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基于ESMD-FE-AJSO-LSTM算法的水闸深基坑变形预测
被引量:
7
1
作者
张伟
邓彬彬
+5 位作者
仇建春
夏国春
姚兆仁
刘占午
朱新宇
王昱锦
《南水北调与水利科技(中英文)》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期378-387,408,共11页
水闸深基坑开挖变形具有明显的非线性和非稳定性特征,基于此,引入极点对称模态分解算法(extremepoint symmetric mode decomposition method,ESMD)对水闸深基坑开挖变形原型监测序列进行多模态分解,并基于模糊熵(fuzzy entropy, FE)理...
水闸深基坑开挖变形具有明显的非线性和非稳定性特征,基于此,引入极点对称模态分解算法(extremepoint symmetric mode decomposition method,ESMD)对水闸深基坑开挖变形原型监测序列进行多模态分解,并基于模糊熵(fuzzy entropy, FE)理论对各分解分量进行模糊多模态相空间重构,从而有效甄别水闸基坑变形不同时间尺度有效物理特征。构建基于人工水母搜索算法(artificial jellyfish search optimizer,AJSO)优化的长短期记忆(long short-term memory,LSTM)人工神经网络模型,以重构后的各重构子序列为基础进行优化训练,并把训练后的各预测模态分量合并,实现对水闸基坑开挖变形动态预测和分析。以张家港市十一圩江边枢纽改建工程基坑开挖变形监测为例,采用上述方法对该枢纽工程基坑开挖过程变形进行预测和分析。结果表明:基于ESMD-FE-AJSOLSTM算法的水闸深基坑变形预测方法能够有效预测基坑开挖变形非线性特征,相比传统LSTM、循环神经网络(recurrent neural network, RNN)和支持向量机(support vector machine,SVM)等算法具有更高的预测精度和稳定性,为实现对基坑开挖安全性态实时科学诊断和分析提供技术参考。
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关键词
极点对称模态分解算法
模糊熵
人工水母搜索算法
长短期记忆
水闸
深基坑
变形预测
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职称材料
基于极点对称模态分解的石羊河流域出山径流特征分析
被引量:
2
2
作者
赵国栋
谢飞
王英
《人民黄河》
CAS
北大核心
2024年第8期38-42,共5页
随着全球气候变化加剧,石羊河流域水资源紧缺日益严重,利用合理方法研究径流的变化规律对水资源规划管理尤为重要。基于石羊河流域1956—2018年出山径流量时间序列,利用极点对称模态分解(ESMD)方法,分析石羊河出山径流序列的周期变化、...
随着全球气候变化加剧,石羊河流域水资源紧缺日益严重,利用合理方法研究径流的变化规律对水资源规划管理尤为重要。基于石羊河流域1956—2018年出山径流量时间序列,利用极点对称模态分解(ESMD)方法,分析石羊河出山径流序列的周期变化、突变特征和变化趋势,并利用Morlet小波分析、Mann-Kendall检验法及R/S分析法进行对比验证分析。结果表明:ESMD方法能够高效地分析处理径流数据;石羊河出山径流序列存在3.0、7.3、12.6 a的周期变化,不同时间尺度发生突变的时间不同;预测短期内石羊河出山径流量仍将持续增加,但是长期必然呈现减少趋势。
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关键词
出山径流
极点对称模态分解
Morlet小波分析法
周期分析
突变
石羊河流域
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职称材料
变化环境下近60年西江流域径流时空演变特征
被引量:
7
3
作者
李继清
张鹏
+1 位作者
赵莹玉
刘洋
《湖泊科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期1033-1046,共14页
气候变化叠加人类活动的双重影响下,西江流域的河川径流发生了不同程度的改变,重新认识和掌握变化环境下的径流时空演变规律对流域的科学管理具有重要意义。基于西江流域干支流7个控制性水文站近60年的日径流资料,综合极点对称模态分解...
气候变化叠加人类活动的双重影响下,西江流域的河川径流发生了不同程度的改变,重新认识和掌握变化环境下的径流时空演变规律对流域的科学管理具有重要意义。基于西江流域干支流7个控制性水文站近60年的日径流资料,综合极点对称模态分解法(ESMD)、Mann-Kendall检验、R/S分析、小波分析等方法,从年代、年、季和年内多个时间尺度对径流的时空演变特征进行分析,研究结果表明:年代尺度下,西江流域径流丰枯交替、变化悬殊,1970s与1990s径流丰沛,2010s径流偏枯,降雨影响着径流的丰枯变化,流域上、中游更易发生干旱与洪涝灾害;春、夏、秋、冬季径流振荡周期依次为2~7、15~20、28~29 a,3~5、7~10、20 a,2~3、6~8、12~15 a和3~8、12~15、20 a,均呈现年际与年代的双重周期特征,IMF1的年际振荡在径流变化中占主导地位;受降雨与水库调蓄作用的影响,年、夏、秋季径流呈下降趋势,预测下降变化具有持续性,春、冬季径流整体呈上升趋势。空间内上游的变化趋势更显著;年和季尺度径流在1980年后突变增多,尤其集中于20002010年间,人类活动与气候变化是造成西江流域突变的主要原因;2000年后,除支流柳州站外,其余站点径流年内分配趋于均匀,月平均径流的变化幅度减小,集中期均向前移,梯级水库群蓄丰补枯作用显著。研究成果可为西江流域的水资源合理开发利用与有效管理提供参考。
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关键词
径流序列
极点对称模态分解法(ESMD)
多时间尺度
演变规律
西江流域
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职称材料
经验模态分解(EMD)中边界处理的新方法
被引量:
5
4
作者
杜修力
何立志
《北京工业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2009年第5期626-632,共7页
在深入研究和分析希尔伯特-黄变换(HHT)方法的基础上,对信号提出了半周期半对称延拓算法,并以此来处理经验模态分解中存在的边界误差问题.通过信号模拟试验,并与EMD方法的结果作比较,检验了该方法的有效性和精度.
关键词
半周期半对称延拓法
希尔伯特-黄变换(HHT)
经验模态分解(EMD)
信号处理
边界同题
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职称材料
新型小型化超宽带功率分配器
被引量:
2
5
作者
李魏
范海军
周希朗
《电讯技术》
北大核心
2011年第2期98-101,共4页
利用长为四分之一波长、两端交叉短路的对称耦合微带线和长为四分之三波长折叠微带线并联结构,提出一种新型小型化超宽带功率分配器。在等效传输线模型的基础上,采用奇偶模分解方法对其进行了理论分析,给出了参数设计方程。利用HFSS仿...
利用长为四分之一波长、两端交叉短路的对称耦合微带线和长为四分之三波长折叠微带线并联结构,提出一种新型小型化超宽带功率分配器。在等效传输线模型的基础上,采用奇偶模分解方法对其进行了理论分析,给出了参数设计方程。利用HFSS仿真优化一个微带结构的超宽带功率分配器。仿真和测量结果表明,通带内插入损耗小于2 dB,输入输出端口的回波损耗分别大于10 dB和7 dB,隔离度大于6 dB,高频带外插入损耗在13~20 GHz范围内大于20 dB。该结构尺寸仅为28 mm×32 mm,具有小型化的特点。
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关键词
功率分配器
超宽带
奇偶模分解方法
对称耦合微带线
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职称材料
三峡调蓄前后径流变化的多尺度分析
被引量:
3
6
作者
任逍迪
李继清
纪昌明
《中国农村水利水电》
北大核心
2019年第7期77-82,共6页
径流时间序列复杂多变,既存在着非周期成分(趋势、突变等)变化特征,又存在着多尺度的周期变化特征,水文径流的多尺度分析研究具有重要价值。主要利用极点对称模态分解(ESMD)方法,对宜昌水文站多年实测径流量进行模态分解及时频分析,得...
径流时间序列复杂多变,既存在着非周期成分(趋势、突变等)变化特征,又存在着多尺度的周期变化特征,水文径流的多尺度分析研究具有重要价值。主要利用极点对称模态分解(ESMD)方法,对宜昌水文站多年实测径流量进行模态分解及时频分析,得出不同的时间尺度下,该站径流的趋势、突变及周期变化,进而分析三峡水库调蓄前后的径流变化规律;同时分别利用传统径流分析方法中的Mann-Kendall(M-K)法、小波变换法及希尔伯特-黄变换法三种方法对ESMD法所得结论进行验证。研究结果表明:三峡调蓄前后,不同时间尺度下的径流均存在2003年6月左右的突变点,趋势项上均表现为不显著的递减变化趋势,这表明三峡工程的正式蓄水对径流量产生了较为明显的影响;年、月、日的周期则表现出了一致性,证实了径流研究具有不同尺度上的嵌套性,同时ESMD法在径流多尺度分析上具有较好的应用效果。
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关键词
径流分析
多尺度分析
极点对称模态分解(ESMD)方法
三峡水库
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职称材料
题名
基于ESMD-FE-AJSO-LSTM算法的水闸深基坑变形预测
被引量:
7
1
作者
张伟
邓彬彬
仇建春
夏国春
姚兆仁
刘占午
朱新宇
王昱锦
机构
江苏省水利建设工程有限公司
张家港市长江防洪工程管理处
扬州大学水利科学与工程学院
河海大学水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心
出处
《南水北调与水利科技(中英文)》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期378-387,408,共11页
基金
国家自然科学基金项目(52179128,52079120,51579085)
扬州市“绿扬金凤”优秀博士人才项目(137012705)。
文摘
水闸深基坑开挖变形具有明显的非线性和非稳定性特征,基于此,引入极点对称模态分解算法(extremepoint symmetric mode decomposition method,ESMD)对水闸深基坑开挖变形原型监测序列进行多模态分解,并基于模糊熵(fuzzy entropy, FE)理论对各分解分量进行模糊多模态相空间重构,从而有效甄别水闸基坑变形不同时间尺度有效物理特征。构建基于人工水母搜索算法(artificial jellyfish search optimizer,AJSO)优化的长短期记忆(long short-term memory,LSTM)人工神经网络模型,以重构后的各重构子序列为基础进行优化训练,并把训练后的各预测模态分量合并,实现对水闸基坑开挖变形动态预测和分析。以张家港市十一圩江边枢纽改建工程基坑开挖变形监测为例,采用上述方法对该枢纽工程基坑开挖过程变形进行预测和分析。结果表明:基于ESMD-FE-AJSOLSTM算法的水闸深基坑变形预测方法能够有效预测基坑开挖变形非线性特征,相比传统LSTM、循环神经网络(recurrent neural network, RNN)和支持向量机(support vector machine,SVM)等算法具有更高的预测精度和稳定性,为实现对基坑开挖安全性态实时科学诊断和分析提供技术参考。
关键词
极点对称模态分解算法
模糊熵
人工水母搜索算法
长短期记忆
水闸
深基坑
变形预测
Keywords
extreme-point symmetric mode decomposition method
fuzzy entropy
artificial jellyfish search optimizer
long short-term memory
sluice
deep foundation pit
deformation prediction
分类号
TV698.11 [水利工程—水利水电工程]
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职称材料
题名
基于极点对称模态分解的石羊河流域出山径流特征分析
被引量:
2
2
作者
赵国栋
谢飞
王英
机构
甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司
甘肃省水利科学研究院
出处
《人民黄河》
CAS
北大核心
2024年第8期38-42,共5页
基金
甘肃省科技计划专项(22ZD6WA043)。
文摘
随着全球气候变化加剧,石羊河流域水资源紧缺日益严重,利用合理方法研究径流的变化规律对水资源规划管理尤为重要。基于石羊河流域1956—2018年出山径流量时间序列,利用极点对称模态分解(ESMD)方法,分析石羊河出山径流序列的周期变化、突变特征和变化趋势,并利用Morlet小波分析、Mann-Kendall检验法及R/S分析法进行对比验证分析。结果表明:ESMD方法能够高效地分析处理径流数据;石羊河出山径流序列存在3.0、7.3、12.6 a的周期变化,不同时间尺度发生突变的时间不同;预测短期内石羊河出山径流量仍将持续增加,但是长期必然呈现减少趋势。
关键词
出山径流
极点对称模态分解
Morlet小波分析法
周期分析
突变
石羊河流域
Keywords
runoff
extreme-point
symmetric
mode
decomposition
Morlet wavelet analysis
method
periodic analysis
abrupt change
Shiyang River Basin
分类号
P333 [天文地球—水文科学]
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职称材料
题名
变化环境下近60年西江流域径流时空演变特征
被引量:
7
3
作者
李继清
张鹏
赵莹玉
刘洋
机构
华北电力大学水利与水电工程学院
华北电力大学苏州研究院
华北电力大学数理学院
出处
《湖泊科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期1033-1046,共14页
基金
国家自然科学基金项目(52179014)
国家重点研发计划项目(2017YFC0405906)联合资助。
文摘
气候变化叠加人类活动的双重影响下,西江流域的河川径流发生了不同程度的改变,重新认识和掌握变化环境下的径流时空演变规律对流域的科学管理具有重要意义。基于西江流域干支流7个控制性水文站近60年的日径流资料,综合极点对称模态分解法(ESMD)、Mann-Kendall检验、R/S分析、小波分析等方法,从年代、年、季和年内多个时间尺度对径流的时空演变特征进行分析,研究结果表明:年代尺度下,西江流域径流丰枯交替、变化悬殊,1970s与1990s径流丰沛,2010s径流偏枯,降雨影响着径流的丰枯变化,流域上、中游更易发生干旱与洪涝灾害;春、夏、秋、冬季径流振荡周期依次为2~7、15~20、28~29 a,3~5、7~10、20 a,2~3、6~8、12~15 a和3~8、12~15、20 a,均呈现年际与年代的双重周期特征,IMF1的年际振荡在径流变化中占主导地位;受降雨与水库调蓄作用的影响,年、夏、秋季径流呈下降趋势,预测下降变化具有持续性,春、冬季径流整体呈上升趋势。空间内上游的变化趋势更显著;年和季尺度径流在1980年后突变增多,尤其集中于20002010年间,人类活动与气候变化是造成西江流域突变的主要原因;2000年后,除支流柳州站外,其余站点径流年内分配趋于均匀,月平均径流的变化幅度减小,集中期均向前移,梯级水库群蓄丰补枯作用显著。研究成果可为西江流域的水资源合理开发利用与有效管理提供参考。
关键词
径流序列
极点对称模态分解法(ESMD)
多时间尺度
演变规律
西江流域
Keywords
Runoff series
extreme-point symmetric mode decomposition method
(ESMD)
multi-time scale
evolution law
Xijiang River Basin
分类号
P333.1 [天文地球—水文科学]
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职称材料
题名
经验模态分解(EMD)中边界处理的新方法
被引量:
5
4
作者
杜修力
何立志
机构
北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室
美盛沃利(北京)工程技术有限公司
出处
《北京工业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2009年第5期626-632,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(50325826
50278006)
文摘
在深入研究和分析希尔伯特-黄变换(HHT)方法的基础上,对信号提出了半周期半对称延拓算法,并以此来处理经验模态分解中存在的边界误差问题.通过信号模拟试验,并与EMD方法的结果作比较,检验了该方法的有效性和精度.
关键词
半周期半对称延拓法
希尔伯特-黄变换(HHT)
经验模态分解(EMD)
信号处理
边界同题
Keywords
semi-periodical-semi-
symmetric
al
method
Hilbert-Huang transform(HHT)
the empirical
mode
decomposition
(EMD)
signal processing
the boundary problem
分类号
TU112.3 [建筑科学—建筑理论]
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职称材料
题名
新型小型化超宽带功率分配器
被引量:
2
5
作者
李魏
范海军
周希朗
机构
上海交通大学射频与微波技术研究中心
出处
《电讯技术》
北大核心
2011年第2期98-101,共4页
基金
国家重点基础研究发展规划(973计划)项目(2009CB320204)
国家自然科学基金资助项目(60821062)~~
文摘
利用长为四分之一波长、两端交叉短路的对称耦合微带线和长为四分之三波长折叠微带线并联结构,提出一种新型小型化超宽带功率分配器。在等效传输线模型的基础上,采用奇偶模分解方法对其进行了理论分析,给出了参数设计方程。利用HFSS仿真优化一个微带结构的超宽带功率分配器。仿真和测量结果表明,通带内插入损耗小于2 dB,输入输出端口的回波损耗分别大于10 dB和7 dB,隔离度大于6 dB,高频带外插入损耗在13~20 GHz范围内大于20 dB。该结构尺寸仅为28 mm×32 mm,具有小型化的特点。
关键词
功率分配器
超宽带
奇偶模分解方法
对称耦合微带线
Keywords
power divider
ultra-wideband (UWB)
even-and odd-
mode
decomposition
method
symmetric
cou- pled microstrip lines
分类号
TN526 [电子电信]
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职称材料
题名
三峡调蓄前后径流变化的多尺度分析
被引量:
3
6
作者
任逍迪
李继清
纪昌明
机构
华北电力大学可再生能源学院
出处
《中国农村水利水电》
北大核心
2019年第7期77-82,共6页
基金
国家自然科学基金(51641901)
国家重点研发计划项目(2016YFC0402208,2017YFC0405906)
文摘
径流时间序列复杂多变,既存在着非周期成分(趋势、突变等)变化特征,又存在着多尺度的周期变化特征,水文径流的多尺度分析研究具有重要价值。主要利用极点对称模态分解(ESMD)方法,对宜昌水文站多年实测径流量进行模态分解及时频分析,得出不同的时间尺度下,该站径流的趋势、突变及周期变化,进而分析三峡水库调蓄前后的径流变化规律;同时分别利用传统径流分析方法中的Mann-Kendall(M-K)法、小波变换法及希尔伯特-黄变换法三种方法对ESMD法所得结论进行验证。研究结果表明:三峡调蓄前后,不同时间尺度下的径流均存在2003年6月左右的突变点,趋势项上均表现为不显著的递减变化趋势,这表明三峡工程的正式蓄水对径流量产生了较为明显的影响;年、月、日的周期则表现出了一致性,证实了径流研究具有不同尺度上的嵌套性,同时ESMD法在径流多尺度分析上具有较好的应用效果。
关键词
径流分析
多尺度分析
极点对称模态分解(ESMD)方法
三峡水库
Keywords
runoff analysis
multi-scale analysis
pole-
symmetric
mode
decomposition
(ESMD)
method
ThreeGorges Reservoir
分类号
TV121 [水利工程—水文学及水资源]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于ESMD-FE-AJSO-LSTM算法的水闸深基坑变形预测
张伟
邓彬彬
仇建春
夏国春
姚兆仁
刘占午
朱新宇
王昱锦
《南水北调与水利科技(中英文)》
CAS
CSCD
北大核心
2024
7
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职称材料
2
基于极点对称模态分解的石羊河流域出山径流特征分析
赵国栋
谢飞
王英
《人民黄河》
CAS
北大核心
2024
2
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职称材料
3
变化环境下近60年西江流域径流时空演变特征
李继清
张鹏
赵莹玉
刘洋
《湖泊科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
7
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职称材料
4
经验模态分解(EMD)中边界处理的新方法
杜修力
何立志
《北京工业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2009
5
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职称材料
5
新型小型化超宽带功率分配器
李魏
范海军
周希朗
《电讯技术》
北大核心
2011
2
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职称材料
6
三峡调蓄前后径流变化的多尺度分析
任逍迪
李继清
纪昌明
《中国农村水利水电》
北大核心
2019
3
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