基于神经网络的混沌时序数据失真检测方法研究

介绍了时序数据的混沌识别方法,并根据混沌时序数据的可预测性,提出了一种基于神经网络的混沌时序数据失真检测方法.通过实例证明该方法能准确地检测出混沌时序数据的失真点,并将其还原.该方法既是检测过程同时也是修复的过程,在数据处理领域有一定的应用前景.     

混沌弱信号检测法在齿轮裂纹声发射检测中的应用

分析了Duffing振子的间歇混沌发生原理.研究了基于Duffing方程间歇混沌理论的混沌弱信号检测法,该方法对周期小信号具有敏感特性,能够在强噪声环境下实现对微弱周期小信号的检测.分别采用频谱分析法和混沌弱信号检测法对齿轮裂纹声发射实验数据进行检测,结果表明混沌弱信号检测法具有更高的检测精度和更强的抗干扰能力.     

一个新混沌系统的同步及其在保密通信中的应用

分析了一个新自治混沌系统的基本特性,针对该自治系统同步控制及在保密通信中的应用进行了仿真研究,用混沌掩盖的方法将该同步方法应用于保密通信,将有用的信息信号调控到混沌系统的状态变量中进行加密,与混沌信号的输出信号一起传送到接收端,发送系统和接收系统同步以后,在接收端解密恢复出信息信号.仿真结果表明,该方法可以实现单调快速同步,应用于保密通信可以达到掩盖有用信号的目的,并且可以无失真地恢复有用信号.     

微弱舰船声信号的混沌处理方法

针对进出港口的舰船噪声低,难以检测的问题,采用了混沌振子检测理论,将其应用在舰船弱信号检测中,采用参数抑制法,同时设计了微弱信号的混沌检测系统.通过仿真计算,结果表明该系统能有效地提高检测的信噪比.文中还给出了一种简便判断系统是否处在混沌态的方法.     

基于改进型替代数据法的仿真交通流混沌判定

交通流混沌判定是研究交通流混沌的基础性关键问题.改进型替代数据法能够避免直接判定混沌方法的局限性.交通流仿真软件通过参数的变化容易获得希望得到的交通流状态,可以较全面方便地验证方法的有效性.因此对改进型替代数据法的算法实现进行了改进,利用某交通流仿真软件生成了一些不同情况下的交通流时间序列,应用改进型替代数据法对其进行了混沌判定,并与功率谱方法的判定结果进行了比较.实证结果表明,新的算法实现提高了计算速度,改进型替代数据法是判定交通流混沌的一种有效方法.     

基于最佳熵匹配的多通道海量数据快速搜索

为快速、准确地从海量试验数据中获取所需的与某一工况或状态对应的数据,通过分析常规时序搜索方法存在的问题,根据信源熵的原理和特点,提出了一种基于最佳熵匹配的多通道海量数据快速搜索方法.该方法用“状态匹配”代替常规的“时序匹配”,以检测熵值为主,所需参数少,对邻近时间的依赖性小,降低了因通道间时间同步产生的误差,搜索步伐大,速度快.结果表明,对于一些特定的工况,搜索速度可提高数千倍,匹配准确度提高,主要参数的相对误差均在0.05以下.     

基于监控视频的高速公路能见度检测方法及系统

针对我国高速公路能见度天气的全面检测与预警处置的迫切需求,提出了一种基于监控视频的高速公路能见度检测方法.该方法从监控摄像头提取固定距离参照物的图像,根据图像的灰度失真状况计算能见度值,并通过数据融合的手段对多监控摄像头计算结果进行综合;并设计和开发了一款能见度监测与预警处置信息化系统,利用获取的实时能见度数据,从局部现场和宏观路网两个方面支撑能见度预警、应急处置、交通流调控、信息发布等智能交通业务.实验分析结果表明,该能见度计算方法的平均检测误差为13.4%,能够满足我国高速公路能见度检测的精度和计算性能要求;本文方法及系统可以充分复用高速公路沿线广泛架设的视频监控机电系统,可应用于我国高速公路的运营管理及效率提升等工作中.      

基于图像内容和混沌系统的图像认证算法

提出了一种利用离散余弦变换（Discrete Cosine Transform,DCT）系数和混沌系统的可用于检测图像篡改定位的脆弱性数字水印算法.首先将图像进行不重叠的分块,分块后的图像经过DCT变化后,利用中频系数产生水印.同时利用混沌系统构成图像块间信息嵌入和提取的对应关系,并将水印嵌入到相关块的最低有效位.图像篡改检测过程为：将提取的水印和生成的水印进行比较,通过差异的位置对其进行定位.实验结果显示,该算法具有良好的定位精度,混沌系统的采用,使算法具有较高的安全性.     

基于图像序列区域混沌特征的海面舰船目标检测算法

为了检测复杂海面背景中的舰船目标,提出了一种基于图像序列区域混沌特征的目标检测新算法,算法利用小数据量法计算图像序列区域的最大Lyapunov指数,分析运动目标存在时背景信号混沌特征的变化,并利用混沌特征的变化差别检测淹没在混沌背景信号中的目标信号,最后对100帧图像进行了目标检测.计算结果表明:新算法检测率为100%,虚警率为5%,检测结果优于利用统计分析方法的结果.     

基于差分Poincaré映射的间歇混沌信号判别方法

针对混沌振子微弱信号检测中间歇混沌信号难以判别的问题,利用混沌系统的参数敏感特性,提出一种差分Poincaré映射判别方法,实现强噪声干扰下输出间歇混沌信号的判别．该方法选取周期激励幅值具有微小差异的两个混沌振子的Poincaré映射进行差值运算,利用周期状态下输出信号收敛,而混沌状态下输出信号分离的特点,降低了噪声对周期区域的影响,使可检测输入信号的信噪比达到了-87dB．实验表明,在时域或Poincaré映射已经无法进行分辨的情况下,该方法仍然实现了检测系统输出间歇混沌信号的有效判别．     

基于小波变换的混沌信号特征研究

应用小波方法将混沌信号的频谱特征和吸引子的几何结构相结合进行研究,结果表明,在不同尺度上对混沌信号进行连续小波变换时,其小波系数具有很强的相似性,但不能够完全重构原来的吸引子.对信号进行多尺度分解后发现其低频系数部分基本能够重现原吸引子的结构特征,而高频系数部分不能实现这一目标.为了定量刻画混沌信号在小波变换条件下的分形特征,计算了其在不同尺度时的关联维数,并分析了关联维数计算的影响因素.     

Trend prediction of chaotic time series

Trend prediction of chaotic ti me series is anin-teresting probleminti me series analysis andti me se-ries data mining(TSDM)fields[1].TSDM-basedmethods can successfully characterize and predictcomplex,irregular,and chaotic ti me series.Somemethods have been proposed to predict the trend ofchaotic ti me series.In our knowledge,these meth-ods can be classified into t wo categories as follows.The first category is based on the embeddedspace[2-3],where rawti me series data is mapped to areconst…     

基于混沌理论的建设项目环保投资估算研究

采用混沌时间序列分析技术对我国高速公路环保投资做了较为全面的研究,分析了1997年—2006年我国部分高速公路环保投资的数据。首先对数据结构进行定性分析,通过频数分布图,发现环保投资数据与正态分布之间存在着差异。功率谱分析、主分量分析则清楚表明序列具有非线性性质,主分量分析还表明序列具有混沌迹象。在定性分析的基础上,通过计算序列的有关非线性特征值对其混沌性质进行进一步确认。采用G—P算法计算序列的相关维,采用小数据量法计算最大Lyapunov指数。计算得到的最大Lyapunov指数为正数,说明环保投资序列处于混沌状态,可以使用混沌时间序列方法对建设项目可行性研究阶段环保投资进行估算。     

基于改进加权一阶局域法的空中交通流量预测模型

空中交通流量精准预测是实施空中交通控制和管理的重要前提.针对空中交通流量时间序列的内在混沌动力特性,研究了基于改进加权一阶局域法的混沌交通流量时间序列预测模型.首先,提出了一种临近相点演化加权的改进一阶局域预测法,并通过在预测过程中构建误差序列进行预测结果修正;其次,利用关联维数出现饱和现象验证了4组不同统计时间间隔的实测空中交通流量时间序列均存在混沌特性;最后,在对空中交通流量时间序列进行相空间重构的基础上,利用改进加权一阶局域预测方法进行了流量预测结果的对比实验.结果表明,4组空中交通流量时间序列预测精度均有提高,时间尺度为10 min的流量预测效果最好,预测相对误差减小了29.7%.      

小净距隧道开挖围岩压力的混沌神经网络模型预测

隧道围岩压力是分析围岩稳定性的关键因素。由于围岩变形受众多因素影响,且各因素之间存在强烈的非线形关系,因此,难以进行有效的预测。提出基于混沌神经网络模型的方法,分析混沌与神经网络相结合预测手段的可行性,对围岩随时间变化的压力进行仿真计算。对该理论的建立及预测方法进行系统分析,为该领域的研究提供有效的技术方法。结果表明,此方法预测精度高,能够满足工程及控制要求。     

混沌时间序列局域零阶预测法性能比较

利用计算机仿真比较了均值、距离加权和指数加权3种混沌局域零阶预测方法的预测精度、抗噪声及多步预测性能．在无噪声或噪声干扰较小时，距离加权预测法的性能最好；当噪声干扰较大时，指数加权预测法预测性能最优．指数加权与均值预测法几乎具有相同的多步预测能力，距离加权预测法的短期预测性能最佳．对于标准的离散混沌时间序列，3种预测方法多步预测误差达到一定值后，不再随预测步长的增加而增加；对于由连续系统抽样得到的混沌时间序列，多步预测误差呈现一定周期性变化．     

基于加权一阶局域法的短时交通流量预测的研究

本文在分析了城市短时交通流时间序列和混沌特点基础上,通过对混沌时间序列预测方法的研究,提出了一种基于加权一阶局域法的短时交通流量预测方法。该方法引进了权值,使得它比全域法具有更好的自适应能力和较高的预测精度。对实际短时交通流量进行预测,取得了令人满意结果。     

汽油机瞬态排放信号测试与特征分析的新动向

针对内燃机瞬态排放与稳态排放之间的差异,认为分析内燃机瞬态排放信号要有特殊的手段;回顾了混沌时间序列分析 特征参数族及将其运用于内燃机振动信号分析的工作;同时回顾了国外同行们将由符号动力学理论,混沌时间序列分析和信息理论发展起来的符号时间序列分析技术运用于内燃机瞬态数据分析和辨识的研究工作,给出了国外汽油机瞬态排放测试技术的发展状况,提出了可以基于符号时间序列分析对汽油机瞬态排放信号进行分析,获得瞬态排放的特征和影响因素。     

混沌时间序列的双线性自适应预测

基于混沌动力系统相空间的延迟坐标重构和双线性表达式，设计了预测混沌时间序列的双线性自适应预测滤波器．对2种低维混沌序列的预测实验表明，采用双线性自适应滤波器的预测收敛速度快，处理约50个样本时即已收敛，预测相对误差小于0．001．