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基于定切深和状态依赖时滞的共振冲击钻井系统动力学特性

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中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第1期48卷 124-132页

作者：李思琪陈卓李杉李玮郭金玉刘德伟东北石油大学石油工程学院黑龙江大庆163318 油气钻完井技术国家工程研究中心北京100000 中国石油渤海钻探工程有限公司定向井技术服务分公司天津300280 中国石油大庆钻探钻井二公司黑龙江大庆163413

为了研究共振冲击钻井系统的动力学特性,综合考虑钻柱的轴向动-静载复合冲击以及轴向冲击-周向扭转耦合运动,分别建立基于定切深方法和状态依赖时滞方法的钻进系统动力学模型。通过杜哈梅积分、四阶龙格-库塔方法对动力学模型求解,分析... 详细信息

为了研究共振冲击钻井系统的动力学特性,综合考虑钻柱的轴向动-静载复合冲击以及轴向冲击-周向扭转耦合运动,分别建立基于定切深方法和状态依赖时滞方法的钻进系统动力学模型。通过杜哈梅积分、四阶龙格-库塔方法对动力学模型求解,分析轴向简谐动载的频率和幅值对共振钻井系统动力学特性的影响;最后,基于数值求解结果和箱线图方法,对比分析两种钻进系统动力学模型特性差异。结果表明:在给定的初始条件下,当简谐动载频率从25 Hz提高到100 Hz时,钻进系统轴向方向的跳钻现象和扭转方向的黏滑效应明显减弱;当简谐动载幅值从30 kN提高到60 kN时,钻进系统轴向方向钻头跳钻现象频发,扭转方向黏滑效应加剧;在相同初始条件和简谐动载激励下,两种模型得到的动力学特性响应曲线无论是形状还是频率均存在差异,采用状态依赖时滞模型计算得到的数据点更加集中,更接近实际钻井工况;高频低幅的简谐动载能改善共振冲击钻井系统动力学特性,从而提高钻进效率。

关键词：共振冲击钻井系统动力学特性定切深状态依赖时滞箱线图

基于EDA统计图量化的桥梁动态监测数据质量评估

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重庆交通大学学报（自然科学版） 2024年第5期43卷 9-16页

作者：殷鹏程谭曼丽莎曹阳梅单德山中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 中国铁建股份有限公司桥梁工程实验室湖北武汉430063 西南交通大学土木工程学院四川成都610031 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司四川成都610041

探索性数据分析统计图在桥梁健康监测动态数据质量评估中已有广泛应用。为了减少人工观察统计图的主观性,通过近似度量方法实现统计图的量化分析,得到多个指标对监测数据进行快速质量评估。在运营环境激励作用下,桥梁结构动力响应具有... 详细信息

探索性数据分析统计图在桥梁健康监测动态数据质量评估中已有广泛应用。为了减少人工观察统计图的主观性,通过近似度量方法实现统计图的量化分析,得到多个指标对监测数据进行快速质量评估。在运营环境激励作用下,桥梁结构动力响应具有短时线性平稳性,近似服从正态分布。以某大跨斜拉桥振动数据为研究对象,首先,绘制样本数据直方图和Q-Q图,通过观察数据分布特征预先判断数据质量,确定优、良和差3个等级。然后,分别通过KL散度和余弦相似度2种近似度量方法对样本数据直方图和Q-Q图进行量化,得到数据服从正态分布程度的指标;通过箱线图检测样本数据全局异常点,得到正常数据占比;统计分析得到量化值和先验质量等级的对应关系,确定以直方图KL散度和余弦相似度为主、以箱线图正常数据占比为辅的数据质量评估标准。最后,取部分数据为验证集,进一步验证所提方法各个指标的合理性,并给出该方法在实际工程上的应用结果。

关键词：桥梁工程桥梁结构健康监测数据质量评估探索性数据分析 KL散度余弦相似度箱线图

湖北冷季高架雷暴天气分类及环境参数特征分析

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热带气象学报 2024年第1期40卷 23-32页

作者：苟阿宁姚雯雷彦森明绍慧鲁易魏凡武汉中心气象台湖北武汉430074 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

利用常规观测资料、加密地面自动站、闪电定位仪和ERA5再分析资料,将2011—2020年湖北冷季91次高架雷暴事件,按照形成机制分为雷雨型、强对流型和雷打雪型3类,并细致归纳了3类事件的时空分布特征、大气环流背景及关键环境参数等特征。(1... 详细信息

利用常规观测资料、加密地面自动站、闪电定位仪和ERA5再分析资料,将2011—2020年湖北冷季91次高架雷暴事件,按照形成机制分为雷雨型、强对流型和雷打雪型3类,并细致归纳了3类事件的时空分布特征、大气环流背景及关键环境参数等特征。(1)湖北冷季高架雷暴雷雨型最多,强对流型次之,雷打雪型最少。3类型存在明显的时空分布差异,雷雨型主要发生在秋末冬初(11月)和冬末初春(1—2月),强对流型及雷打雪型常出现在早春2月,3月基本以强对流型为主。(2)低槽冷锋、850 hPa切变线及低空西南急流是冷季高架雷暴发生的有利环流背景,近地面为稳定的冷气团控制,逆温明显,西南低空急流沿着锋面逆温层以上的850 hPa附近触发抬升,水汽、上升运动及不稳定层结均出现在850 hPa以上。雷雨型和雷打雪型距离冷锋超过100 km以上,强对流型不足100 km。(3)850 hPa是风场转换的重要层次。强对流型850 hPa露点温度(T_(d850))、K指数、850 hPa与500 hPa温差(ΔT_(85))、850 hPa假相当位温(θ_(se850))、西南急流厚度和强度(I700)、切变线强度(S_(850))最大,中低层(850~700 hPa)垂直风切变(SL78)最小;雷打雪型对水汽和不稳定能量的要求最低,SL78最大。

关键词：冷季高架雷暴环境参数箱线图

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基于神经网络模型胶凝砂砾石渗透性能研究

水电能源科学 2024年第3期42卷 110-114页

作者：韩立炜陈明华北水利水电大学水利学院河南郑州450046

以胶凝砂砾石(CSG)为例,通过119组试验试块进行渗透试验测定,形成了CSG的28天渗透系数的数据集。数据集中有119组渗透系数数据,其中最小值为3.41×10^(-5)cm/s,最大值为27.812×10^(-5)cm/s。数据主要集中在3×10^(-5)~22×10^(-5)cm/s... 详细信息

以胶凝砂砾石(CSG)为例,通过119组试验试块进行渗透试验测定,形成了CSG的28天渗透系数的数据集。数据集中有119组渗透系数数据,其中最小值为3.41×10^(-5)cm/s,最大值为27.812×10^(-5)cm/s。数据主要集中在3×10^(-5)~22×10^(-5)cm/s范围内,约占总样本数的97%。根据箱线图确定去除异常值并通过偏态峰度检验、K-S检验和分布图结果,可认为CSG材料的渗透系数数据服从正态分布规律。在此基础上,使用BP和GABP神经网络模型进行渗透系数预测,并对两种模型的预测精度进行比较。结果表明,GABP估计模型的精度略优于BP模型。CSG渗透系数实际值与预测值吻合较好,说明预测效果较好。

关键词：胶凝砂砾石渗透系数箱线图正态分布神经网络

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基于孤立森林的取水数据异常值检测

水电能源科学 2024年 29-32+59页

作者：徐浩刘怀利瞿暄安徽省(水利部淮河水利委员会)水利科学研究院

为快速准确地检测出供水企业取水量数据的异常值,提出了基于孤立森林的无监督学习算法,以安徽省水资源取水监测平台提供的A～D四个供水企业取水量数据为例,并通过试验将其与传统箱线图法和有监督学习的k近邻算法进行比较。结果表明,基... 详细信息

为快速准确地检测出供水企业取水量数据的异常值,提出了基于孤立森林的无监督学习算法,以安徽省水资源取水监测平台提供的A～D四个供水企业取水量数据为例,并通过试验将其与传统箱线图法和有监督学习的k近邻算法进行比较。结果表明,基于孤立森林的无监督学习算法因其独特的树状结构,使其在进行点异常值检测时平均F1、AAUC值分别达到0.963 0、0.998 0,较k近邻算法分别高约56.40%、22.47%,较箱线图法分别高约18.92%、9.70%。虽然模拟区间异常取水行为时,基于孤立森林的无监督学习算法性能有所下降,但稳定性仍优于k近邻算法和箱线图法,这表明在异常数据类型检测方面基于孤立森林的无监督学习算法具有一定优越性。

关键词：异常值检测取水量孤立森林 k近邻箱线图

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池州地区冬季固态降水相态判别指标研究

气象与环境科学 2024年第2期47卷 9-15页

作者：孙卉吴语燕宣普蔡茶花王惠张明明池州市气象局安徽池州247100 青阳县气象局安徽青阳242800

采用池州站地面气象观测资料,遴选出20032019年冬半年固态降水过程。根据T-mode主成分分析(TPCA)法,将冬半年环流形势分为一槽一脊型(Ⅰ型)、纬向波动型(Ⅱ型)和两槽一脊型(Ⅲ型)。其中,Ⅰ型的占比最多(45.2%),Ⅱ型的次之(28.8%),Ⅲ型... 详细信息

采用池州站地面气象观测资料,遴选出20032019年冬半年固态降水过程。根据T-mode主成分分析(TPCA)法,将冬半年环流形势分为一槽一脊型(Ⅰ型)、纬向波动型(Ⅱ型)和两槽一脊型(Ⅲ型)。其中,Ⅰ型的占比最多(45.2%),Ⅱ型的次之(28.8%),Ⅲ型的占比最少(25.9%)。池州地区固态降水主要受中路冷空气影响。统计固态降水过程中的4种降水相态:雨、雨夹雪、雪、直接降雪,共得到降雨样本43个,雨夹雪样本54个,降雪样本39个,直接降雪样本52个,分别统计其出现时间;再根据箱线图法,使用ERA5资料中的高空各层温度、0℃高度、厚度层结,以及气象观测站的地面温度等进行分析,得出判别指标,并进行检验。结果表明:t_(1000hPa)266 m为雨;H_(700-850hPa)雨雪转换临界值为154 dagpm,153 dagpm以下为直接降雪,H_(850-1000hPa)<129 dagpm为纯雪,128 dagpm以下时为直接降雪;雨夹雪判别指标不明,其中地面气温效果相对较好。

关键词：降水相态 T-mode主成分分析判别指标箱线图厚度层结

高中统计新面孔“百分位数”:内涵、计算与教学

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中学数学教学 2024年第2期 1-6页

作者：张志刚山东省宁阳县复圣中学 271400

《普通高中数学课程标准(2017年版2020年修订)》新增百分位数的内容要求,本文阐述了百分位数的基本内涵和育人价值,结合实例探究了从原始数据和分组数据计算百分位数的方法和程序,讨论了依据四分位数绘制的箱线图的多重功能.建议教学中... 详细信息

《普通高中数学课程标准(2017年版2020年修订)》新增百分位数的内容要求,本文阐述了百分位数的基本内涵和育人价值,结合实例探究了从原始数据和分组数据计算百分位数的方法和程序,讨论了依据四分位数绘制的箱线图的多重功能.建议教学中依托具体案例进行数据分析,科学合理使用现代统计软件,强化用样本估计总体的思想,整体把握统计的学科逻辑.

关键词：百分位数箱线图数据分析决策

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新课标下初中统计领域新增内容教学探索

教育研究与评论（中学教育教学） 2024年第4期 34-38页

作者：徐德同江苏省教育科学研究院 210013

《义务教育数学课程标准(2022年版)》初中统计领域的课程,新增了“数据分组的原则”和“箱线图与百分位数”的内容。增加前者,立足于大数据时代的特征,体现了课程的时代性。相关的教学建议有:引导学生感悟数据分组的必要性;让学生适应... 详细信息

《义务教育数学课程标准(2022年版)》初中统计领域的课程,新增了“数据分组的原则”和“箱线图与百分位数”的内容。增加前者,立足于大数据时代的特征,体现了课程的时代性。相关的教学建议有:引导学生感悟数据分组的必要性;让学生适应信息化生态,形成大数据思维;激发学生探索分组准则的求知欲。增加后者,进一步完善了初中生对统计图表的认识,有利于形成整体的知识结构。相关的教学建议有:让学生通过实例制作,感悟箱线图的结构特征;让学生通过知识拓展,形成完整的认知结构。

关键词：初中数学统计领域数据分组箱线图

融合周期变化和多尺度特征的组合模型园区能耗预测

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城市建设理论研究(电子版) 2024年第3期 184-186页

作者：梁文建石卫兵韩玉稳戴峰马亚文中车青岛四方机车车辆股份有限公司云南省机电一体化应用技术重点实验室南通市中央创新区建设投资有限公司元始智能科技(南通)有限公司

建筑能耗是能源消耗的三大领域之一，其中工业园区能耗又是建筑能耗中的主要组成部分。随着经济发展和城镇化进程的推进，工业园区数量增长迅速，对资源环境造成了很大的影响。因此，对园区能耗进行科学地预测，是园区节能、实现双碳目... 详细信息

建筑能耗是能源消耗的三大领域之一，其中工业园区能耗又是建筑能耗中的主要组成部分。随着经济发展和城镇化进程的推进，工业园区数量增长迅速，对资源环境造成了很大的影响。因此，对园区能耗进行科学地预测，是园区节能、实现双碳目标的重要支撑条件。基于此，提出一种基于CNN-LSTM组合模型的高铁制造园区能耗融合预测模型。为保证数据的有效性，利用箱线图筛选异常值点，并利用ARIMA和CNN-LSTM的预测值作为融合模型的输入，同时利用深度学习模型预测的准确率和ARIMA拟合趋势的吻合度进行权重分配。实验结果表明，相较于对比模型，本文所提模型的预测值与实际值的相对误差平均降低了7.7%，为高铁制造园区节能提供决策依据。

关键词：能耗预测箱线图 ARIMA CNN-LSTM