紊流风场中起跳沙粒的轨迹特征

运用颗粒流体二相流的随机行走扩散模型(DRW)研究了紊流风场下起跳沙粒的运动轨迹特性。得出了轨迹特性(长度、高度、撞击角)随沙粒的大小和风速的变化规律,发现随沙粒粒径的减小紊流脉动对轨迹的影响显著增大。粒径在200μm以下时,紊流风场下计算得的轨迹形状与平均风场下得到的轨迹有明显差异。     

融入空间关系的二型模糊模型高分辨率遥感影像分割

为解决高分辨率遥感影像分割中,由光谱测度的空间复杂性、相同类型地物目标异质性增大带来的类属不确定性以及分割决策不确定性等引起的分割精度下降问题,提出一种融入空间关系的区间二型模糊模型高分辨率遥感影像监督分割方法。(1)建立高斯函数模型作为一型模糊模型,用来刻画像素类属的不确定性;(2)模糊化一型模糊模型中的均值或标准差,建立区间二型模糊模型,以强化类属的不确定表达和增加分割决策信息;(3)综合一型模糊模型及区间二型模糊模型的上、下隶属函数建模模糊决策模型;(4)融入邻域像素关系,使用待分像素及其邻域像素在模糊决策模型中的隶属度共同决定像素的类属。采用本文算法分别对真实高分辨遥感影像及合成影像进行分割,并对测试结果进行定性和定量分析。结果表明,本文算法可以得到更高的分割精度。     

基于Geohash和动态网格的渔船轨迹相似度搜索算法

渔船轨迹数据属于具有强时空关联的时间序列数据,相较于普通轨迹具有形状多变无规律、单条轨迹点数量不统一等特点。在使用传统相似度索引构建的查询算法中,常由于以上原因造成索引构建缓慢,查询速度下降。为解决以上问题,提出了基于Geohash和动态网格的渔船轨迹相似度搜索算法。针对渔船轨迹数据形状多变问题,基于Geohash构建可变动态网格结构,利用Geohash的唯一性所构建的网格路径范围进行轨迹查询,直接对网格路径内所包含的其他轨迹点进行计数,并加入时间维计算以保证查询轨迹与被查询轨迹处于同一时间维度;通过计算结果轨迹点数量与轨迹点总数量之间的比值解决轨迹点数量不一致的问题。为验证所提出方法的有效性,使用真实渔船轨迹数据进行实验,并与传统方法进行了比较。实验结果表明,所提出的方法能够有效提高渔船轨迹数据的索引构建速度和查询速度,为进一步数据分析提供有效的数据支撑。     

北极黄河站秋季气团传输影响下大气气溶胶数谱分布特征

2013 年9月在北极黄河站开展了气溶胶数谱（10~400nm）的短期观测实验。数浓度小时平均值主要出现在300~400cm^-3,平均值为350cm^-3,高于新奥尔松Zeppelin 全球大气本底站及环北极海洋大气7-9月航测报道的浓度。大气气溶胶的三个模态（核模态、爱根核模态和积聚模态）数浓度平均分别为35、122和193cm^-3。观测期间没有发生新粒子生成事件,平均数谱分布呈现双模态的分布特征,模态峰值分别出现在30nm和115nm,由积聚模态主导。平均数谱分布的几何中值粒径出现在约100~110nm。从单颗粒分析结果来看,观测期间黄河站地区大气气溶胶主要以海盐气溶胶为主,但是在来自挪威海域和北欧大陆的气团影响下,也观测到煤烟颗粒、富硫颗粒物和含碳颗粒物等人为气溶胶。     

考虑桩-土相互作用效应的高速铁路桥梁桩基础抗震设计方法研究

针对强震下高速铁路桥梁桩基础抗震设计中存在的问题,对桩基础的抗震性能提出了多级设防目标并给出了相应的评价指标与合理取值.借鉴FEMA440考虑桩-土三种相互作用效应的能力谱法,采用p-y、t-z及q-z曲线模拟桩周土的柔性效应,用PMM铰模拟桩身的非线性,通过Pushover分析得到桥墩的能力曲线.引入FEMA440对地基运动学效应、地基阻尼效应的地震动需求谱修正算法,对需求谱进行了修正.探讨了应用性能点轨迹法求解桩基础的延性需求及性能点的过程.以高速铁路32 m简支箱梁桥墩为研究对象,通过实例验证了该法的可行性.     

Interactions of nonlinear gravity waves and uniform current in Lagrangian system

The particle trajectory on a weakly nonlinear progressive surface wave obliquely interacting with a uniform current is studied by using an EulerLagrange transformation. The thirdorder asymptotic solution is a periodic bounded function of Lagrangian labels and time, which imply that the entire solution is uniformlyvalid. The explicit parametric solution highlights the trajectory of a water particle and mass transport associated with a particle displacement can now be obtained directly in Lagrangian form. The angular frequency and Lagrangian mean level of the particle motion in Lagrangian form differ from those of the Eulerian. The variations in the water particle orbits resulting from the oblique interaction with a steady uniform current of different magnitudes are also investigated.     

基于双注意力机制的台风轨迹预测模型

台风轨迹的准确预测对于减少台风灾害及风险评估意义重大。本文提出了一种基于双注意力机制的台风轨迹预测模型(Dual-Attention-Encoder-Decoder),首先根据台风轨迹数据计算台风轨迹的变化曲率,将台风曲率序列与台风轨迹序列一同作为预测模型的特征输入,充分考虑了台风轨迹中隐藏的转向、偏折信息;然后构建双注意力机制增强的编码器-解码器网络(Encoder-Decoder)作为预测模型,利用特征注意力机制和时间注意力机制分别对模型输入和隐藏状态进行权重分配,能够学习输入特征和预测目标之间的关系,并且有效解决编码器-解码器结构对过长序列预测的性能下降问题,编码器和解码器均采用LSTM网络,能够存储长时间依赖并且收敛性好,不易发生梯度消失或爆炸;最后,本文使用1949—2017年中国气象局提供的西北太平洋台风最佳路径数据集,将DA-Encoder-Decoder模型与BP、SVR、LSTM、ELM等模型进行对比,分别对24 h、48 h、72 h台风轨迹进行预测。结果表明:DA-Encoder-Decoder模型的均方根误差和实际误差距离指标均优于其他四种预测方法,验证了本文方法的有效性。     

基于滑动窗口的手机定位数据个体停留区域识别算法

手机的普及使手机定位数据成为分析个体时空行为特征的新兴重要数据源之一,并被逐渐应用到人口管理、城市规划、交通分析和流行病防控等众多领域的研究中。从手机定位数据中识别个体的停留区域是众多基于手机定位数据研究的重要基础环节。然而,当前常用的手机定位数据定位精度相对较低,且往往存在定位震荡和定位漂移导致的数据噪声,这些因素增加了从手机定位数据中识别停留区域的难度。为了提高从手机定位数据中识别个体停留区域的准确性,本研究结合个体行为的时空连续性,提出了一种基于滑动窗口的增长聚类算法。实验结果显示,相较常用的ST-DBSCAN算法和SMoT算法,对于采样时间间隔稀疏的手机定位数据,本研究提出的滑动窗口聚类算法在准确率方面的提升幅度最大可以达到35%。由于隐私问题,当前研究和应用中使用的大规模手机定位数据集中的时间分辨率往往较低,因此,本研究提出的滑动窗口聚类算法具有较为广泛的应用场景,可增强基于手机用户停留区域的众多研究结果的可靠性,为手机定位数据的广泛合理应用提供关键技术支撑。     

海洋运输网络研究进展与趋势探讨

随着经济全球一体化快速发展,国际海运贸易的规模不断扩大,全球海运网络研究成为当前的研究热点领域。该研究是海洋运输、地理信息科学、数学物理、统计科学、复杂网络科学、大数据科学、计算机科学等多学科交叉领域共同关注的研究主题,对国家宏观战略与政策制定具有重要作用。本文总结了海运网络研究数据基础、理论模型和研究方法,包括数学物理统计理论方法,基于复杂网络的分析方法、数据挖掘理论方法等,然后从海运网络运输模式设计与优化,网络结构静动态特征,网络结构和交通流演化机制等角度总结海运网络的研究进展、分析所存在的问题,提出海运网络研究在跨学科跨领域研究方法的交叉、多源异构数据融合分析、理论与实际应用结合等方面的未来研究趋势。     

惯导陀螺仪在非开挖管道竣工测量中的应用

非开挖方式敷设的管道通常埋藏深,且多为非金属材质,采用传统导向仪探测方法测定其位置的精度较低,增加了运营管理及后期施工撞管的安全隐患。惯导陀螺仪定位技术是目前唯一可进入管道精准记录管道的空间轨迹、不受管道埋深与材质的影响、可准确地测定深埋管道位置的测量技术,拟结合具体工程开展非开挖管道惯性陀螺仪轨迹定位测量应用研究,为非开挖管道施工竣工验收探索有效的测量方法,评估管道施工完毕后的准确位置,为管道竣工验收测量技术的完善和发展提供参考。