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一种估计模式误差的混合深度学习-资料同化方法

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中国科学:地球科学 2024年

作者：彭子怡雷荔傈谈哲敏南京大学大气科学学院中尺度灾害性天气教育部重点实验室复旦大学大气与海洋科学系

在数值天气预报中,预报误差由初始条件误差、模式误差等组成.初始条件通常由短期预报和观测约束优化获得,因此很难将初始条件误差和模式误差清楚地区分开.模式误差对资料同化、预报预测均至关重要.为修正模式误差,本文提出一种混合深度... 详细信息

在数值天气预报中,预报误差由初始条件误差、模式误差等组成.初始条件通常由短期预报和观测约束优化获得,因此很难将初始条件误差和模式误差清楚地区分开.模式误差对资料同化、预报预测均至关重要.为修正模式误差,本文提出一种混合深度学习-资料同化方法.该方法利用卷积神经网络提取初始条件和模式误差的特征,然后得到模式误差的估计;其可以考虑由模式参数不准确导致的模式误差,也可以同时考虑模式误差和初始条件误差. Lorenz05模式的离线和在线实验结果表明,该方法可有效修正由模式参数不准确导致的模式误差,包括强迫项F、耦合系数c和相对尺度b等.相较于仅考虑模式误差,同时考虑模式误差和初始条件误差可得到更准确的估计结果.此外,观测和分析场均可用于验证预报结果,但利用观测验证可更好地估计模式误差,并且在在线资料同化中能更快地趋近模式参数真值.

关键词：资料同化深度学习模式误差

基于Simscape的太阳能热泵供暖系统仿真

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低温与超导 2024年第6期52卷 73-80页

作者：弓程张自雷内蒙古科技大学自动化与电气工程学院包头014010

文章通过Simulink/Simscape构建一套包括集热器、热泵、水箱、房屋等关键模块的太阳能热泵供暖系统仿真模型,并与数学模型的压力模拟值和能效比(COP)模拟值作对比。基于Simscape模型分析辐照度、压缩机流量对能效比的影响,并对系统运行... 详细信息

文章通过Simulink/Simscape构建一套包括集热器、热泵、水箱、房屋等关键模块的太阳能热泵供暖系统仿真模型,并与数学模型的压力模拟值和能效比(COP)模拟值作对比。基于Simscape模型分析辐照度、压缩机流量对能效比的影响,并对系统运行期间的关键参数变化进行了动态分析。结果表明:Simscape模型模拟值精度比数学模型高5.5%左右,在模拟精度上具有显著优势。更强的辐照度会带来更高的系统性能;随着压缩机流量的增加,系统性能明显降低。运行期间各部件出力合理,各项参数随温度变化动态响应,能效比稳定在3左右,具有较高的运行效率。采用物理建模方法来实现系统建模仿真,为供暖系统性能优化与节能控制的提升提供参考。

关键词：太阳能热泵 Simulink/Simscape 物理建模系统仿真

MtSCCD:面向深度学习的土地利用场景分类与变化检测数据集

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遥感学报 2024年第2期28卷 321-333页

作者：周维勋刘京雷彭代锋管海燕邵振峰南京信息工程大学遥感与测绘工程学院南京210044 北京师范大学遥感科学国家重点实验室北京100875 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079

利用遥感影像识别土地利用类型及监测其变化情况在城市规划和土地利用优化等领域发挥着重要作用。当前,相关数据集存在样本量少、类别划分不合理、数据不开源等局限,难以满足样本驱动的深度学习遥感信息提取范式的需求。本文构建了一个... 详细信息

利用遥感影像识别土地利用类型及监测其变化情况在城市规划和土地利用优化等领域发挥着重要作用。当前,相关数据集存在样本量少、类别划分不合理、数据不开源等局限,难以满足样本驱动的深度学习遥感信息提取范式的需求。本文构建了一个面向深度学习的大规模场景分类与变化检测数据集MtSCCD (Multi-temporal Scene Classification and Change Detection)。该数据集包括MtSCCD_LUSC (MtSCCD Land Use Scene Classification)和MtSCCD_LUCD (MtSCCD Land Use Change Detection)两个子数据集,分别用于土地利用场景分类与变化检测任务。该数据集具有以下特点:(1) MtSCCD是目前规模最大的公开的土地利用类型识别与检测数据集,包含10种土地利用类型共65548幅图像,并且样本覆盖中国5个城市的中心区域;(2)由于MtSCCD数据集根据城市划分训练集、验证集以及测试集,对于新增的城市土地利用数据,可以根据需求划分为训练集与验证集或测试集,因此可扩展性较高;(3) MtSCCD数据集中测试集与训练集的样本来自不同的城市,因此符合实际业务需求,且能够验证模型的泛化性能。基于MtSCCD_LUSC和MtSCCD_LUCD两个子数据集,本文评估了多个深度学习网络的分类与变化检测效果,为后续的相关研究提供了参考。

关键词：土地利用场景分类变化检测数据集信息提取特征提取深度学习卷积神经网络

基于改进风光场景聚类联合虚拟储能的源网荷储低碳优化调度

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电力系统保护与控制 2024年第15期52卷 115-130页

作者：姚明明张新杨培宏张继红张晓明张自雷内蒙古科技大学自动化与电气工程学院内蒙古自治区包头014010

针对源网荷储优化调度时分布式电源的间歇性引起主动配电网节点电压波动以及有功网损增加等问题,提出一种改进风光场景聚类联合虚拟储能的源网荷储低碳优化调度方法。首先,为有效应对风光出力不确定的挑战,提出一种基于密度噪声应用空... 详细信息

针对源网荷储优化调度时分布式电源的间歇性引起主动配电网节点电压波动以及有功网损增加等问题,提出一种改进风光场景聚类联合虚拟储能的源网荷储低碳优化调度方法。首先,为有效应对风光出力不确定的挑战,提出一种基于密度噪声应用空间聚类(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)的迭代自组织数据分析算法(iterative self-organizing data analysis techniques algorithm,ISODATA),并以DB指数、Dunn指数和轮廓系数对风光场景聚类效果的优劣进行评价。其次,引入阶梯式碳交易机制,建立以主动配电网综合运行成本最低为目标的优化调度模型。同时,提出用户参与满意度和电网依赖度两种运行评价指标。最后,在IEEE 33节点系统上进行算例仿真分析,结果验证了DBSCAN-ISODATA算法的合理性。并且所提低碳优化调度方法能够有效降低系统碳排放量与运行成本,实现了主动配电网低碳经济稳定运行。

关键词：聚类算法虚拟储能优化调度阶梯式碳交易评价指标

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观测信息不足条件下TanDEM-X InSAR的大范围林下地形反演

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测绘学报 2024年第5期53卷 959-966页

作者：朱珺彭葳付海强欧蔓雷缮诚张石平长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114 湘江实验室湖南长沙410205 中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083

TerraSAR/TanDEM-X InSAR双站卫星系统是目前最主要的全球测图卫星系统之一,但该系统主要获取单基线、单极化InSAR数据。受观测信息不足的限制,无法直接分离植被体散射与地表散射信息,难以获取高精度的森林高度和林下地形。鉴于此,本文... 详细信息

TerraSAR/TanDEM-X InSAR双站卫星系统是目前最主要的全球测图卫星系统之一,但该系统主要获取单基线、单极化InSAR数据。受观测信息不足的限制,无法直接分离植被体散射与地表散射信息,难以获取高精度的森林高度和林下地形。鉴于此,本文提出了联合单/双基线的大范围林下地形反演方法,其核心思想为:在InSAR干涉对重叠区,每个干涉对有不同的基线,两个干涉对重叠相当于双基线观测,可以采用RVoG模型估计森林高度。然后,利用简化的RVoG模型(C-SINC模型),以重叠区反演的树高结果为已知值,通过假定不同树高的散射过程具有相似性,对C-SINC模型进行求解进而获取林下地形。最后,以西班牙Teruel试验区对本文方法进行验证,与LiDAR DEM进行精度对比,InSAR DEM的RMSE为7.43 m,本文方法获取的林下地形RMSE为5.98 m,精度提高了20%。本文方法为利用TanDEM-X实现大范围林下地形测绘提供了参考。

关键词：林下地形单/双基线InSAR 大范围地形反演干涉对

传统录像机编辑系统和计算机非线性编辑系统的比较

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有线电视 1996年第9期 26-26页

作者：彭自雷新疆石河子广播电视局

传统录像机编辑系统和计算机非线性编辑系统的比较彭自雷（新疆石河子广播电视局８３２０００）近几年来，电视行业的设备越来越普遍地采用计算机以及计算机控制的设备。首先利用计算机的设备当属字幕机、小型特技台等。尤其是近两年，... 详细信息

传统录像机编辑系统和计算机非线性编辑系统的比较彭自雷（新疆石河子广播电视局８３２０００）近几年来，电视行业的设备越来越普遍地采用计算机以及计算机控制的设备。首先利用计算机的设备当属字幕机、小型特技台等。尤其是近两年，随着计算机工作速度的提高，在电视领...

关键词：电视事业编辑系统录像机计算机非线性

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包装机械中智能控制技术的应用

中国科技期刊数据库工业A 2024年第8期 0103-0106页

作者：彭自良陈强浙江新德宝机械有限公司浙江温州325409

本研究深入探讨了包装机械智能控制的现状和未来改进前景。首先,讨论了包装机械智能控制的优势,即如何在降低成本的同时提高生产质量和效率。通过提高自动化和智能化的结合来实现,有助于满足消费者和市场的不同需求。随后,探讨智能控制... 详细信息

本研究深入探讨了包装机械智能控制的现状和未来改进前景。首先,讨论了包装机械智能控制的优势,即如何在降低成本的同时提高生产质量和效率。通过提高自动化和智能化的结合来实现,有助于满足消费者和市场的不同需求。随后,探讨智能控制在包装机械中的应用,包括智能诊断、智能监测和智能控制等主题,以及如何修改开发以满足特定应用案例的需求。接下来,讨论智能控制在包装机械中的优势。这些优势包括提高效率、维护质量和减少人工操作等。最后,概述了包装机械智能控制的当前趋势和未来可能的发展方向。随着研究和应用开发活动的不断深入,智能控制在包装机械中的作用将越来越大,为企业带来更大的社会和经济效益。

关键词：智能控制包装机械智能化

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资源受限条件下受扰航班恢复研究

舰船电子工程 2024年第4期44卷 51-56页

作者：董兵彭自琛中国民用航空飞行学院空中交通管理学院广汉618307

针对机场关闭导致的航空公司飞机和航线网络资源较长时间受限的问题,论文构建了一种基于列生成的航班恢复方法。通过优化飞机执行的航班串,使用航班延误,飞机交换,航班取消三种手段对航班计划进行调整,减少取消航班的班次,使航空公司损... 详细信息

针对机场关闭导致的航空公司飞机和航线网络资源较长时间受限的问题,论文构建了一种基于列生成的航班恢复方法。通过优化飞机执行的航班串,使用航班延误,飞机交换,航班取消三种手段对航班计划进行调整,减少取消航班的班次,使航空公司损失最小。首先使用路径模型构建多机型航班网络和航班恢复模型,其次使用构建的启发式算法生成初始恢复方案,最后使用列生成方法对航空公司遭遇突发事件后的航班中断进行恢复,对降低多机型航空公司航班取消率进行了研究。实验结果表明,与人工调整相比,该方法可以将航班取消率下降5.4%,其中与被关闭机场不直接相关的航班取消数量下降66.67%,恢复成本减少17.4%。该方法在可接受的延误水平内,显著降低了航班取消率,对航空公司航班正常运行有较高价值。

关键词：资源受限不正常航班航班恢复路径模型列生成算法

基于混合储能荷电状态监测的直流微网能量管理策略

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电源学报 2024年

作者：张帅张继红王庆宇吴振奎张自雷内蒙古自治区光热与风能发电重点实验室(内蒙古科技大学自动化与电气工程学院)

本文针对单一储能系统在功率与能量需求上的不足以及管理效率低、经济性差的问题，分析了储能滤波时间常数对工作效率的影响，重点研究了传统混合储能分频控制方法并提出一种基于荷电状态监测的多模式协调控制策略。通过动态调整滤波时... 详细信息

本文针对单一储能系统在功率与能量需求上的不足以及管理效率低、经济性差的问题，分析了储能滤波时间常数对工作效率的影响，重点研究了传统混合储能分频控制方法并提出一种基于荷电状态监测的多模式协调控制策略。通过动态调整滤波时间常数和划分储能不同工作区域，实现直流微网中储能功率分配的灵活性，提升工作效率；同时，根据源-荷功率差及储能荷电状态，设计四种运行模式，优化源-荷-储协调控制策略，减少电池充放电次数，提升系统经济性。通过实际微网测试结果表明，本文的控制策略效率更高、经济性更好，具有工程推广应用价值。

关键词：直流微网混合储能荷电状态功率动态调整分配能量管理