子集模拟中马尔可夫链蒙特卡洛抽样算法比较

文章着重研究子集模拟中马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)抽样算法的抽样效率与计算精度。首先，阐述可靠度子集模拟的基本原理与中间状态样本生成的各种MCMC抽样算法，在稳态马尔可夫链构造基础上提出延迟拒绝MMH(Modified Metropolis Hasting)算法，通过在MMH算法上增加备选样本的延迟拒绝步提高MMH算法的抽样效率；阐述基于随机游走与基于扩散方程MCMC方法中建议分布的差异，进一步对备选样本接受率为1的preconditioned Crank-Nicolson(pCN)算法和条件抽样(Conditional sampling, CS)算法开展研究，证明两种算法的等价性；推导有效样本量的计算方法，提出采用有效样本量与总样本量的比值定义MCMC方法的抽样效率。通过复杂目标分布的样本生成研究不同MCMC抽样算法建议分布及其参数对备选样本接受率与抽样效率的影响，最后通过计算实例研究子集模拟过程采用不同MCMC抽样算法得到失效概率的相对误差及其变异性，揭示不同MCMC抽样算法对失效概率计算精度的影响。研究表明：不同MCMC抽样算法生成备选样本的接受率及其自相关性受建议分布及其参数影响较大，对于复杂的目标分布，pCN算法和CS算法的抽样效率较高，延迟拒绝MMH算法次之；采用CS算法和延迟拒绝MMH算法进行子集模拟得到的失效概率精度较高且变异性较低；增加子集模拟中间状态样本量可以提高失效概率计算精度并降低其变异性。     

基于误差估值累加开环校正的诱导式欺骗检测方法

诱导式卫星欺骗干扰可诱导航空器逐渐偏离预定航迹，难以被发现，因此及时有效地检测干扰是飞行安全的保障。在现有紧组合导航体制基础上，设计了一种基于误差估值累加开环校正的紧组合导航结构，并证明了其性能与传统闭环校正紧组合导航性能等效。在此结构中，将紧组合导航系统与自适应序贯概率比检测方法结合，提出了一种基于误差估值累加开环校正的诱导式欺骗检测方法，融合紧组合导航信息与其他不受欺骗影响的导航信息，构建欺骗检测统计量进行诱导式欺骗检测。仿真结果表明，开环校正结构可避免随时间累加的惯性导航系统误差所导致的组合导航滤波器发散问题，同时欺骗检测方法可进一步提高算法对“最坏”情形下微小诱导式欺骗的检测效果。     

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。     

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。     

广义正交码索引调制系统的性能分析

摘 要：为了提高码索引调制（code index modulation，CIM）系统的传输效率，提出了一种具有更低复杂度的单输入单输出（single input single output，SISO）的广义正交码索引调制（generalized orthogonal code index modulation，GQCIM）系统。CIM 系统使用扩频码和星座符号传输信息，但只能激活两个扩频码索引和一个调制符号。而 GQCIM 系统以一种新颖的方式克服了只激活一个调制符号的限制，同时充分利用了调制符号的正交性，增加扩频码索引以传输更多的额外信息位，提高了系统的传输效率。此外，分析了GQCIM系统的理论性能，推导了误码率性能的上界。通过蒙特卡罗仿真验证了GQCIM系统的性能，对比发现GQCIM系统的理论和仿真性能一致。而且在相同的传输效率下，结果显示GQCIM系统的性能优于同样具有正交性的调制系统，如广义码索引调制（generalized code index modulation，GCIM）系统、CIM系统、码索引调制-正交空间调制（code index modulation aided quadrature spatial modulation，CIM-QSM）系统、码索引调制-正交空间调制（code index modulation aided spatial modulation，CIM-SM）系统、脉冲索引调制（pulse index modulation，PIM）系统。     

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...