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滑动移除小波分析法在动力学结构突变检验中的应用

孙东永 张洪波 王义民

滑动移除小波分析法在动力学结构突变检验中的应用

孙东永, 张洪波, 王义民
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  • 标度指数计算的即时性与准确性对相关时间序列的动力学结构突变分析至关重要,然而现有方法在即时性与准确性上一直无法兼顾.将小波分析方法与滑动移除窗口技术相融合,提出一种新的动力学结构突变检测方法滑动移除小波分析法.通过选取不同的滑动移除窗口,分别对构建的线性、非线性理想时间序列进行动力学结构突变分析,结果表明不论是线性时间序列还是非线性时间序列,滑动移除小波分析能够准确地检测到序列的动力学结构突变点及突变区间,对于滑动移除窗口长度依赖性较小,具有很强的稳定性,而且在计算速度上明显优于滑动移除重标极差和滑动移除方差分析方法,将在大数据处理中具有一定的优势.同时分别对线性、非线性理想时间序列添加高斯白噪声,结果表明滑动移除小波分析具有很强的抗噪能力,能够准确地检测到加噪后序列的突变点.对佛坪站日最高温度实测资料的动力学结构突变的准确检测进一步验证了该方法的有效性.滑动移除小波分析法可为具有相关性的系统动力学结构突变的快速、准确检测提供一种途径.
      通信作者: 张洪波, honeber@126.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金(批准号:51409005)、国家自然科学基金重大项目(批准号:51190093)、国家自然科学基金(批准号:51379014)和中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:310829161008)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-11-28
  • 修回日期:  2016-12-20
  • 刊出日期:  2017-04-05

滑动移除小波分析法在动力学结构突变检验中的应用

  • 1. 长安大学环境科学与工程学院, 旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室, 西安 710054;
  • 2. 西安理工大学水利水电学院, 西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地, 西安 710048
  • 通信作者: 张洪波, honeber@126.com
    基金项目: 

    国家自然科学基金青年科学基金(批准号:51409005)、国家自然科学基金重大项目(批准号:51190093)、国家自然科学基金(批准号:51379014)和中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:310829161008)资助的课题.

摘要: 标度指数计算的即时性与准确性对相关时间序列的动力学结构突变分析至关重要,然而现有方法在即时性与准确性上一直无法兼顾.将小波分析方法与滑动移除窗口技术相融合,提出一种新的动力学结构突变检测方法滑动移除小波分析法.通过选取不同的滑动移除窗口,分别对构建的线性、非线性理想时间序列进行动力学结构突变分析,结果表明不论是线性时间序列还是非线性时间序列,滑动移除小波分析能够准确地检测到序列的动力学结构突变点及突变区间,对于滑动移除窗口长度依赖性较小,具有很强的稳定性,而且在计算速度上明显优于滑动移除重标极差和滑动移除方差分析方法,将在大数据处理中具有一定的优势.同时分别对线性、非线性理想时间序列添加高斯白噪声,结果表明滑动移除小波分析具有很强的抗噪能力,能够准确地检测到加噪后序列的突变点.对佛坪站日最高温度实测资料的动力学结构突变的准确检测进一步验证了该方法的有效性.滑动移除小波分析法可为具有相关性的系统动力学结构突变的快速、准确检测提供一种途径.

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