基于小波分析的水质变化及预测研究——以涡河为例

以涡河流域2005—2018年(共168个月)的水质指标月监测数据为背景资料,探究小波分析和神经网络在流域水质方面的应用。通过小波分析来判别涡河流域水质指标的多尺度变化规律;运用主成分分析法选取涡河水质主要影响因子,并对主要影响因子建立小波神经网络预测模型。研究结果表明:各水质指标具有多尺度振荡的特点,且主要存在以8、20、30个月左右变化的主周期;目前影响涡河流域水质的主要因子是以化学需氧量为代表的污染因子;通过小波神经网络得到的化学需氧量预测值与实测值的曲线拟合较好,平均百分比误差(MRE)为8.4%,均方根误差(RMSE)为1.5,模型较稳定且预测精度较高。基于小波神经网络的应用为流域水质污染研究提供了一个新的思路。     

面向异步网络的安全分布式随机数通用构造

随机数在密码学和区块链领域扮演着极其重要的角色，如密码学中的安全参数生成、共识机制中的委员会重配置以及电子投票的智能合约应用等.近年来针对不依赖可信第三方的分布式随机数生成技术的研究受到了越来越多的关注，其中基于秘密共享的方案数量最多，但普遍通信复杂度较高，而通信复杂度较低的一些方案通常牺牲了随机数的抗偏置性和不可预测性.另外，现有大多数方案基于同步网络模型，网络假设较强，与现实网络环境不符.本文主要研究基于秘密共享的分布式随机数生成技术，抽象出不同方案的共性并兼容特殊性，以及弱化网络假设和优化通信开销.具体贡献如下：(1)提出了交互的分布式随机数生成通用构造.满足伪随机性、唯一性和鲁棒性安全目标，并使用该通用构造对一个分布式随机数生成方案进行了分析，从而更加证明其通用性；(2)设计了面向异步网络的安全分布式随机数生成方案.将现有方案O(n³)和O(f²n²)的通信复杂度降为O(fn²)，将O(fn²)计算复杂度降为O(n²);(3)实现了分布式随机数仿真...     

基于宋词生成的大容量构造式信息隐藏算法

在基于文本生成的信息隐藏算法研究中，如何在保证生成文本质量的同时提高隐藏容量是主要存在的挑战.为此本文提出一种基于宋词生成的构造式信息隐藏算法.首先对宋词文本数据进行预训练，然后基于自回归语言模型搭建宋词生成模型；其次根据宋词词牌固有的格式信息设计格律模块，在宋词生成阶段，需要向生成模型输入该格律模块，并通过符号集设计、编码等综合作用，生成宋词诗句.在利用宋词生成模型进行秘密信息隐藏的过程中，对格律模块进行重构，通过平仄韵词牌、词牌格式模板、关键字、韵律及押韵字符的不同选择，有效实现秘密信息的隐藏.信息提取是隐藏的逆过程，且提取过程不需要利用宋词生成模型，仅需根据模板和词典库来进行索引即可，提高了信息提取的效率.实验结果表明，本文提出的算法能够生成格式严格、韵律清晰、句子完整性高的宋词，且生成的宋词文本的信息隐藏容量均值可达21比特/句、安全性高，整体性能优于已报道的主流算法.     

非常规气藏储层改造体积评价方法研究

为精确描述非常规气藏压裂后的复杂流动特征及定量评价储层改造体积（SRV），利用自主研发的缝网重构算法“破裂树生长法”建立压后缝网模型，并以此为基础提出了使用拟稳态流动时特定的压力等值线来确定SRV范围的定量评价方法，最后以长宁201井区为例进行了矿场实例分析。该方法根据微地震监测点的位置，重构出微裂缝网的连通关系。在复杂微裂缝网的基础上建立离散裂缝地质模型并进行生产数值模拟，根据数值模拟结果的压力分布精确划定SRV的范围。利用该方法计算出长宁201井区的SRV体积为0.052 1 km3，以该缝网模型的数值模拟产量预测结果符合实际生产规律，方法实用性较好。     

基于模型预测控制的半潜漂浮式风机协调控制方法研究

研究漂浮式海上风力发电考虑输出功率与机械载荷的协调控制，有助于提高深远海风机运行的经济性和安全性。为实现漂浮式风机的多目标控制，以NREL 5MW半潜漂浮式风机为研究对象，在Matlab/Simulink平台上设计并搭建增益调度多模型预测控制器(gainschedulingmulti-model predictive controller,GM-MPC)。基于各稳态工况下风机开环动态性能的分析以及模型线性化处理，建立半潜漂浮式风机控制模型，与高保真FAST模型仿真对比，验证了所建控制模型的准确性。在实现模型预测的基础上，根据实际风机工况和约束条件，以为减少功率波动、塔架载荷和执行器动作次数为目标，优化求解出每一时刻下的最优控制量，从而实现GM-MPC的滚动优化。为证明控制器的有效性，在多种风-浪联合载荷的工况下，与基于蚁群优化算法的独立变桨控制策略进行了对比实验。结果表明，所设计的控制策略使半潜漂浮式风机在满足功率平稳性的同时降低了机组的机械载荷，使其能适应深远海环境下的复杂运行工况。     

煤储层渗透率测试、模拟与预测研究进展

渗透率是煤层气开发的重要参数，煤储层较强的非均质性使得现场少量试井结果难以反映区域性渗透率规律，不同仪器、方法、样品尺寸、压力、温度及介质条件下获得的实验渗透率对比性也较差。对比分析了不同试井方法(钻杆测试、水罐测试、段塞测试、注入/压降测试)、不同实验测试方法(稳态法、非稳态法)的优缺点、适用条件及渗透率测试标准的演化历程，系统评述了单轴应变条件、恒定体积条件以及三轴应力条件下渗透率模拟模型的适用性，分析了基于裂隙、煤体结构、地应力、构造曲率等单一主控因素预测渗透率及人工智能(BP神经网络、灰色关联分析、支持向量回归机、多层次模糊综合评价)多因素预测的可靠性，总结了煤储层渗透率在测试、模拟和预测方面存在的问题，并提出了进一步研究的展望。研究结果表明现场注入测试是获取原位煤储层渗透率的主要方法，实验室非稳态法渗透率测试适合我国低渗煤储层；单轴应变条件下的P-M模型和S-D模型适用于恒定垂直外部应力条件下的模拟，恒定体积条件下的Ma模型对于多数煤类输入的参数均可测量，模拟结果可靠性较高，三轴应力条件下的Connell模型和Zhou模型更有利于通过实验室测定对模拟渗透率进行验证；基于煤层气...