In this paper, the projective synchronization of quaternion-valued memristor-based neural networks with time-varing delays was studied. First, by utilizing set-valued map and differential inclusion theories, we reformulated the networks as an uncertain system with interval parameters. Then, through designing a novel controller and utilizing Lyapunov function and Young's inequality, several new synchronization conditions for projection synchronization of quaternion-valued memristor-based neural networks were obtained. Finally, the effectiveness of this method was demonstrated through a numerical example, underscoring its practical applicability.
Atmospheric motion vectors (AMVs), known as cloud track winds, have positive impacts on global numerical weather forecasts (NWP). In this study, AMVs that were retrieved from Fengyun-2G and Fengyun-4A were compared in their data quality and impacts on the typhoon forecasts in order to investigate the differences between the first and second generation of the geostationary meteorological satellites of China. This report conducted data evaluation and assimilation-forecasting experiments on FY-2G and FY-4A atmospheric motion vectors (AMVs), respectively. The results showed that the AMVs data of FY-4A are of better quality than those of FY-2G and assimilating the AMVs of FY-2G and FY-4A have a neutral to slightly positive impacts on typhoon forecasts, which is quite encouraging for their operational use in the future.
As a major research direction of temporal knowledge graph, the embedding and completion of temporal knowledge graph is a bridge for the application of temporal knowledge graph to various applications. Therefore, this research direction has a high position in the research of temporal knowledge graph.temporal knowledge graph embedding models are also receiving increasing attention. In this paper, we propose a modifier embedding model, and use this model to transform the quaternion of the temporal knowledge graph into a triplet. After that, we fused it with the DistMult model to obtain a new temporal knowledge graph embedding model, and conducted experiments on a dataset. Compared with existing models, our model has a good effect. After adjusting the embedding coefficients of the modified embedded model, we found that the embedding coefficients also have a certain impact on the effect of the model.
为充分利用各个视角数据内在几何结构关系,提出一种新的基于自适应图正则非负矩阵分解的多视角聚类.该算法在一个统一的框架内,通过各视角亲和矩阵自适应学习提取共识的亲和矩阵进行图嵌入来提取多视角数据共识局部结构信息.另外,通过非负矩阵分解来提取多视角数据全局重构信息.最终使各个视角的共识表达,既保持了数据多视角共识全局重构信息,也保持了数据多视角局部结构信息.该优化问题在考虑了所有数据的一致性和每个视角之间互补性的同时,引入了各个视角数据的局部结构信息,达到数据表达和聚类的效果.通过4 组真实数据集的实验,结果表明所提出的方法与已有多视角聚类方法相比具有一定的优越性.
为研究四川盆地层状云系结构及微物理特征,利用2019 年12 月18 日机载DMT探测系统获取的云微物理资料,结合高空、地面、卫星等气象数据,通过时空序列分析方法,对四川省一次层状云降水消散期微物理特征进行分析.结果显示:探测云系为云顶温度较低的稳定性层状云,云顶以小云滴为主,对应地面降水较小.空中云垂直和水平结构分布不均匀,云粒子探头(CDP)、二维冰晶粒子探头(CIP)、二维降水粒子探头(PIP)探测粒子浓度范围分别为0.035～338.318 个/cm3、4.17×10-5～18.203 个/cm3、3.28×10-6～0.408 个/cm3,粒子直径范围分别为2.50～49 μm、25.32～1547.18 μm、104.23～5525.68 μm,随着高度增加,粒子浓度及粒子直径范围均变大.根据二维云粒子图像显示,2700～3000 m以过冷水滴及小冰晶粒子为主,4500～4800 m高层为枝状冰晶和宽枝冰晶粒子.云粒子谱均呈多峰分布,总体上云粒子越大,其浓度越小.本次探测过程中云中存在有利于人工增雨的"可播区",云中"可播区"呈不连续分布,本次飞行的可播区在-10℃～-15℃,对应高度在4500～4840 m.
针对端到端点云全景分割网络精度不足的问题,设计一种基于点云语义信息的全景分割算法.首先利用语义分割模型获取点云数据语义信息,然后结合点云语义和空间信息,对前景目标(车、人等)进行聚类.具体地,为避免同类别相邻目标被聚类为一个目标,提出融合法向量夹角特征、空间位置、语义信息的聚类算法进行准确的前景实例分割.最后,提出一种新的类别划分方法,在不影响后续决策处理情况下,显著增加分割质量.SemanticKITTI数据集上的实验结果表明,提出的方法在全景质量、分割质量、识别质量、平均交并比4 个指标上取得了较好的效果,分别达到56.6%、82.3%、68.2%、68.1%,并保持较快的速度(175 ms),充分证明其有效性和实用性.
天气雷达在部署时如果周围存在山体,雷达波束将会在山体附近受到部分遮挡甚至是完全遮挡,会对雷达探测范围和雷达数据的准确性产生较大影响.为解决波束遮挡问题,使用北京地区的SRTM数字高程数据,模拟位于北京房山的X波段双偏振雷达的波束遮挡情况,计算雷达体扫各层的波束遮挡率并与雷达反射率图片进行对比以验证其可行性.依据波束遮挡率,选取根据非遮挡区域的反射率因子计算的平均垂直廓线对雷达的部分波束遮挡区域的反射率因子进行订正,并通过定量分析对平均垂直廓线法进行订正效果分析.结果表明:数字高程模型模拟的波束遮挡率能较好地代表雷达的波束遮挡情况,平均垂直廓线法能够较好地订正天气雷达的波束阻挡区域的反射率,但其订正效果容易受到生成廓线区域选择的影响.
针对雅康高速冬季由道路结冰导致的交通事件频发问题,利用2020 年11 月-2021 年1 月雅康高速两个隧道口的气象和路况观测数据,分析高速公路路面结冰的气象环境条件,建立大气温度与路面温度的关系模型,进行道路结冰风险等级的精细化判识.研究表明:在有路况观测的高速路段,路面湿滑系数能够较迅速地反映道路结冰状态,湿滑系数小于0.58是雅康高速路面结冰湿滑的阈值条件.将大气温度低于2.5℃,路面温度低于-2.5℃且有降水出现作为路面结冰的基本环境条件.雅康高速大气温度和路面温度的线性回归模型系数为0.97,优于抛物线模型,可以较好地拟合道路温度,并用于判识道路结冰的风险判识.
针对机器学习中单一特征选择方法性能不优良,结果稳定性差的问题,提出Spearman相关系数和XG-Boost特征重要性混合的特征选择方法(SpearmanXgb),并结合RF、XGBoost和LightGBM 3 种机器学习算法对ECM-WF模式预报的广西春夏近地面2m气温进行订正.结果表明:(1)混合特征选择方法在训练时间和均方根误差两方面,均优于单一的Spearman相关系数和XGBoost特征重要性特征选择方法,即训练时间减少19.7%和10.3%,均方根误差下降0.94%和0.64%.(2)3 种模型预测的气温平均均方根误差相比模式分别下降了7.04%、7.47%和7.37%;预报前期(24～96 h)XGBoost的预报效果较好,预报中后期(120～240 h)LightGBM的预报效果较好.(3)由于广西东南部和东北部地形以山地、丘陵为主,地形较复杂,且易受台风、华南前汛期等复杂天气过程影响,气温变化幅度较大,ECMWF模式和3 种机器学习模型对这两个地区的预报误差都较高.(4)利用SHAP值分析模型结果对各特征取值幅度的敏感程度,检验表明更准确的入选特征可不同程度降低模型的RMSE,为改善ECMWF模式预报效果提供了思路.
受特殊地理环境的影响,冰雹天气成为内蒙古巴彦淖尔地区夏季主要气象灾害之一,因此对巴彦淖尔进行降雹概率研究十分必要.基于巴彦淖尔地区雷达、探空、风云四号卫星TBB等气象探测数据和地面观测人员记录的降雹观测信息,研究雷达数据、探空资料对识别冰雹特征的相关算法.通过 2020 年 7 月 4 日发生在巴彦淖尔乌拉特中旗的一次典型降雹过程,运用测雹板和气象服务人员观测的地面降雹结果与冰雹识别算法结果进行对比分析,验证冰雹识别算法.结果表明冰雹识别算法在引入0℃层和-20℃层的高度信息后,能更加准确地预测出冰雹的发生概率和尺寸信息.
为深入分析四川省闪电活动特征及其与海拔高度的关系,利用 2015-2019 年四川省地闪资料和海拔高度信息资料,运用皮尔逊双变量相关性分析等方法,统计分析闪电密度和强度的空间分布特征、闪电特征与海拔高度的相关性以及不同海拔高度范围和闪电强度区间的相互关系.结果表明:负地闪年平均密度为正地闪的13 倍,而正地闪强度为负地闪的3 倍;负地闪年平均密度随海拔高度的增加而减少,两者呈明显的负相关,相关系数为-0.42;随着海拔高度的增加,正地闪年平均密度呈先减小再增大的趋势,但两者没有明显的相关性;正地闪和负地闪强度均在海拔高度1.0～1.5 km最强,而强度较弱的正地闪和强度较强的负地闪均偏向于发生在海拔高度更高的区域.
为考察酸雨人工观测切换至自动观测后数据的可靠性,采用长沙站酸雨为期一年的数据,通过均值法、差值法、正态分布法等对比两者的pH值和电导率K值在采样情况、均值、酸性分布、偏差等方面差异.研究表明:与酸雨人工观测相比,自动观测系统的pH值缺测率为3.5%;自动pH年均值为4.68,大于人工的4.42,pH值月均偏差范围为0.06～0.72,总体偏差集中在(-0.4,0.9),对应的正态函数为N(0.27,0.30),占整体量的87.3%.自动观测电导率K值缺测率为11.4%,年均值为18.15 μS/cm,略低于人工的19.31 μS/cm,月均偏差在冬季最大,为31.5μS/cm,4 月最小,为-2.6 μS/cm,其余月均在-1.6～1.6 μS/cm.K值总体偏差集中在-15～15 μS/cm,对应的正态分布为NK(-0.88,4.38).两者的偏差主要由仪器性能、采样过程、测量环境和实际操作等因素引起.结果表明,酸雨人工观测切换至自动观测具有良好的延续性和可靠性.
为更好了解华南龙门地区的降水微物理特征,利用 2019 年 4-9 月的激光雨滴谱观测资料,研究了该地区不同雨强和不同类型降水的雨滴谱特征和差异,提出本地的雷达反射率因子与降水强度(Z-R)关系和Gamma斜率参数与形状参数(Λ-μ)关系,并与国内外其他地区的结果进行对比.结果表明:随雨强增大,龙门地区的雨滴谱逐渐变宽、倾斜度逐渐变低.龙门地区以层云降水为主,但累积降水量则主要由对流降水贡献.龙门地区的Z-R关系与传统关系较为吻合,雨滴谱的Λ和μ参数很好符合二项式关系,且与美国佛罗里达观测的结果接近.与北京、那曲和江淮地区相比,龙门层云降水的平均广义截距参数Nw 最低,但平均直径Dm 最大;对流降水的平均Nw大于那曲地区,但小于华北地区和江淮地区,平均Dm 小于那曲地区,但大于江淮地区.
为探究六盘山春季雾的主要类型,形成原因以及微物理结构特征,利用2021 年3-5 月的12 次雾滴谱资料、自动气象观测站资料和ERA5 再分析资料,结合相关性分析和线性回归的方法,分析六盘山春季雾期间的天气背景、雾类型以及微物理结构特征,并与其他地区雾针对微物理特征进行对比.研究结果表明:六盘山春季雾主要是由暖湿气流影响导致的辐射-平流混合雾,12 次个例雾的粒子浓度平均值为264 N·cm-3,最小值为108 N·cm-3,平均直径为8 μm,液态水含量平均为0.059 g·cm-3.从 4 月 18 日的个例中发现,雾滴谱呈 Deir-mendjian分布,雾滴集中在约6μm的小滴段.与其他山区相比,六盘山雾滴平均粒子数浓度偏低,与南岭山地相近,其平均粒子直径与庐山、衡山接近;六盘山雾平均液态含水量相较于其他山区整体偏低.不同地理条件下,发现沿海地区海雾的粒子数浓度较山地雾微物理参数整体偏低.
研究一种高精度CMOS带隙基准电压源(BGR)电路,BGR电路由两个核心和一个曲率校正电路组成,包括电流镜和求和电路.两个核心电路采用传统电路结构,并具有向下的曲率特性.提出一种利用电流镜像电路来实现具有向上曲率特性的BGR核心.在BGR中选择合适的电阻,可以得到一个参考电压具有良好平衡的曲率下降特性,而另一个参考电压具有均匀平衡向上的曲率特性.将两个参考电压的相加以实现高阶曲率补偿.在3.3V电源电压供电情况下,采用0.13 μm CMOS工艺可以产生1.2V的基准电压,在200℃(-45℃～155℃)的宽温度范围内,使所提出的BGR电路的温度系数低至1.45 ppm/℃.电源抑制比为-67.5 dB@100 Hz、-45.0 dB@100 KHz,消耗电流为911 nA.
为对川西北生态示范区季节性干旱灾害的防御体系建设提供科学的参考依据,进一步完善该区季节性旱灾风险评估工作,选取1990-2020 年该区内16 个气象站点的气温和降水日值数据、地理信息数据、甘孜和阿坝州内30 个市县级社会经济数据等,从季节性干旱灾害的致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体暴露性和防灾减灾能力4 个方面选取了14 个适合研究区特点的评估指标,通过计算SPEI值,利用层次分析和加权综合评价法等构建旱灾风险评估模型,基于自然灾害理论,对川西北生态示范区进行旱灾风险评估研究.结果表明:春旱灾害综合风险的高风险区主要位于东部和东北部地区,低风险区主要位于南部和北部部分地区,中部偏东地区为中等及以下风险区,西部为中等风险区;夏伏旱灾害综合风险的次高及以上风险区位于东部和东北部,北部和南部部分地区为低风险区,而西部和中部偏东地区为中等风险区;其中茂县、理县、汶川县、康定县和泸定县均为春旱和夏伏旱灾害的高风险地区,需要重点防范.
随着微波技术的高速发展,基于微波技术的材料介电特性无损检测被广泛应用于复合材料、食品工程和细胞活性检测等领域.提出一种基于共面波导结构(CPW)的对称型材料介电特性检测电路,该微波电路工作于S波段,主要包含二等分功率分配/合路器及多根交指电容(IDC),通过对称结构和多根交指电容互耦建立待检测材料与电磁波强相互作用区域,基于该电路设计了材料介电特性无损检测实验系统.实验测量与仿真结果非常吻合,证明该检测装置的可靠性.最后,实验测量了常用固态材料如 Teflon、Plexiglas、PVC和干燥原木等的电路散射参数响应情况,证明该无损检测电路的高灵敏度和可靠性.
在现代电子战中,针对数字信道化接收机瞬时覆盖宽带大、灵敏度高、动态范围大和多信号并行处理的问题,提出一种基于时分复用的多相DFT的数字信道化结构接收机的方法.该接收机以异构芯片ZYNQ为平台,以高速ADC对中频模拟信号进行采样,利用CORDIC算法提取基于时分复用的数字信道化结构输出的幅度及相位,经过检波脉冲修正后,将组帧数据通过AXI DMA从PL端传输至PS端进行后续处理,在可编程阵列逻辑(FP-GA)硬件平台上低耗实现基于时分复用的数字信道化结构的脉冲参数测量和AXI DMA数据传输等功能.经过反复测试表明,基于时分复用的多相DFT的数字信道化接收机,完成了对信号的高速采样,实现接收机的数字信道化处理,减少了78%的硬件乘法器资源,符合设计要求.
为更好地分析四川省长时间序列人工观测日照时数时空变化规律及未来变化趋势,利用四川省 148 个气象站点1969-2018 年逐月日照时数资料,采用气候倾向率、M-K突变检验、重标极差分析、经验正交函数分析等进行了讨论和分析.结果表明:四川年平均日照时数为1459.6 h,整体随时间序列呈下降趋势,每 10 年减少28.7 h;平均日照时数夏季>春季>秋季>冬季;除春季外,其余季节和年际日照时数最大值均出现于 20 世纪 70 年代;日照时数在1979 年发生突变,由日照偏多阶段转为偏少阶段;四川省日照时数序列未来变化趋势会在一定时间内与过去一致,春、夏、秋、冬季和年际的平均循环长度分别是6 年、8 年、5 年、8 年、9 年;四川省日照时数主导分布类型为"一致型",表现为全省一致偏少.
由于心电图的活体指示特性和独特而复杂的信号特征,采用心电图进行身份识别是最安全的生物识别方法之一.提出了一种在FPGA上搭建适用于ECG身份识别的专用片上系统(SOC)设计方案.该设计利用基于主成分分析(PCA)与欧几里得距离度量的ECG身份识别算法进行身份识别,并利用FPGA并行运算的优势对该识别算法实现硬件加速.最后基于ARM公司开源的DesignStart Cortex-M3 IP核,在Xilinx FPGA上实现了该片上系统.结果显示:所设计的片上系统识别正确性可达96.8%,运行性能最高可达90 MHz,满足实时性需求.
