Lyapunov指数比岩移量指标大的多 ,表明用渗透性指标描述煤层底板变形破坏特征要比岩移量指标更敏感     

心血瘀阻型胸痹患者同步12导联心电图信号的Lyapunov指数谱分析

目的:探讨心血瘀阻型胸痹患者同步12导联心电图信号的Lyapunov指数谱。方法:选取本院2012年10月-2014年10月西医诊断冠心病且中医辨证为心血瘀阻型胸痹患者150例为观察组,同期选取80例健康体检者作为对照组,比较两组同步12导联心电图信号的Lyapunov指数谱差异。结果:两组年龄、吸烟史、体重质量指数(IBM)、血压、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平比较,差异均无统计学意义(P>0.05),具有可比性。观察组同步12导联(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、a VR、a VL、a VF、V1、V2、V3、V4、V5和V6)心电图信号的最大Lyapunov指数分别为(0.0201±0.0037)、(0.0193±0.0036)、(0.0282±0.0057)、(0.0276±0.0057)、(0.0297±0.0065)、(0.0270±0.0059)、(0.0273±0.0066)、(0.0290±0.0065)、(0.0279±0.0068)、(0.0277±0.0062)、(0.0274±0.0061)和(0.0285±0.0092),均明显低于对照组(0.0649±0.0092)、(0.0621±0.0088)、(0.0866±0.0010)、(0.0880±0.0094)、(0.0797±0.0087)、(0.0801±0.0087)、(0.0826±0.0095)、(0.0806±0.0105)、(0.0769±0.0099)、(0.0864±0.0089)、(0.0811±0.0087)和(0.0764±0.0065),比较差异具有统计学意义(P<0.05)。根据时间序列相空间重构图和lyapunov指数谱变化曲线图发现,心电图信号具有明显的混沌特征。结论:同步12导联心电图信号的最大Lyapunov指数可作为心血瘀阻型胸痹的诊断指标。     

城市道路网节点短时段交通量预测模型研究

准确的短时段交通量预测在良好的道路交通管理中将越来越成为至关紧要的一个步骤。本文应用BP学习算法及进行误差校正的SPDS算法,建立了基于BP网络的城市道路网节点短时段交通量预测模型。并依据哈尔滨市省政府交叉口2001年6月15日15min间隔的交通量调查数据,对中宣街进行了分时段的交通量预测。本文还对交通量神经网络预测模型提出了五种输入层方案,针对不同输入层方案,采用试算法确定最佳隐层单元数,根据各方案的训练时间和误差进行评价,确定了理想的交通量神经网络预测模型,并分析了输入层单元和隐层单元分别与训练时间和误差的关系。最后,采用确定的交通量预测模型进行预测,预测结果证明了本模型在较短时间内具有较高的预测精度。     

仿真交通流混沌现象的传播特性研究

研究了基于跟驰模型的交通流混沌传播特性问题。用Matlab软件编制皮埃莱(Bierley)模型来产生仿真交通流;在一定的参数组合下,仿真研究了交通流车队中前后车辆之间车头间距的变化过程;通过分析这种车头间距的变化过程的变化曲线,说明基于跟驰模型产生的交通流存在着混沌现象。为了说明交通流混沌具有传播特性,给出了正弦干扰和一次性梯形干扰两种情况下的仿真结果,并做了简要的分析。     

上行高峰时段蒙特卡罗电梯交通流预测方法研究

摘要：为实现电梯的合理选型配置,需对大楼内上行高峰时段的交通流做出准确预测。通过改进传统蒙特卡罗交通流模型．计算累积概率值可以提高预测精确度。理论分析和仿真结果表明在上行高峰时段．改进的蒙特卡罗交通流预测方法比传统的方法预测精度更高。     

交通流的有序运动与混沌运动相互转化现象的仿真研究

用Matlab软件编制皮埃莱(Bieriey)模型来产生仿真交通流。在一定的参数组合下,仿真研究了交通流车队中前后车辆之间的车头间距的变化过程。分析了这种车头间距变化过程的曲线。给出该曲线的二维(间距差与速度差)和三维(间距差、速度差、时间)相图。从相图上可以明显地看出存在奇怪吸引子,这说明基于跟驰模型产生的交通流存在着混沌现象。从相图还可以清楚地看出交通流混沌运动与有序运动之间的转化过程。联系交通流的实际情况,对仿真结果做了分析。     

交通混沌研究综述与展望

文章说明了交通混沌研究的意义,简单介绍了混沌理论的基本概念、混沌的基本特征以及判别混沌的主要方法,综述了交通混沌研究的现状、水平、趋势和不足,提出了今后交通混沌研究的重点和难点问题。     

短期交通流可预测性分析与比较

首先运用状态空间重构和GP算法对不同观测尺度下高速公路交通流的短期行为特性进行了研究 ,结果表明小尺度下的交通流具有混沌特性 ,然后运用递归图和Kolmogorov熵从定性和定量两个方面对其可预测性进行了分析和比较 ,获得了有益的结论     

饱和嵌入维数确定最大Lyapunov指数的准则探讨

基于对大量砂岩试样裂隙系统的MTS全应力–应变时间序列的非线性动力学分析,构造单位阶跃函数并引入到最大Lyapunov指数LE1的判别模型中,建立了确定LE1的新准则。新准则充分考虑LE1-m关系中普遍存在的阶跃现象,更符合确定LE1的理论条件。新准则确定的LE1与传统准则的解释结果比较,偏离幅度巨大,使得对系统稳定性程度的混沌判别结果迥异,并且LE1的正负号会因此改变,导致对系统所处状态的定性评价不同。研究成果在一定程度上克服了传统准则确定LE1鲁棒性较差的缺陷,对混沌动力学基础研究具有一定的理论意义。     

基于土地利用形态的交通生成预测理论方法研究

从土地利用形态与城市交通的密切关系入手,研究交通生成预测关于土地利用形态的模型。以士地利用规模、性质和强度作为影响交通生成的主要因素,通过回归分析各类用地的单位面积出行吸引权重,引入“容积率”的概念,建立基于土地利用形态的交通生成预测模型。给出应用实例,验证了该方法的可行性和可靠性。     

基于SAS统计软件的电梯交通流预测分析

摘要：为实现电梯的合理选型配置,须对大楼内电梯交通流做出准确预测。为避免传统的预测方法误差率较大的问题．本文对电梯交通流构建了ARIMA预测模型．并结合SAS软件应用．对电梯交通流做出预测。应用预测模型对天津某大厦的电梯交通流数据进行预测．通过比较模型预测值与实测数据验证该预测模型能较准确地预测电梯的交通流。仿真和实验结果验证了该模型的有效性。