水文时间序列多时间尺度分析的小波变换法

以长江宜昌站近100年（1890～1987）年平均流量过程为例，利用Marr小波和Morlet小波变换对水文序列的多时间尺度演变特性进行了分析，研究结果表明，其年际及年代际时间尺度在时间域中分布很不均匀，具有明显的局部化特征，小波变换法分析了水文水资源系统多时间尺度是优越的。     

基于离散小波变换的水稻生育期降水量多时间尺度特征分析

为深入分析水稻生育期降水多层次变化特征,运用小波分析理论,采用morlet小波函数对降水量序列进行离散小波变换,分析其多时间尺度特性,揭示降水量在不同时间尺度下的小波变换时频特征、丰枯交替变化的周期规律以及未来的发展趋势,为制定科学合理的灌溉制度提供一定的参考。研究结果表明,不同的时间尺度分辨率下,水稻生育期降水量序列会表现出不同的周期交替现象,主要存在5a、13a和32a的周期。     

小波分析在地下水位序列多时间尺度分析中的应用

以河套灌区地下水位序列为例子,首先对地下水位序列进行了小波消噪,然后采用Mexican Hat小波函数对消噪序列进行了小波变换,并基于此分析了地下水位序列的多时间尺度演变特征.结果表明:不同的时间尺度分辨率下,地下水位序列会表现出不同的周期交替现象,时间尺度在时间域中分布很不均匀,具有明显的局部化特征;小波分析可以清晰地给出各种周期的强弱和分布情况以及突变点,为分析地下水位时间序列的动态变化特征提供了一种新方法.     

基于Morlet小波的ET_0序列多时间尺度分析

以某地区1984~2003年逐月的参考作物腾发量(ET0)为基本资料,首先对ET0时间序列进行了Dmey小波消噪和距平处理,然后采用Morlet复小波对其进行多时间尺度分析,显示了ET0在各个时间尺度下的演变特征.结果表明,ET0具有120月、55月、40月和16月左右的主要周期变化,这4种主要周期变化主导了ET0在整个时域上的波动变化特性;并且自2003年后期以来,ET0变化的大趋势是从低于平均水平逐渐增大并会持续若干月.     

基于多时间尺度降阶的光伏发电控制参数优化

提出了一种基于多时间尺度降阶的光伏发电系统参数优化方法。首先综合考虑主电路及控制策略建立了其小信号模型,利用特征值分析和参与因子分析初步确定了影响系统振荡的主要因素。其次对小信号模型进行多时间尺度降阶,并基于降阶模型分析控制器参数对振荡模式的影响,确定了需优化的主要控制器参数及其取值范围。最后分别以原模型和降阶模型为研究对象进行参数寻优,并在MATLAB中仿真对比了优化前后系统的小干扰稳定性。研究结果表明,降阶模型能够不同程度地反映光伏发电系统的振荡模式,为控制器参数优化提供建议;基于降阶模型和原模型的优化结果均能使系统在小扰动下更快地恢复到稳态,且前者计算速度更快,验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于多时间尺度SPEI的黑龙江省干湿时空变化特征分析

准确评估与监测干旱的发生发展是防旱减灾的关键,干旱指数是监测和评估干旱事件的有效工具.以黑龙江省为研究对象,采用标准化降水蒸散指数,选取多时间尺度SPEI栅格格点数据,使用Mann-Kendall方法和EOF方法对比分析多时间尺度SPEI的年尺度和季节尺度干湿时空变化情况,从而揭示2000—2018年黑龙江省干湿时空变...     

基于多时间尺度相似性的涡扇发动机寿命预测

针对传统相似性方法在提取健康指标和相似性匹配上存在的不足,提出结合自编码器神经网络的基于多时间尺度健康指标相似性的预测方法（AE MTS-HI）. 采用自编码器从状态监测数据中提取表征发动机退化状态的健康指标,降低提取过程非线性信息的损失. 将测试退化轨迹长度的波动纳入考量,针对性地设计多时间尺度的健康指标进行相似性匹配. 这不仅可以克服单一时间尺度匹配导致的精度限制,而且可以提高预测的鲁棒性. 在涡扇发动机的公开数据集上验证所提方法的性能. 结果表明,利用该方法能够显著提升剩余使用寿命（RUL）的预测精度,为预知维护提供有力支撑.     

小波变换在时间序列信号长程预测中的应用

讨论时间序列信号长程预测的原理和卡尔曼滤波预测模型及其改进模型的应用,及小波变换在时间序列分析长程预测中的应用,通过小波变换将时间序列信号分解,再重构低频信号,从重构后的信号中进行重采样提取时间序列子序列用于信号长程预测的方法.     

基于小波变换的桥梁健康监测多尺度分析

针对桥梁结构健康监测具有实时性和数据量大的特点,提出了一种应用两个小波分别对实时测试数据进行分解和重构表达信号特征的方法,并定义了一个损伤指示系数,可按给定阈值在实时测试数据中搜寻损伤信息,确定损伤时刻,实现安全预警的目的.以一个发生损伤的两跨连续梁为例,对结构损伤进行了数值模拟,分析了在不同损伤位置及不同损伤率的情况下,损伤指示的敏感性.该实例表明对于梁中单元出现6%以上的刚度损伤有较好的损伤指示能力;由于多尺度分析方法具有较高的计算效率,能够在桥梁健康监测系统中在线完成损伤预警.     

基于DWT的水文序列复杂性分析

在对流域出口断面实测年径流序列和年降雨序列进行离散小波变换(DWT)的基础上,利用信息量系数(ICF)和赫斯特(Hurst)系数2种不同的指标,分别定量描述了2种指标下水文序列的复杂性.结果表明,年降雨序列的复杂性均大于实测年径流序列的复杂性.     

北京市降雨量与参考作物腾发量多时间尺度的集对分析

为了揭示北京市降雨量和参考作物腾发量之间的不确定性关系,以期为二者的变化规律分析、预报和预测提供支撑,利用1961—2009年的长时间序列资料,应用小波分析方法对北京市的降雨量和参考作物腾发量的波动周期和局部特征进行分析,应用集对分析方法分析不同时间尺度下的降雨量和参考作物腾发量之间的同一性、差异性和对立性。结果表明,北京市降雨量和参考作物腾发量之间存在不同时间尺度的周期波动,且差异性在短、中、长周期尺度水平上占据主要位置,而在中长周期尺度水平上对立性占据主要位置,这为分析降雨量和参考作物腾发量在多时间尺度上的变化规律和二者在多层次上的关系提供支持。     

月降雨量时间序列中的混沌现象

降雨是水文水资源系统的输入，研究它的演变特性，对于水文水资源系统的预报、模拟是十分重要的。以四川省6个水文站的月降雨量时间序列为例，通过混沌理论分析方法，探讨降雨系统的混沌特性。研究表明，降水系统中混沌现象是可能存在的。     

桂林市近50年降雨变化特征分析

利用桂林市1957-2007年月平均降雨资料,采用线性回归、Morlet小波分析和Mann-Kendall突变分析3种方法,分析了桂林市年降雨量、丰水期降雨量和枯水期降雨量的变化特征。用线性回归方法分析降雨量的增减变化趋势,表明桂林市降雨在近50年呈增加趋势,平均每10年增加19．9mm;通过Morlet小波分析降雨量的周期性变化规律,显示桂林市降雨存在20～25、12～14、6-7和2～4年周期变化规律;采用Mann-Kendall分析降雨突变性,发现在20世纪60年代、80年代初和90年代初桂林市降雨存在明显的突变现象。桂林市近50年降雨量的以上变化特征是多种因素综合作用的结果。     

长江上游日径流变化的多时间尺度分析

以宜昌站120年(1882—2001年)实测日流量资料为基础,利用Morlet小波变换对其汛期日最大流量过程进行多时间尺度变化特性分析.研究结果表明,宜昌站汛期日最大流量存在着18 d左右尺度的主要周期变化,体现了大时间尺度中包含小时间尺度的层次性,对三峡水库的洪水预报、调度和水资源的合理调配有指导作用.     

子波分析中尺度与波长的关系

通过对数据序列的子波分析中尺度与波长的关系研究,讨论了子波分析的特点和子波变换的不同定义及在傅里叶变换域中的意义,通过子波的定义求出了子波分析中波长与尺度的一般关系式,从理论和实验两方面对Morlet母子波的尺度与波长的关系进行了分析,给出了一些常用子波尺度与波长的关系式。     

昆明年降雨量时间序列的混沌分析

降雨对水文水资源系统的预报预测是极其重要的.应用重构相空间技术和混沌理论对昆明1951-2010年降雨时间序列的特性进行了分析,通过研究嵌入相空间维数和关联维数之间的变化关系得到了饱和关联维.结果表明,昆明年降水系统中的混沌现象是存在的.这一研究结果为利用混沌理论建立预测模型提供了较为科学的依据.     

基于小波和MK检验的董志塬年降水量分析

为了研究董志塬降水规律特征,预测年降水量变化趋势,应用Mann-Kendall(MK)检验和Morlet小波变换对董志塬1959—2016年的年降水量进行分析。结果表明:董志塬年降水量呈不显著增加趋势;年降水量存在突变性,突变起始年份分别为1962年、1970年、1985年、1995年、2003年、2009年,突变年份间隔为10年左右;年降水量主要受2年、4年和8年的尺度周期波动影响,第一主周期为8年;年降水在整个研究的时域上丰水期与枯水期交替变化明显,以8年为周期,年降水量呈现上升下降周期性变化规律。     

清水河流域50年来面降水量变化特征分析

清水河流域处在干旱与半干旱地区,降水的变化直接影响到径流的变化.通过分析1956～2005年清水河流域张家口站上游面降水量50年变化特征,可以了解其年际动态变化规律和统计特征,揭示该地区降水径流关系,为水资源开发与利用提供参考.