现代时间序列分析方法

现代时间序列分析方法（精选12篇）

现代时间序列分析方法 篇1

电力公司机房通常会放置主服务器、工作站、交换机、核心路由器等各种设备, 这些设备耗电量、发热量都非常大。据统计, 在基准温度情况下, 温度每升高10℃, 计算机的可靠性就下降25%。另外, 如果计算机机房室内湿度过高, 就会在计算机元件上形成凝结的水滴, 导致设备寿命变短。因此, 为了保障机房的安全, 保障电力自动化信息系统安全、稳定、可靠地运行, 规范机房环境, 最大程度避免由此带来的安全风险, 需要将机房的温度和湿度控制在适宜范围内。

机房精密空调是能够充分满足机房环境条件要求的机房专用精密空调机, 它不但可以控制机房温度, 也可以同时控制湿度, 因此也称为恒温恒湿空调。根据实际需求, 国网天津滨海公司每个机房中配备四台精密空调设备以保障机房设备安全稳定运行。

1 现状分析

国网天津滨海公司自动化运维班现有吉林路调控机房、滨海配调机房、滨海调控机房、春华路地调备调机房, 共4个机房16台机房精密空调, 用于保持机房恒定温度及湿度。

目前, 巡视人员根据《国网天津滨海公司自动化机房管理制度》, 每周定期对机房进行巡视。如果空调发生故障, 只能依靠每周巡视或机房室内温度升高后的报警来发现, 发现故障后, 巡视人员通知空调维护人员到达现场, 判断故障原因进行维修, 不仅占用了大量的人力物力财力资源, 而且存在排除故障耗时过长的问题。

选取2013年1月到2013年3月间发生的空调故障6起, 对其空调故障响应时间总耗时进行统计, 如表1所示:

从表1中可以看出, 国网天津滨海公司空调故障平均响应时间竟然高达147小时, 这将成为服务器安全稳定运行的隐患。

空调故障响应时间是指从空调报警信号发出, 到巡视人员发现、维护人员判断查找、维护人员进行维修、核实分析、到填写记录的时间, 其示意图如图1所示。其中, 故障发现时间是指从故障发生到巡视人员到达现场并发现故障报警的时间。

各步骤所占时间的比例如下:

从表1和图2中, 我们不难发现故障发现时间为98.7小时, 所占比例最大;其次是现场维修时间, 为48.0小时, 而判断查找、核实分析与填写记录时间之和却不足1小时, 几乎可以忽略。现场维修时间包括厂家维修人员到达现场和现场维修的时间, 其中大部分时间消耗在路途上, 这部分时间对运维人员来说不可控, 没有进一步压缩的空间。因此, “故障发现时间长”是造成空调故障响应时间长的主要因素。

2 原因分析

针对故障发现时间长的问题, 对现有调控系统、配调系统及地调备调系统等同样具有设备状态检测及告警功能的系统进行调查, 其结果如表2所示。

从表2中我们不难看出, 调控系统、配调系统及地调备调系统从故障出现到责任人收到通知后到达现场核实的平均时间不超过3小时, 这主要是因为这三个系统都具备故障告警和短信通知的功能, 一旦发生故障, 故障告警装置发出的报警信号立即通过短信发送平台将故障信息发送给相关责任人, 整个过程不需人工参与, 因此, 故障发现时间不超过3小时。

自2005年精密空调投入运行以来, 自动化运维班一直采用人工巡视方法来发现空调故障, 已8年没有过改革。另外, 目前已经投运的机房监控系统中具备实时监控功能, 在机房中也安装了摄像头实时监控机房内部情况, 存在由现代信息技术取代人工巡视的可能。对于精密空调而言, 告警功能应当具备能够使运维人员短时得知故障告警的能力。因此, 缩短空调故障响应时间是可行的。

3 对策制定与实施

3.1 对策比较与确定

通过以上分析, 并结合现场的实际情况, 提出了两种可选方案:

3.1.1 方案一

现有机房集中监控系统 (简称:机房监控系统) 是将自动化机房相关所有资源进行有效的整合集成, 实现对机房环境的实时监控, 比如温度、湿度、漏水、机房UPS、视频等;如有报警信息可及时以发出报警声音、拨打报警电话等多种方式及时通报值班员及相关责任人, 并具有远程查看、监视等功能。实现了机房环境及运行状态的自动监控, 提高了自动化系统的运行管理水平。机房监控系统可连接机房集中监控系统综合报警平台, 该报警平台可以通过设置报警数据源, 根据机房集中监控系统中各功能模块监视状态进行短信报警。

根据现有机房监控系统的功能, 可以新加精密空调检测系统这一子系统, 实时查看空调运行参数、空调报警与状态、空调设定参数和空调运行状态, 并在空调异常状态时通过短信报警功能, 及时联系相关责任人。本方案在硬件上仅需铺设通讯电缆, 在软件上仅需增加一个模块, 将空调报警信号接入已有系统, 无论经济成本还是技术成本都较低。接入空调报警信号后机房监控系统示意图如图3所示。

3.1.2 方案二

在技术上仅需把空调报警信号与报警铃信号连接起来, 但是却需要24小时的人力成本, 仍是建立在原有的人工巡视的基础上进行的改进, 并未完全节省人力资源, 而且一旦报警铃损坏, 运维人员很难发现空调故障。另外, 警铃报警只能发现空调故障, 并不能报出具体故障信息。其示意图如图4所示。

根据上述描述, 从故障发现时间、可实施性、改造时间、所需费用、人力成本、实用效果和可靠性六个方面来对比两种方案, 结果如表3所示。

从表3中, 可以看出, 方案一和方案二在故障发现时间、改造时间、所需费用上的差别不大, 而在人力成本、实用效果和可靠性上, 方案一优势更加明显, 因此, 选用方案一为实施方案, 即将精密空调告警系统接入机房监控系统中。

3.2 实施方案

将精密空调告警系统接入机房监控系统, 需按照以下几步实施:

(1) 第一步:选择规约。上位机监控协议可选Vlcty、HN (Hironet) 、IGM (ECA2) 。根据空调提供的MIB库数据量和主站支持协议种类, 选择Vlcty规约。该软件是基于Web浏览器的人机界面、监控及数据采集软件, 可运行在基于TCP/IP网络协议的网络上。

(2) 第二步:编写接口程序。根据空调提供的MIB库 (约500个测信点) , 编写接口程序, 定义空调状态数据库 (与空调MIB库一一对应) 。

(3) 第三步:通过现场测量, 铺设通讯电缆, 连接精密空调与机房监控设备。

精密空调自带通讯卡, 该卡具备网络接口, 提供以太网传输功能。将通讯电缆一侧连接该卡的网口, 另一侧连接交换机, 最终接入机房集中监控系统。

(4) 第四步:后台通讯组件调试。

通讯卡必须进行设置后才能和后台监控系统通用。调试过程包括设置超级终端、设置通讯卡和设置通讯卡SNMP参数。

(5) 第五步:系统测试。

(6) 第六步:验收投运。

4 实施效果分析

改进方案实施后, 在2013年9-11月间, 我们对故障响应时间进行了统计, 并与改造前进行对比, 如表4所示。

通过以上分析, 改进方案实施后, 空调故障发现时间由98.7小时减少到了2.5小时, 相应地, 故障响应时间由147.4小时减少到了98.7小时, 改进成效显著。

5 结语

滨海新区作为国家级新区和国家综合改革配套试验区, 其迅速的发展离不开充足的电力供应。而精密空调为机房中的电子仪器提供恒温、恒湿、洁净的环境, 如果机房的环境不适合, 将对数据处理和存储工作产生负面影响, 可能使数据运行出错、宕机, 甚至使系统故障频繁而彻底关机, 对电网的安全稳定运行是一个极大的威胁。本文通过建立精密空调的在线监测系统, 减少了空调故障的响应时间, 对设备的安全稳定运行起到了促进作用, 为滨海新区的滕飞起到了巨大的保障作用。

参考文献

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[7]崔旭, 王长东, 孙红.自动化机房监控系统原理与应用[J].华章, 2012.

现代时间序列分析方法 篇2

1.辐射的发射：指物质吸收能量后产生电磁辐射的现象。

2.俄歇电子：X射线或电子束激发固体中原子内层电子使原子电离，此时原子(实际是离子)处于激发

态，将发生较外层电子向空位跃迁以降低原子能量的过程，此过程发射的电子。

3.背散射电子：入射电子与固体作用后又离开固体的电子。

4.溅射：入射离子轰击固体时，当表面原子获得足够的动量和能量背离表面运动时，就引起表面粒

子（原子、离子、原子团等）的发射，这种现象称为溅射。

5.物相鉴定：指确定材料（样品）由哪些相组成。

6.电子透镜：能使电子束聚焦的装置。

7.质厚衬度：样品上的不同微区无论是质量还是厚度的差别，均可引起相应区域透射电子强度的改

变，从而在图像上形成亮暗不同的 区域，这一现象称为质厚衬度。

最大）向短波方8.蓝移：当有机化合物的结构发生变化时，其吸收带的最大吸收峰波长或位置（向移动，这种现象称为蓝移（或紫移，或“向蓝”）。

9.伸缩振动：键长变化而键角不变的振动，可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动。

10.差热分析：指在程序控制温度条件下，测量样品与参比物的温度差随温度或时间变化的函数关系的技术。

二、填空题（共20分，每小题2分。）

1.电磁波谱可分为三个部分，即长波部分、中间部分和短波部分，其中中间部分包括（红外线）、（可见光）和（紫外线），统称为光学光谱。

2.光谱分析方法是基于电磁辐射与材料相互作用产生的特征光谱波长与强度进行材料分析的方法。

光谱按强度对波长的分布（曲线）特点（或按胶片记录的光谱表观形态）可分为（连续）光谱、（带状）光谱和（线状）光谱3类。

3.分子散射是入射线与线度即尺寸大小远小于其波长的分子或分子聚集体相互作用而产生的散射。

分子散射包括（瑞利散射）与（拉曼散射）两种。

4.X射线照射固体物质(样品)，可能发生的相互作用主要有二次电子、背散射电子、特征X射线、俄

歇电子、吸收电子、透射电子

5.多晶体（粉晶）X射线衍射分析的基本方法为（照相法）和（X射线衍射仪法）。

6.依据入射电子的能量大小，电子衍射可分为（高能）电子衍射和（低能）电子衍射。依据

电子束是否穿透样品，电子衍射可分为（投射式）电子衍射与（反射式）电子衍射。

2≠0）。F7.衍射产生的充分必要条件是（(衍射矢量方程或其它等效形式)加

8.透射电镜的样品可分为（直接）样品和（间接）样品。

9.单晶电子衍射花样标定的主要方法有（尝试核算法）和（标准花样对照法）。

10.扫描隧道显微镜、透射电镜、X射线光电子能谱、差热分析的英文字母缩写分别是（stm）、（tem）、（xps）、（DTA）。

11.X 射线衍射方法有、、和。

12.扫描仪的工作方式有 和 两种。

13.在 X 射线衍射物相分析中，粉末衍射卡组是由 委员会编制，称为 JCPDS 卡片，又称为 PDF 卡片。

14.电磁透镜的像差有、、和。

15.透射电子显微镜的结构分为。

16.影响差热曲线的因素有、、和。

三、判断题，表述对的在括号里打“√”，错的打“×”（共10分，每小题1分）

1.干涉指数是对晶面空间方位与晶面间距的标识。晶面间距为d110/2的晶面其干涉指数为（220）。

（√）

2.倒易矢量r*HKL的基本性质为：r*HKL垂直于正点阵中相应的（HKL）晶面，其长度r*HKL等于(HKL)之

晶面间距dHKL的2倍。（×）倒数

3.分子的转动光谱是带状光谱。（×）线状光谱

4.二次电子像的分辨率比背散射电子像的分辨率低。（×）高

5.一束X射线照射一个原子列（一维晶体），只有镜面反射方向上才有可能产生衍射。（×）

6.俄歇电子能谱不能分析固体表面的H和He。（√）

7.低能电子衍射（LEED）不适合分析绝缘固体样品的表面结构。（√）

8.d-d跃迁受配位体场强度大小的影响很大，而f-f跃迁受配位体场强度大小的影响很小。（√）

9.红外辐射与物质相互作用产生红外吸收光谱必须有分子极化率的变化。（×）

10.样品粒度和气氛对差热曲线没有影响。（×）

四、单项选择题（共10分，每小题1分。）

1.原子吸收光谱是（A）。

A、线状光谱 B、带状光谱 C、连续光谱

2.下列方法中，（A）可用于测定方解石的点阵常数。

A、X射线衍射线分析 B、红外光谱 C、原子吸收光谱 D 紫外光谱子能谱

m)的物相鉴定，可以选择（D）。3.合金钢薄膜中极小弥散颗粒(直径远小于

1A、X射线衍射线分析 B、紫外可见吸收光谱 C、差热分析 D、多功能透射电镜

4.几种高聚物组成之混合物的定性分析与定量分析，可以选择（A）。

A、红外光谱 B、俄歇电子能谱 C、扫描电镜 D、扫描隧道显微镜

5.下列（B）晶面不属于[100]晶带。

A、（001）B、（100）C、（010）D、（001）

6.某半导体的表面能带结构测定，可以选择（D）。

A、红外光谱 B、透射电镜 C、X射线光电子能谱 D 紫外光电子能谱

7.要分析钢中碳化物成分和基体中碳含量，一般应选用（A）电子探针仪，A、波谱仪型 B、能谱仪型

8.要测定聚合物的熔点，可以选择（C）。

A、红外光谱 B、紫外可见光谱 C、差热分析 D、X射线衍射

9.下列分析方法中，（A）不能分析水泥原料的化学组成。

A、红外光谱 B、X射线荧光光谱 C、等离子体发射光谱 D、原子吸收光谱

10.要分析陶瓷原料的矿物组成，优先选择（C）。

A、原子吸收光谱 B、原子荧光光谱 C、X射线衍射 D、透射电镜

11．成分和价键分析手段包括【 b 】

（a）WDS、能谱仪（EDS）和 XRD（b）WDS、EDS 和 XPS

（c）TEM、WDS 和 XPS（d）XRD、FTIR 和 Raman

12．分子结构分析手段包括【 a 】

（a）拉曼光谱（Raman）、核磁共振（NMR）和傅立叶变换红外光谱（FTIR）（b）NMR、FTIR 和 WDS

（c）SEM、TEM 和 STEM（扫描透射电镜）（d）XRD、FTIR 和 Raman

13．表面形貌分析的手段包括【 d 】

（a）X 射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）(b)SEM 和透射电镜（TEM）(c)波谱仪（WDS）和 X 射线光电子谱仪（XPS）(d)扫描隧道显微镜（STM）和

SEM

14．透射电镜的两种主要功能：【 b 】

（a）表面形貌和晶体结构（b）内部组织和晶体结构

（c）表面形貌和成分价键（d）内部组织和成分价键

五、简答题（共40分，每小题8分）

答题要点：

1.简述分子能级跃迁的类型，比较紫外可见光谱与红外光谱的特点。

答：分子能级跃迁的类型主要有分子电子能级的跃迁、振动能级的跃迁和转动能级的跃迁。紫外可见光谱是基于分子外层电子能级的跃迁而产生的吸收光谱，由于电子能级间隔比较大，在产生电子能级跃迁的同时，伴随着振动和转动能级的跃迁，因此它是带状光谱，吸收谱带（峰）宽缓。而红外光谱是基于分子振动和转动能级跃迁产生的吸收光谱。一般的中红外光谱是振-转光谱，是带状光谱，而纯的转动光谱处于远红外区，是线状光谱。

2.简述布拉格方程及其意义。）的相互关系，是X射线衍射产生的必要条件，是晶体结构分析的基本方程。）和波长（）与反射晶面面间距（d）及入射线方位（。其意义在于布拉格方程表达了反射线空间方位（=为X射线的波长。干涉指数表示的布拉格方程为2dHKLsin为掠射角或布拉格角，，式中d为（hkl）晶面间距，n为任意整数，称反射级数，=n答：晶面指数表示的布拉格方程为2dhklsin

3.为什么说扫描电镜的分辨率和信号的种类有关？试将各种信号的分辨率高低作一比较。

二次电子像（几nm，与扫描电子束斑直径相当）答：扫描电镜的分辨率和信号的种类有关，这是因为不同信号的性质和来源不同，作用的深度和范围不同。主要信号图像分辨率的高低顺为：扫描透射电子像（与扫描电子束斑直径相当）>背散射电子像（50-200nm）> 特征X射图像（100nm-1000nm）。吸收电流像

4.要在观察断口形貌的同时，分析断口上粒状夹杂物的化学成分，选择什么仪器？简述具体的分析方

法。

答：要在观察断口形貌的同时，分析断口上粒状夹杂物的化学成分，应选用配置有波谱仪或能谱仪的扫描电镜。具体的操作分析方法是：先扫描不同放大倍数的二次电子像，观察断口的微观形貌特征，选择并圈定断口上的粒状夹杂物，然后用波谱仪或能谱仪定点分析其化学成分（确定元素的种类和含量）。

5.简述影响红外吸收谱带的主要因素。

答：红外吸收光谱峰位影响因素是多方面的。一个特定的基团或化学键只有在和周围环境完全没有力学或电学偶合的情况下，它的键力常数k值才固定不变。一切能引起k值改变的因素都会影响峰位变化。归纳起来有：诱导效应、共轭效应、键应力的影响、氢键的影响、偶合效应、物态变化的影响等。

6．透射电镜主要由几大系统构成? 各系统之间关系如何?

答：四大系统:电子光学系统,真空系统,供电控制系统,附加仪器系统。

其中电子光学系统是其核心。其他系统为辅助系统。

7．透射电镜中有哪些主要光阑? 分别安装在什么位置? 其作用如何?

答：主要有三种光阑：

①聚光镜光阑。在双聚光镜系统中,该光阑装在第二聚光镜下方。作用:限制照明孔径角。

②物镜光阑。安装在物镜后焦面。作用: 提高像衬度；减小孔径角，从而减小像差；进行暗场成像。

③选区光阑:放在物镜的像平面位置。作用: 对样品进行微区衍射分析。

8．什么是消光距离? 影响晶体消光距离的主要物性参数和外界条件是什么?

答：消光距离:由于透射波和衍射波强烈的动力学相互作用结果，使I0和Ig在晶体深度方向上发生周期性的振荡，此振荡的深度周期叫消光距离。

现代时间序列分析方法 篇3

摘要：居民消费价格指数反映了居民家庭购买消费商品及服务的价格水平的变动情况，影响着政府制定货币、财政、消费、价格等政策，同时，也直接反映了居民的生活水平及其评价。文章根据一种基于线性时间准确划分方法的变点分析理论对我国居民消费价格指数进行实证分析，利用BIC准则判断序列变点个数，并估计变点位置。最后，讨论了全国居民消费价格指数变点发生的影响因素及波动特征。

关键词：CPI指数；变点分析；BIC准则；时间序列；经济形势

一、 引言

居民消费价格指数（Consumer Price Index，CPI），是一个用来反映居民家庭购买的消费商品和服务价格水平变化情况的宏观经济指标。它主要是度量消费商品和服务项目的价格水平随时间的变动情况。物价是广大人民最为关心的问题之一。一方面它与居民的生活密切相关，在整个国民经济价格体系中占据重要的地位。另一方面它也是政府监控价格整体水平、进行经济分析和决策以及国民经济核算的一个重要衡量指标。

随着我国经济改革开放的不断推进，影响日常生活物价波动的因素越来越复杂。造成物价波动的原因，不仅是由于存在货币超发或紧缩、生产成本升高、供需不平衡等因素，也与国际市场价格变化、游资投机和炒作等经济行为有关，而且国际因素对我国CPI指数的影响程度也越来越深。然而，频繁的物价波动非常不利于经济的健康发展。既然CPI指数影响着政府制定财政、货币、消费、价格等众多相关政策，同时又反映居民的生活水平及其评价。所以，准确地分析CPI指数的变化规律，具有十分重要的理论价值和现实意义。国内很多学者对我国的CPI指数进行了研究分析。陈娟和余灼萍（2004）对我国CPI的年度数据建立了模型，并进行了一步预测。谢佳利等人（2008）利用时间序列模型对CPI指数变化进行建模研究，该时间序列模型较优地反映了CPI变化规律且相对误差控制在1%之内，能够得到准确的预测。朱厚岩等人（2013）运用ARCH模型分析了我国居民消费价格指数的变化规律，探究我国CPI指数变动的影响因素，并进行了动态预测；结果发现CPI指数同比增长率（SCPI）与其滞后一期有着极强的线性相关关系。陈镇坤、刘金山（2015）运用贝叶斯方法对CPI经济时间序列进行建模分析，该方法利用经济领域的专家学者提供的先验预测信息，可以更好地结合模型的预测信息和专家的先验信息进行推断，从而获得更加合理的CPI预测值。

物价的频繁变动，不仅会影响居民的日常生活，更不利于国家经济的健康发展。分析CPI的波动情况，掌握其变化规律及波动特征，对于政府更好地掌握物价的波动周期和经济政策的调控力度，确保物价稳定等方面都具有重要的指导作用。变点分析统计学前沿研究的热点问题，属于统计学中一个较新的领域，对我们了解事物变化规律、制定相关对策有着重要意义。因此，本文计划利用变点理论对我国CPI指数进行分析，研究CPI的变化及其影响。孙军等人（2001）研究了经济序列中的变点贝叶斯分析问题。谭常春（2007）研究了变点问题在经济、金融中的应用。钟颖、田茂再（2008）讨论了稀有事件变点问题的贝叶斯分析方法。王维国等人（2010）讨论了我国GDP时间序列的变点问题，采用贝叶斯因子对GDP变点个数进行判断，结果发现变点与经济发展阶段基本吻合。刘伟棠（2015）利用多变点理论对我国CPI指数变点进行了检验，利用动态规划原理得到最优分段及变点的估计，讨论了CPI指数发生的影响因素及波动特征。上述的这些方法在研究过程中都会遇到一些计算复杂或估计准确度不高的问题。Killick等人（2012）提出了一种基于时间线性组合的准确划分方法来进行变点判断。准确划分方法主要是通过最小化一个损失函数来获取最优变点个数和位置，该方法计算简便并且准确，特别是在大数据情形下具有很大的计算优势。因此，本文利用这一方法对我国2000年～2014年CPI月度指数进行建模，进行变点分析。

二、 模型与方法

变点问题一直以来是统计中的一个热门课题。变点问题最初是从工业上质量控制中提出来的，人们从生产线上抽检生产产品来检测产品的质量是否发生显著变化。所谓变点，从统计学意义上来说，即是“数据中的某个或某些量起突然改变数据结构的点”。具体是指，对于一个随机变量序列{Y（t），t∈T}，如果存在某一个时间点，使得序列中在这个时间点前的数据服从一种概率分布f（Y），而在这个时间点后的数据服从另一种概率分布g（Y）（或分布相同而参数不同），则称该时间点为这个随机序列中的一个变点。所以，一个变点分析问题具体包含有两个方面的内容：一是确定是否存在变点；二是估计未知变点的确切位置。在应用方面，变点问题不但在工业自动质量控制中有大量的实际应用，现在已经发展到在许多领域都有应用，如经济、金融、医学和气象学等方面都有很多的应用背景。

假设有序列{y1，…，yn}，序列具有m个变点，m是未知数，这m个变点相对应的位置为{？子1，…，？子m}，则？子j，j=1，…，m满足1？燮？子j？燮n-1，且？子j是整数。假设？子0=0，？子m+1=n，且？子j<？子k，当j对于序列{y1，…，yn}的变点分析则可以通过最小化下式得到，■R（y？子j-1+1，…，y？子j）+？茁f（m）（1）

其中，R（·）是一个损失函数，？茁f（m）是惩罚项。通常，损失函数具体可以选择负对数似然函数、平方损失或者累积和函数。惩罚项一般选用变点数的线性组合，即？茁f（m）=？茁m。惩罚因子？茁的确定则与选取的准则有关，如在AIC信息准则下，？茁=2；在BIC信息准则下，？茁=log（n）。

针对（1）的最小化问题，很多研究工作者进行了相关的研究工作。Scott和Knott（1974）提出了二元分段方法，该方法的优点是计算便捷，只需要O（nlogn）的复杂度，但缺点是每次只能识别一个变点；Auger和Lawrence（1989）提出了区间近邻方法，该方法利用动态规划思想对所有区间进行搜索，但计算较为复杂；Jackson等人（2005）提出了最优划分法。最优划分方法在计算复杂度上优于区间近邻方法，但远没有达到二元分段方法的简便，尤其是在数据量较大的情况下，计算依旧复杂。Killick等人（2012）在最优划分法的基础上提出了一种线性时间准确划分方法（Pruned Exact Linear Time，PELT），在一定条件下，该方法的计算复杂度只需要O（n），能够更准确有效地判断序列中存在的多个变点以及变点位置，计算简单有效。

三、 中国CPI指数的变点分析

1. 数据描述与分析。在本节中，我们将PELT变点分析方法应用于我国CPI指数的分析，通过寻找序列的变点，对CPI的波动特征进行分析。我们选取了我国2000年1月～2014年12月CPI指数（上年同月=100），共有n=180个数据。数据来源于国家统计局数据中心。令yt表示第t月的CPI指数。我们首先观察指数序列的时间变化趋势。图1给出了CPI指数随时间变化的走势图。

从图1可以看出，2000年～2014年我国CPI指数存在明显的波动，同时又具有一定的周期规律性。我们利用PELT变点分析方法进行分析。根据（1）式建立模型，其中R（y？子j-1+1，…，y？子j）选用负的对数似然函数，惩罚准则选用BIC准则，即？茁f（m）=log（n）m。具体计算利用R软件中的changepoint包进行计算。

经过计算，一共得到了9个变点，BIC=10.38。图2给出了这9变点的位置图。图2中“+”标记的即是变点位置。具体时间点为2003年10月、2005年3月、2006年11月、2007年6月、2008年7月、2008年11月、2009年11月、2010年9月、2012年1月。这9个变点把CPI指数序列分成了10段。

2. 变点原因分析。根据上一小节的变点分析结果，所得的9个变点将2000年～2014年划分成了10个时间段。我们发现，这些变点往往是与当时的经济形式或经济政策密切相关联的，每一段时间往往对应其波动周期。

2000年～2003年期间，由于受到1998年亚洲金融危机的影响，我国经济尚未恢复过来，我国物价总体处于一个较低的稳定水平，CPI 保持低水平涨幅运行，在2003年10以前，同比增长率最高仅为1.7%。从2003年开始，我国CPI整体水平由负转正，主要是2002年下半年开始，我国经济逐渐从1998年亚洲金融危机中复苏及世界经济形势好转。从2003年11月份起到2004年底，CPI同比增长率均在2%以上。这说明变点在2003年10月前后，经济形势好转，CPI结构发生了变化，也就是说2003年10月是一个变点位置。

2003年10月～2005年3月，CPI同比增长最高达到5.3%，最低为1.8%，在2004年下半年，我国CPI虽然保持较高的整体水平，但相比而言出现下降趋势，直至2005年后开始进入较低CPI水平。因此，这一轮的上涨是我国2000年以来第一次较大上涨周期。而2005年下半年与2006上半年，CPI则保持在平均1.3%左右的稳定同比增长水平。由此可见，在2005年初CPI指数前后结构发生变化，即存在变点，时间点具体为2005年3月。

2006年开始，我国房地产快速增长，房价的增长直接带动了我国其他产业价格的快速上涨，同时也带动了整个国内市场商品价格的全面增长。此外，受到我国废除农业税的影响，废止农业税条例的决定极大地促进了农业的发展，进一步促进了经济的发展。2006年11月至2007年6月期间，CPI指数从之前的平稳增长开始进入快速增长阶段，平均涨幅为3.26%。因此，在2006年10月前后，CPI指数发生了结构变化。而在2007年下半年和2008年上半年，随着我国经济的快速发展，到了一个高位运行的状态，同时国际热钱的涌入，使得CPI指数处于高位运行状态，CPI指数涨幅均高于5%，最高达到8.5%。因此，2007年6月为一个变点，在这个时间点前后，CPI指数的增长速度极为不同。而这一轮的增长是我国CPI指数近年来的第二轮上涨

2008年开始，在全球金融危机和国际原油价格大幅度下降的影响下，我国经济环境开始恶化，CPI指数也随之下降。但是由于北京奥运会的召开，我国消费能力和水平还在提高，物价水平和CPI指数并没有严重下滑。因此，2008年7月～2008年11月期间，CPI指数整体涨幅还维持在5%左右水平。我们称这段时间为“北京奥运周期”。而在这段时间前后，CPI指数结构则发生了变化，从较高增幅急剧进入负增长状态。因此，我们可以发现短时间内出现2008年7月和11月两个变点。

进入2009年，由于受全球金融危机的影响，我国CPI指数开始出现了负增长。但是在2010年，物价指数又开始上升。一是在金融危机后，国家出台了多样刺激经济政策，货币政策从紧缩转为宽松，过量的广义货币供应量导致了市场价格上涨；二是受市场上的游资包括外部资金的炒作影响，CPI开始回升。这也是我国2000年以来CPI第三次上涨阶段。因此，2009年底是CPI指数结构变化时间点，具体表现在2009年11月左右。在经过2010年的经济恢复以后，从2010年底开始，CPI指数快速上涨。2010年10月～2011年12月，CPI指数涨幅平均水平达到5.27%。因此，可以认为2010年9月，CPI指数结构前后发生变化。

2012年开始，全国CPI指数开始下降，主要原因是我国货币政策的收缩力度明显加大，国际市场大宗商品价格的下跌和人民币持续升值。这一周期，CPI指数又回到了一个较低涨幅的水平，整体水平维持在2%左右。因此，可以看出2012年1月是一个结构发生变化的时间点。而结合当前的经济形势，这一周期已经持续了三年多的时间，并有可能持续。

四、 结论

本文利用变点分析理论对我国CPI指数进行分析，根据变点可以知道，我国CPI指数的波动特征和变化周期。总体上，自2000年以来，我国CPI共有三个上涨周期和三个下降周期，每次上升必然伴随着下次的下降。每次上涨的周期大约持续23个月左右，而每次下降的周期则持续20个月左右，下降周期一般短于上涨周期。通过变点分析我们发现，CPI指数结构的变化主要集中发生在2004年～2012年间，每一个变化周期基本都是一年左右。这主要是由于这一时间内我国经济形势多变，同时，也可以看出我国政府宏观调控的能力，能够根据多变的经济现状及时做出调整政策。此外，通过变点的分析，我们还发现了CPI周期出现了如北京奥运周期这样的特殊周期。这些都能够对将来的经济发展，经济规划提供参考价值。因此，对我国居民消费价格指数的动态变化进行研究分析，掌握其变化特征和规律，有助于预测CPI走势以及预判突发事件对CPI的影响和对经济形势的影响。

参考文献：

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[5] 陈镇坤，刘金山.基于MCMC的贝叶斯时间序列CPI预测模型[J].统计与决策，2015，（3）：65-67.

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[8] 王维国，王霞，颜敏.时间序列多个突变点的贝叶斯推断——对我国GDP序列的实证分析[J].数学的实践与认识，2010，9（9）：45-53.

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[10] 钟颖，田茂再.稀有事件变点问题的Bayes分析[J].统计与决策，2008，（3）：38-39.

[11] 朱厚岩，梁青青，刘振中.基于ARCH模型的我国CPI变动影响因素分析及其动态预测[J].现代管理科学， 2013，（1）：38-41.

基金项目：国家自然科学基金（项目号：11261009）；北京市社会科学基金重大项目（项目号：15ZDA17）；国家社会科学基金重点项目（项目号：13AZD064）；中国人民大学科学研究基金（中央高校基本科研业务费专项资金资助）项目“大数据统计学基础理论的发展研究”（项目号：15XNL008）。

作者简介：田茂再（1969-），男，土家族，湖南省凤凰县人，中国人民大学统计学院教授、博士生导师，研究方向为数理统计；晏振（1985-），男，汉族，广西壮族自治区玉林市人，中国人民大学统计学院博士生，研究方向为数理统计。

现代时间序列分析方法 篇4

随着社会对电力系统运行的安全性、稳定性以及经济性的要求越来越高, 电力系统用电量预测的重要性也越来越凸显出来。本文依据时间序列法对其进行预测, 时间序列法主要包括移动平均法、季节趋势预测法、指数平滑法、差分平滑法等具体方法, 由于移动平均法只适合于近期且变化较小的情况、季节趋势预测法预测的是季节性变化趋势, 但对2001到2013用电量数据研究, 我们发现, 数据并不符合以上两种情况, 故这两种方法均不适用于电力系统用电量的预测, 因而本文重点分析后两种方法。

本文以西北五省 (区) 用电量的预测为例, 以2001-2012年用电量数据为基准推算2013年用电量, 并与2013年实际用电量相互比较, 从而判断方法的准确性和完整性。查阅中国统计年鉴可得西北五省 (区) 的用电量如表1: (单位:亿千瓦小时) 。

2 指数平滑法预测电力系统用电量

预测模型如下:

在实际计算中, α的取值与函数走向存在一定相关性, 为了取得较小的误差, 经过验证, 本文中除新疆因用电量增长速度较快取α=0.6外, 其余省份均取α=0.195, 可以获得比较好的预测结果。

运用Matlab软件对西北五省 (区) 2001-2012年用电量进行编程预测2013年用电量可得以下数据:陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆五省 (区) 2013年预测值分别为1130、1056、646、800、1470 (单位:亿千瓦小时) , 与实际值比较得到误差分别为1.91%、1.58%、4.44%、1.36%、4.48%。

3 差分平滑法预测电力系统用电量

在运算中, α的值是人为给定的。通过运算检验, 若α取值较小时, 误差相对较大, 会对预测准确性带来不利影响, 通过多次验证, 得到α=0.4时, 误差较小, 对该预测而言相对较为合适。

运用Matlab编程对2001-2012年用电量进行编程预测2013年用电量可得以下数据:陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆五省 (区) 2013年预测值分别为1140、1052、629、724、1552 (单位:亿千瓦小时) , 与实际值相比较可得误差分别为1.04%、1.96%、6.95%、10.73%、0.84%。

4 分析结论

通过Matlab软件编程计算两种方法的误差平均值以及标准差, 通过对两种方法的误差平均值以及标准差分析, 可以得到以下数据, 见表2。

由表2可以得出, 指数平滑法误差平均值较小, 而且标准差较小, 预测相对稳定, 因此从此角度上来说, 指数平滑法在电力系统用电量预测方面具有更高的可靠性。

时间序列法是一种非常重要的预测方法, 将其运用到电力系统用电量的预测中来, 将大大增加电力系统用电量预测的准确性和可行性, 为电力系统的可靠运行打下一个良好的基础。然而, 时间序列法突出时间的重要性, 却对外界影响考虑得相对较少, 因此, 时间序列法在外界情况发生较大改变时并不能准确地进行预测, 这也是运用时间序列法进行电力系统用电量预测时值得注意的。其次, 三次指数平滑法和二阶差分平滑法都存在加权系数的选择问题, 以及只能逐期预测问题。总之, 如果在合适的情况下运用时间序列法进行预测, 结果是具有较高的准确性和参考性的。

参考文献

[1]司守奎, 孙玺菁.数学建模算法与应用[M].北京:国防工业出版社, 2011.

现代时间序列分析方法 篇5

经营决策有三种基本类型：确定型、风险型和非确定型。

一、确定型决策方法

确定型决策方法的应用应具备四个条件：（1）存在决策者期望达到的一个确定型目标。（2）只存在一个确定的自然状态。（3）存在可供决策者选择的两个或两个以上经营方案。（4）不同经营方案在确定状态下的损益值可计算出来。

确定型决策的方法主要有：量本利分析方法、线性规划法、投资报酬率法等。

1．量本利分析方法

量本利分析法是通过分析产品数量（销售量）、生产成本、销售利润三者之间的关系，掌握盈亏变化的规律，指导企业选择能够以最小的成本生产出最多产品并可使企业获得最大利润的经营方案。

量本利分析的前提是存在两种成本（或费用），一种是不随产品数量的变化而变化的成本，叫作固定成本，另一种是随产品数量变化而变化的成本，叫作变动成本。正是由于这两种成本的存在，客观上存在产销量低于一定数量时经营是亏损的（负利润），只有产销量大于一定数量时企业才有利润，且产销量越高利润也越高。当利润为零时的产销量称为盈亏平衡点。

量本利分析模型告诉我们：只有当产品的边际贡献（率）大于零时才存在盈亏平衡点。有时企业产销量达不到盈亏平衡点，企业还会继续生产，这是因为继续生产虽然不能盈利，但可以减少亏损，条件仍然是边际贡献（率）大于零。

2．投资报酬率法

投资报酬率法是根据投资报酬率的高低来评判投资项目是否可行的方法。所谓投资报酬率是指年投资利润总额与投资总额的比，用公式表示如下：

企业利用投资报酬率指标评价投资方案时，通常可以将其与投资者确定的期望投资报酬率相比较，若投资报酬率大于或等于期望的投资报酬率时则为可行性方案。

二、风险型决策方法

风险型决策方法主要用于人们对于未来有一定程度认识、但又不能肯定的情况，但每种自然状态可以根据以前的资料推断各种自然状态出现的概率。

风险型决策的评价方法主要有：决策树法、矩阵汇总法、优先理论法。决策树法是一种用树型图来描述各经营方案在未来收益的情况，从而选择正确方案的方法。其具体步骤如下：

（1）根据可替换经营方案的数目和对未来市场状况的了解，绘出决策树型图。

（2）计算各方案的期望值。具体讲是第一，计算各概率分枝的期望值，用方案在自然状态下的收益值分别乘以各自的概率；第二，将各概率分枝的期望值相加，并将数字记在相应的自然状态点上；第三，考虑各方案所需的投资，比较不同方案的期望收益值；第四，剪去期望值较小的分枝，将保留下来的方案作为被选的决策方案。

三、非确定型决策方法

非确定型决策是在决策的结果无法预料和各种自然状态的概率无法预测的条件下，只能依据经验判断并有限地结合定量分析方法做出的决策。在非确定型决策的过程中，决策者的主观意志和经验判断居于主导地位，因此，决策者采用的标准不同，决策方法就不同。一般来说，非确定型决策的方法主要有乐观法、悲观法、后悔值法、折衷法、等概率法等。

乐观法也叫大中取大法。如果决策者比较乐观，认为未来会出现最好的自然状态，所以不论采用何种经营方案均可能取得该经营方案的最好效果。这种非确定型决策方法又称冒险决策法。

悲观法也称小中取大法。即决策者对于未来比较悲观，认为未来会出现最差的自然状态，因此，企业不论采取何种经营方案，均只能取得该经营方案的最小效果值，所以在决策时首先计算和找出各经营方案在各自然状态下的最小效果值，然后通过比较确定，选择在各最差自然状态下的仍能带来“最大效果”的经营方案。

后悔值法也叫最大最小后悔值法。决策时应首先计算出各自然状态下的后悔值（即用某自然状态下的效果值减去该自然状态下该经营方案的效果值），然后

找出每种经营方案的最大后悔值，并据此对不同经营方案进行比较，选择最大后悔值最小的经营方案作为决策方案。

折衷法也称现实估计值法。这种方法是乐观法和悲观法的折衷，因为完全持乐观的态度是不现实的，而完全从悲观的态度出发又过于保守，也不符合企业经营的思想。

现代包装机械设计方法分析 篇6

关键词：包装机械；设计；应用；创新

在20世纪的70年代，我国开始发展包装机械行业。相比普通的产品，包装机械除开产品本身所包含的含义之外，还包含了形式、延伸、隐形三个方面含义。作为一个技术性行业，包装机械行业的包装技术发挥了重要作用。随着经济的发展，创新包装技术，也有利于包装机械行业的发展。而包装技术的进步也能够提升包装效率、帮助材料的成本节约，实现包装设计的智能化运行和模块化的设计。

1.包装机械具备的特点及设计要求

包装机械相比其余的机械种类，所具备的特点在于：第一，种类繁多。考虑到包装购衣与对象上的多样化，使得包装机械无论是结构，还是原理都存在极大差异，就算机械的功能相同，其原理与结构都会存在一定的差异；第二，更新频率较快。由于现代社会的高速发展，使得很多包装机械零件容易进入疲劳期。并且为了满足市场对于包装机械的要求，包装机械就应该做好及时还贷；第三，控制方面有着较高的要求。考虑到包装机械本身结构的复杂性较高，使得对于工艺的要求也很高，并且自动控制对包装机械的生产效率、可靠性以及能量消耗、保皇质量等都会产生影响，所以，就应该提升包装机械的整体控制；第四，包装机械本身具有功能性多的特点。一般来说，包装机械作为专业机械，其数量非常有限，为了能够便于制造维修，能够提高作业生产效率，将设备的投资减少，目前所使用的包装机械基本上都具备多功能性和通用性。

就包装机械的热点以及发展的方向加以分析，包装机械设计就应该操作模块化的方向发展，才能够实现多用途和多功能，综合利用机电光气一体化的技术，也有利于包装机械的自动化控制的提升，也有利于机械的可靠性。包装机械不仅具有灵活性和柔性的特点，同时也容易调节。另外在设计当中还需要考虑到人机工程思想运行，才可以坚持以人为本的理念。

2.现代机械设计中包装机械设计的具体应用

为了能够更加详细的研究，本章节主要是对现代机械设计的方法进行了介绍。所以的现代机械设计方法也就是在机械设计的质量、设计速度得以保障以及失误被减少的情况下，从而确定出来的一种措施。此类设计方法满足了科学技术发展要求，也有利于机械设计现代化的实现，考虑到起动态性、计算机化、科学性等特点，最常用的方法有：信息分析法、优化设计法、动态分析法、CAD技术、技术预测法、可靠性设计、人机工程等等。

2.1模块化设计

在整体的现代包装机械的设计上，从某一个角度来看，其与现代机械的设计也是基本保持一致的仅仅是在设计阶段上有所不同，比如：包装机设计要考虑到总体的布局、人机交互环境、造型设计、装箱匀速等等。因此，在设计上可以采取模块化的方式，其核心在于根据具体的功能，做好模块的划分，在包装机的内部，将单一的设计转化成为性能不同的模块，然后再利用不同的组合形态，将包装机械的功能化和系列化加以实现。模块设计包含的优点在于：第一，有利于快速地更新包装机械。一般来说，通过局部的改进，就可以实现新机型的出现。通过这样的方式，只需要引入相对应的模块，就可以完成局部的改进；第二，有利于缩短机械的实际设计周期。考虑到能够随意的更换系统内部模块，就需要用户提出了要求，就可以根据用户的实际需求来更换模块；第三，维修非常的方便、可靠性较高、性能较为稳定，不会花费过多的成本。

2.2可靠性设计方法

用户对于产品最基本的要求在于包装机械的可靠性，一般，在可靠性的设计中包含了：

第一，做好故障设计的预防措施，主要是应用在零部件的控制和选择之上；第二，将设计简化，对于所使用的零部件要考虑到尽量的方便与简单，才能提高其可靠性；第三，人际工程设计上应该考虑到人与机械自身特点的发挥，从而提升产品可靠性；第二，耐得住环境的影响，在机械的使用寿命之内，产品可能会受到不同环境因素的影响。所以，设计中也不能遗忘环境因素，让产品适应环境，才有利产品的发展；第五，注重模块设计法，这一类方式主要是在系统可靠性定量以及零部件的设计上加以应用。

3.包装机械设计方法的改进和创新

包装机械设计首先要满足新颖性，也就是包装机械新产品的设计，相比已有的同类机型，要存在明显的差异；其次，保持先进性，也就是新设计出来的产品应该具备明显的产品性能指标；其次，实用性，新设计的产品能够拥有一定的市场前景以及宽广的适用范围。创新方法改进可以是创新设计的发明，也可以是创新组合的构思。

进行包装机械的创新设计，不仅仅是要考虑到国外产品模仿、测绘以及仿绘等方式，在一定程度上，还需要改进与提高设计方法。创新设计需要阅读大量的资料以及先进的机械型号。针对已经选定了的机型，需要对其性能的先进性进行全面的分析，更关键的是设计理念内涵的汲取。任何一种设备，其入手都应该是工艺与关键结构。创新设计更应该注意这一点，首先要深入细致的分析与研究工艺以及关键部位的结构设计，才能够将创新点找准，再融入相关的研究成果，就能够实现创新设计。

在改进设计方法上，需要考虑到以下几个方面：第一，从包装工艺来看，应该提出创新的设计方案；第二，建立出模块化的设计理念，能够在模块的变化过程中寻找创新点；第三，将结构设计的思路拓宽，能够结合实际的用途，进行大胆设计；第四，做好整天线路组合的柔性化设计，将创新思维激发出来；第五，从整线的控制技术出发，将智能化创新设计加以实现；第六，远程服务可以从异地进行程度的修改，确定设备状态、传输电话、直到元件层面上的分析和修改，以及进行预防式维修等，这一部分都是刻意预见的创新与改进的方向。

4.结语

目前，随着材料学、信息技术、微电子技术的全面发展，并且也朝着机械工业进行渗透，使得现代化技术也在与机械设计技术相互结合，从而朝着多元化的方向不断前进。将现代化的机械设计方法引入到包装机械设计当中，不仅有利于缩短包装机械的设计周期，将产品的整体性能提高，同时，也有利于提升经济效益，随着新技术、新思路以及新手段地涌现，设计人员、技术人员还需要做好设计思维更新，利用现代化的设计技术，才能够将产品的性能与质量从根本上加以提升，满足市场的竞争需求。

5.参考文献

[1] 贺兵，刘扬.模块化设计在包装机械设计中的应用[J].包装工程.2008（10）：89-91

[2] 朱建萍.王鹏.包装机械设计方法研究[J].包装工程.2007（07）：77-78

恒速浇注工序时间控制方法分析 篇7

1 恒速浇注简析

恒速浇注也是一项稳定的浇注技术, 涵盖了诸多内容, 这可以从浇注的优越性、浇注的关键点、浇注时间的影响因素方面得以体现。下面从这几个方面出发, 对恒速浇注进行简要分析。

1.1 浇注的优越性

恒速浇注作为一项浇注技术, 自身有着不容忽视的优越性。众所周知, 浇注的稳定性是钢铁冶炼中非常重要的参数之一, 而如果采取不稳定的浇注技术, 则必然会影响到具体的浇注速度和浇注完毕后的钢材质量, 而且还会导致液面波动、氧氮含量增加等问题的出现。正是在这一前提下, 恒速浇注作为理想的新浇注技术得到了有效的推广, 并且近年来也成为了我国钢铁企业重点推广的关键技术。此外, 恒速浇注的理念也体现出一定的优越性, 即这一浇注技术从根本上体现了“以连铸为中心”的生产质量控制思路, 从而为更加先进、可靠的浇注技术的发展和推广奠定了良好的基础。

1.2 浇注的关键点

众所周知, 实现恒速浇注最关键的是对钢水温度的把控和对工序时间的控制。由于炼钢厂普遍采用流水线作业方式, 这就导致恒速浇注对所有工序的稳定性和协同性都提出了较高的要求, 因此, 钢铁企业应当根据自身的实际生产条件来科学、合理地控制工序时间, 从而有效实现恒速浇注。与此同时, 实现恒速浇注的关键还在于确保炉钢的冶炼周期, 即精炼周期必须小于或等于其浇注时间, 这样才能够确保恒速浇注的高效应用。

1.3 浇注时间的影响因素

恒速浇注的时间控制会受到很多因素的影响, 例如, 恒速浇注工序时间控制往往会受到具体浇注流程的影响。通常来说, 钢铁厂炼钢流水线作业流程主要包括冶炼、精炼、连铸等不同的工序。与这些工序相比, 其他工序对浇注时间的影响基本上可以被忽略。在对冶炼流程的影响因素进行分析时发现, 精炼工序时间受钢材种类的影响较大, 而连铸工序时间则会受到钢材规格、冶炼工艺等不同因素的影响。与此同时, 技术人员在忽略其他约束条件的前提下, 采用恒定的速度来浇注, 能够得到较好的浇注工序时间控制效果。

2 恒速浇注工序时间控制方法

恒速浇注工序时间控制方法是突破这一浇注技术瓶颈的方法。以下从合理突破瓶颈、缩短工序时间、确定最佳延时条件出发, 对恒速浇注工序时间控制方法进行分析。

2.1 合理突破瓶颈

恒速浇注工序时间控制要求首先要突破自身存在的技术瓶颈。技术人员在试图突破技术瓶颈的过程中, 应当注重合理提升连铸工序的水平和铸坯的质量, 比如, 可以在钢水开浇前合理增加延迟时间来进一步优化作业工序;与此同时, 技术人员还可以通过缩短“瓶颈”工序作业时间或者是在开浇第一炉之前, 合理增加迟时间来有效实现恒速浇注。

2.2 缩短工序时间

恒速浇注工序时间控制应当将重点放在缩短工序时间上。在缩短工序时间时, 需要注意以下三点: (1) 缩短工序时间应当在突破连铸工序的“瓶颈”之后再进行, 即技术人员要先突破瓶颈, 然后再缩短工序时间。如果在没有突破技术瓶颈的前提下盲目缩短工序时间, 则很有可能导致冶炼质量的下降和技术安全风险的出现。 (2) 技术人员在缩短工序时间时, 需要合理地将“瓶颈”工序的部分功能分解到其他工序上。例如, 技术人员可以采用铁水预处理脱S、脱P、脱Si等有效减少转炉工序中存在的问题, 切实达到缩短工序时间的目的。 (3) 技术人员在缩短工序时间时可以将“瓶颈”工序再作进一步细分, 例如可以将单工位的炉改为双工位的炉, 并且通过重复设置生产模式来进一步科学、合理地缩短工序时间。

2.3 确定最佳延时条件

恒速浇注工序时间控制的关键在于确定最佳延时条件。技术人员在确定最佳延时条件时, 首先, 应当增加第一炉的延迟时间。这一措施主要是为了能够在其他工序时间大于连铸工序时间时, 将出现的连铸等待钢水问题提前纳入计划, 从而利用开浇时连铸工序等待钢水不会导致生产事故的有利条件来进一步规避可能出现的质量问题和生产事故问题。其次, 技术人员在确定最佳延时条件时, 应当避免以牺牲生产效率和产品质量作为代价来延时, 在这一前提下, 最佳延迟条件应当能够保证生产效率和钢材质量。只有这样, 才能获得最佳延迟时间。

3 结束语

对于我国现今的钢铁行业发展而言, 恒速浇注等新技术的应用可以对钢铁产量、产品质量的提升起到很大的促进作用。因此, 技术人员应当对恒速浇注工序时间控制的具体方法进行细致的研究, 然后通过大量技术实践和数据分析来进一步提升恒速浇注工序时间控制效率。

参考文献

[1]王南, 李勇, 董尉民, 等.小方坯恒拉速浇注工艺实践[J].河南冶金, 2011, 19 (2) .

[2]陈荣秋, 马士华.生产与运作管理[M].北京:高等教育出版社, 2015.

光纤时间传递方法及误差分析 篇8

随着原子钟技术的发展,原子频标的稳定度和精度日益提升。现代原子喷泉钟的秒稳指标好于10-14,而天稳指标可以达到10-16。新型光钟的出现,更将秒稳指标提高到10-15,其在1 h平均时间下的稳定度更是达到了10-17。高稳定度频标的出现也对时间传递技术提出了更高的要求。只有通过与之相匹配的高精度、高稳定度的时间传递技术才能将高性能的原子钟或光钟互相连接,形成钟组,从而产生拥有更高长期稳定度的时间尺度。

当下一般采用双向卫星时频传递技术(TWSTFT)来进行远距离、高精度的时间频率传递。将一天的数据进行平均后,通过双向卫星传递的频率稳定度能够达到10-15量级,而其传递的时间精度优于1ns[1]。为了对高性能原子钟或光钟标进行比对,需要更高稳定度和精度的时间频率传递方法。因此光纤时间频率传递近来获得了越来越多的关注。

光纤是一种低损耗的传输介质,其每公里耗衰一般为0.2d Bm,而光纤传输模块的灵敏度约为-30 dBm,因此非常适合信号远距离的传播。利用光纤进行时间频率传递具有很大的灵活性。在进行远距离时间传递时(百千米以上),可以利用现有的光纤数字同步网(SDH)[2],在不影响正常通信的情况下,通过在数据包中加入时间信息,或者利用数据包的报头(Header)作为同步信号来进行时间信号的传递。如果传输距离较短(小于10 km),则可以铺设专用的光纤连接本地钟与远程钟,直接用时间、频率信号对光波进行幅度调制并通过光纤传递。

1光纤时间单向传递方法

光纤时间单向传递法的示意图如图 1所示。本地钟ClockA的1 pps时间信号经编码后发送至光纤发送模块。编码后的时间信号在发送模块中进行电-光转换,通过幅度调制将编码后的时间信号调制到光波上,并通过光纤传输至远端。远端的光纤接收模块对接收到的光信号进行解调、解码,恢复出时间信号后与本地钟ClockB的时间信号进行比对。比对的结果可以直接用作远端钟与本地钟的同步,也可以与ClockB的时间信号一起发送给终端用户,由终端用户自行进行补偿。

在单向时间传递的方案中,光波在光纤中传输所引起的时延可以通过光学时域反射器(OTDR)测量获得。然而光纤时间单向传递最大的问题在于光纤的时延会随着环境温度的波动、光纤所受张力的改变等因素而变化。所以光纤时间单向传递只适用于短距离的时间传递。当传递距离增大,光纤所处的环境温度变化对光纤传输时延的影响也随之增加:环境温度的变化会改变光纤的折射系数,进而改变光束在光纤中的传播速度。温度升高或降低也会得光纤在轴向长度上伸展或收缩,从而改变光束传播的距离。光纤时延变化Δτ与温度变化ΔT的关系可以表示为:

undefined。 (1)

式中,c为真空中的光速;ng为光纤的折射系数;undefined为光纤的热膨胀系数。对于长度6 km的光纤在环境温度变化范围为20 k的条件下,其时延的变化范围大致为800 ps/km[3,4]。当传递距离加大后,为保证时间传递精度,有必要定时测量光纤的时延,或者基于光纤温度模型对光纤时延进行补偿。

2光纤时间双向传递方法

在光纤单向时间传递中,光纤时延变化量是影响时间传递精度的关键因素。而通过采用双向传递的方法,可以很大程度上减小时延变化量的影响,从而获得更高的时间传递精度。在采用光纤时间双向传递法时,时间信号可以在相邻铺设的2根光纤中双向传输,或者以不同的波长在同一根光纤中进行双向传输(波分复用)。无论以哪种方式进行时间双向传递,在信号的往、返路径上光纤都经历着同样环境温度变化。所以可以认为由于环境参数变化造成的往、返路径时延变化也是相同的。通过双向传递使得大部分往返路径时延变化量能够互相抵消,从而减小传输信号时延的波动,提高时间传递精度。然而在采用双纤双向传递时,需要考虑到两路光纤在加工过程中由于加工条件不可能完全相同,使得两根光纤的传输性能也不同。从而产生时延差,影响精度。

在实际应用中光纤时间双向传递法可采取2种不同的传递方式:环路时延法(Round Trip)和时间双向比对法。

2.1环路时延法

环路时延法的示意图如图2所示。本地时钟ClockA的时间信号经过调制及电光转换后通过光纤发送器以波长λ1在光纤上传输。 远端接收器对接受的信号进行光电转换后通过发送器以波长λ2的光波回传至本地。本地接收器对其解调及解码后通过时间计数器(TIC)测量其与本地时钟ClockA的时间间隔,进而计算出环路时延。在环路时延的基础上计算出单向传输时延,并将时延值通过数据通信信道传送至远程的相位补偿装置,对远程复现的时间进行相位补偿,从而保持远程时间与本地时间一致。

2.1.1 误差分析

在图 2的环路时延法方案中通过比对本地时间ClockA与经过传输环路延迟的时间Clock′A,来估算光纤回路的单向时延。 其中经过环路时延的时间信号Clock′A为:

undefined

式中,Si,i=A,B为发送时延;Ri,i=A,B为接收时延;undefined、undefined分别表示从A到B及从B至A的光纤传输时延。环路延迟τloop 可由下列公式计算得到:

undefined

可以认为光纤单向时延τ′AB为环路时延的一半:

undefined。 (4)

而实际的单向时延为:

undefined。 (5)

从而可以得到环路时延法的误差为:

undefined。 (6)

如果光纤发送和接收器都安置在温度受控的环境中,且认为发送器接收器时延的个体差异小到可以忽略,那么误差主要由时间信号在光纤回路中往、返传播的时延差组成:

undefined。 (7)

由于光纤存在色散和偏振模色散(PMD),不同波长的光束在同一根光纤上以不同方向传播时,其时延并不一致:undefined。其中偏振模色散由光纤的双折射现象引起。当基模光束进入光纤时会分化为2个振动方向互相垂直的极化模。通常这2个极化模在光纤中的传播速率并不一致,如果光纤较长,光纤所处的温度、电磁场和应力等外部环境变量的波动都会引起PMD的变化。PMD的值与光束传播方向相关,所以时间双向传递并不能有效抑制PMD,所幸PMD的理论值通常很小。对于新搭建的时间传递应用,可以通过严格挑选PMD值低的光纤从而将最终的PMD控制在数皮秒至数十皮秒量级。对于较早铺设的光纤,其PMD值可能要比理论值大数十倍至数百倍。如果需要在这些光纤上进行时间传递,则需要考虑PMD的影响。可以考虑采用极化干扰器(Polarization Scrambler)以数千赫兹的频率改变进入光纤光束的极化模,从而减小由PMD引起的中长期的时延差波动。

光纤的色散是引起往返路径时延差的关键因素。光纤色散现象的产生是由于不同波长的光束在同一根光纤中具有不同的传播速度。在某一特定温度下,色散引起的时延差可以通过OTDR来测定。但是光纤的色散特性会随着光纤所处环境温度的变化而变化。光纤色散曲线的示意图如图3所示。

λ0为光纤零色散点所对应的波长;S0为零色散点邻近区域色散曲线的斜率。对于ZDF光纤(零色散光纤),λ0约为1 310 nm,而对于DSF光纤(色散偏移光纤), λ0约为1 550 nm。图中由λ=λ1,λ=λ2,D=0以及色散曲线所包围的阴影部分面积即为单位长度上(1 km)由色散所引起的时延差,其值可由下式计算得出:

undefined。 (8)

式中,L为光纤长度。 当环境温度发生变化时,可以认为色散曲线将沿水平方向发生平移,使得λ0也随温度发生变化。由温度变化所引起的色散时延变化量可以表示为:

undefined。 (9)

根据上式,可对由温度引起的色散时延变化进行估算。S0的典型值为0.07 ps/nm2/km,dλ0/dT的值约为0.03 nm/℃[5],埋设于地下的光纤其环境温度变化可达20 K[6]。如果采用1 310 nm/1 550 nm波分复用,λ1-λ2=240 nm,对于 50 km长的光纤来说由色散导致的时延变化量Δτdiff=504 ps。如果光纤架设于地表,那么必须考虑更大范围的温度变化。当温度变化范围高至40 K时,时延变化量Δτdiff约为1 ns。

2.1.2 改进方案

为了提高光纤时间传输的精度,可以采用2种方法来减小时延变化量对环境温度的敏感度[5,7,8]。

方法一,直接测量往返时延误差:

undefined

在环路时延法中测量往返时延差的方案如图4所示。

采用如图 4中的设置,在环路时延法的基础上,增加一套光纤收发设备,每隔一段时间将时间信号同时以波长λ1、λ2发送至远程端,在远程端经解调解码后分别产生2个定时信号,并通过时间间隔计数器对定时信号的间隔,也就是undefined进行测量。计算出时延误差后对本地时间信号相位进行补偿。

方法二,采用波长间隔更小的波分复用传输设备。

由时延变化量公式为:

undefined。 (11)

可以看出,时延变化量与波长间隔(λ1-λ2)成正比例关系。如果采用稀疏波分复用将波长间隔减小至20 nm,Δτdiff相应减小近10倍。而如果采用密集波分复用,波长间隔更可减小至2 nm,Δτdiff可相应减小近100倍。对于长度为50 km的光纤,温度变化40 K所造成的时延变化量约为10 ps。这个量级的时延变化量已经足以满足现有时间传递应用的要求了。

2.2双向比对法

在双向比对法中(如图 5所示),由2台分别位于A(本地)和B(远程)的钟通过光纤同时向对方传递时间信号来进行时间比对。在A和B处各配置一台时间间隔计数器。 由ClockA产生的定时信号作为时间间隔计数器TICA的开门信号。而ClockB产生的定时信号在编码、调制后以波长为λ2的光束通过光纤传输至A,其在A处恢复出来的定时信号作为TICA的关门信号。而TICB测量ClockB的定时信号与在B处复现的ClockA的定时信号之间的时间间隔。

考虑到收发器的和光纤传输的延迟,TICA的读数可以表示为:

undefined。 (12)

同样,B处计数器的读数TICB可表示为:

undefined。 (13)

式中,Clocki,i=A,B表示钟面读数;Si,i=A,B为发送时延;Ri,i=A,B为接收时延;undefined、undefined分别表示从A到B及从B至A的光纤传输时延。获得TIC读数后,通过数据通信互换两地的测量结果,从而可以在A处或B处计算得到钟差ClockA-ClockB:

undefined

式中,undefined的值可通过标定获取,考虑到接收器和发送器都处于温度受控的实验室环境中,所以可以忽略其因温度变化产生的波动。而对于时延差undefined的分析与环路法一致:在某一特定温度下的时延差可以通过标定获得,并且可以通过采用稀疏波分复用和密集波分复用来减小光束波长间隔λ1-λ2,从而减小因温度变化而引起的时延差波动。

3结束语

对于距离短、精度要求不苛刻的光纤时间传递应用来说,单向传递法提供了一个既满足性能要求,且结构相对简单、成本较低的解决方案。而在传递距离长、传递精度要求高的应用当中,双向时间传递方法则更为适用。双向时间传递有2种不同的结构:环路时延法与双向比对法。环路时延法适用于需要将本地钟时间精确地传递到异地的场合,远端不要求配有原子钟。如果需要在2台位于不同地点的原子钟之间进行时间比对或时间同步,则需要采用双向比对法。在光纤时间双向传递的应用中,往返路径时延差undefined的波动是影响时间传递稳定度的重要因素。光纤的色散特性会随环境温度变化而变化,从而引起双向传递的时延差的波动。当光纤长度大于数十千米时,就有必要采取措施减小时延差波动对温度的敏感性。在环路时延法中,可以采用间歇测量undefined的方法来估计时延差。而通过采用疏波分复用或密波分复用技术可以减小往返路径上传输光波的波长间距,从根本上减小因温度变化而导致的时延差波动。

参考文献

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现代时间序列分析方法 篇9

一、时间序列预测法的简介

时间序列是指将某种统计指标 (例如:综合收入) 的数值, 按时间先后顺序排列所形成的数列。时间序列预测法就是根据时间序列所反映的规律, 预测下一段时间的水平的预测方法。时间序列所反映的规律包括长期趋势、季节性差异、周期性差异和随机性差异。

二、时间序列预测法的应用步骤

(一) 收集整理历史资料, 编成时间序列 (表1)

(二) 分析时间序列。

时间序列中每期数值都是由不同因素同时作用的结果。有些因素是有规律的, 例如季节性因素、周期性因素等;有些则是偶发、一般不会重复的。在建立时间序列模型之前, 必须对时间序列数据进行预处理, 以便剔除严重不符合统计规律的异常样本。如表1中假设2013年第四季度某偶发事项引致A公交线路综合收入减少50万元, 且此偶发事项预计不会重复发生, 那么在建立模型之前, 我们应该在2013年第四季度的综合收入数据中加上50万元。

(三) 建立时间序列模型。

使用合适的技术方法, 求出时间序列的长期趋势、季节性差异和随机性差异的值。预测值=长期趋势+季节性差异+周期性差异+随机性差异。

由于A公交线路是成熟线路, 不存在培育期等问题, 以及偶发事件的不可预测性, 本文只考虑长期趋势和季节性差异。

1、进行移动平均, 计算历史数据的长期趋势和季节性差异。

使用移动平均法的目的是将时间序列中的差异去除掉, 只留下代表趋势的一连串数据。如表2所示, 2011年一至四季度综合收入的移动平均值为 (866.55+900.12+904.49+937.21) /4=902.1万元, 由于该平均值对应的是第二和第三季度的中点而不是一个特定的期间, 无法求出差异, 因此要在第一次移动平均的基础上进行第二次移动平均。具体方法是先求出2011年第二季度至2012年第一季度的移动平均值902.65万元, 然后再将902.1万元和902.65万元进行第二次移动平均 (902.1+902.65) /2=902.31万元。该平均值就是其对应期间2011年第三季度的趋势值。用实际发生值904.49万元减去趋势值902.37元, 即可求得该期间的季节性差异2.12万元。

将趋势值和实际发生值通过散点图 (图1) 表示出来。实际发生值与趋势值之间的距离为季节性差异, 实际发生值高于趋势值为正差异, 代表旺季, 实际发生值低于趋势值为负差异, 代表淡季。如上图所示:A公交线路的收入旺季是第四季度, 淡季是第一季度, 整体趋势是缓慢下降后趋于平稳。

2、求出平均季节性差异。 (表3)

3、调整平均差异。由于四个季度的季节性差异合计应趋于0, 因此平均差异的合计数也应确保为0。表3中平均差异合计数为1.38万元, 不等于0, 需进行调整, 把多出的1.38万元平均分配到每个季度, 即1.38/4=0.35万元。 (表4)

(四) 利用历史时间序列资料求出长期趋势

季节性差异和随机性差异建立数学模型后, 就可以利用它来预测未来各期的长期趋势值和季节性差异, 在可能的情况下预测随机性差异。

如表2所示, 计算最近四个季度趋势值平均每季度递增额= (878.38-887.45) /4=-2.27万元。

由于预测的第一期2014年第一季度与有趋势值数据的最后一期2013年第二季度相隔3个期间, 所以在趋势值上增加3个-2.27万元, 依次类推。

计算预算期各季度综合收入的预测值。表5

如有确切信息获得偶发因素对综合收入的影响, 例如与某开发商签订线路赞助合同, 则应加上随机性差异的预测值。如随机性差异难以预测, 就只求长期趋势和季节性差异的预测值, 以两者之和作为综合收入的预测值。如拟预测的经济现象本身没有季节性差异, 例如某些固定费用项目, 则长期趋势的预测值就是时间序列的预测值。

三、时间序列预测法的优点和局限性

时间序列预测法是一种行之有效的定量预测方法, 它通过分析时间序列历史数据之间的关系, 有效地揭示客观事物发展的连续规律性。 (通过验证, 2014年A公交线路各季度综合收入的实际发生值与通过此方法计算的预测值相差不大, 平均差异率仅为3%。) 其预测模型比较简单, 对资料的要求也比较单一, 只需变量本身的历史数据。因此, 在实际应用中有着广泛的适用性。但它也有一定的局限性, 例如预测的可信度取决于样本的数量和精确度, 只对短、近期预测的准确度比较显著, 长期预测容易偏离实际等等。

四、总结:

古人云“凡事豫 (预) 则立, 不豫 (预) 则废”, 没有事先系统和准确的计划, 就不可能取得成功。“合理运用预测方法至少能让我们“运筹办公室之中, 决胜数十里之外”。

摘要：众所周知, 三国时期的诸葛亮能未卜先知, 传说他“前知三百年, 后知五百载”, “诸葛亮借东风”、“草船借箭“更是成了千古绝唱。人们都说他是“文曲星下凡”。殊不知, 他“三分天下”的定论都是他隆中苦读的结果, 使他能“上知天文, 下知地理”;他能“借东风”是因为他有“夜观天象”的习惯, 事前做了大量的数据分析。讲到底, 这都是他能有效预测的结果。本文简要介绍了时间序列分析方法在预算编制中的应用。

关键词：时间序列,分析,预算编制

参考文献

[1]胡江波, 刘金兰.回归-时间序列组合模型在石油企业费用预算编制中的应用[J].沈阳理工大学学报, 2006, 25 (1) :83-86.

[2]刘振.铁路工程材料价差系数时间序列模型研究[J].铁道工程学报, 2013, (6) :109-112.

一种改进的动态时间戳分析方法 篇10

随着信息技术的应用和普及, 把计算机和网络作为攻击目标的犯罪活动日益猖獗。与计算机相关的法庭案例如电子商务纠纷、网络入侵、计算机犯罪等也不断出现。一种新的证据—存在于计算机及相关外围设备包括网络介质中的电子证据逐渐成为新的诉讼证据之一。

计算机取证就是将计算机调查和分析技术应用于对潜在的、有法律效力的证据的确定与获取上。它从存储介质中提取数字形式的证据, 并将其用于刑事或民事诉讼的技术, 在对抗数字化犯罪中具有关键性作用。电子证据本身和取证过程的许多有别于传统物证和取证的特点, 对司法和计算机科学领域都提出了新的挑战。为了有效的解决这些计算机犯罪问题, 必须首先解决计算机证据的问题, 因此当前在我国开展计算机取证的研究具有重大意义。

1 动态时间戳分析方法及存在的问题

在计算机系统中, 文件的产生时间是根据计算机的系统时间而定的, 而计算机系统时间通常因人为的或者是物理的原因变得不准确, 所以确定文件产生的真实时间就显得非常重要。

在计算机取证过程中, 时间戳的功能就是把发生在数字领域的事件与发生在现实物理世界的事件关联起来, 建立因果联系。然而, 当一台计算机的时间和它所在地区的标准时间不同步时, 就无法将这台计算机上事件发生的时间与现实物理世界发生的事件的时间做关联分析。如果时间戳不准确, 会混淆两个事件发生的前后顺序。Boyd&Forster建议在取证过程中获取的以计算机的系统时间作标记的证据, Nolan则建议看它的系统时区设置是否和当地的时区相同。但是这些建议也只能纠正调查者在调查时看到的当时的系统时间的异常, 无法确定这之前的系统时间是否被改动过。

Weil提出了动态时间戳分析的方法, 在假设文件修改时间、访问时间、和创建时间相同的情况下, 将该文件的这三个时间与文件内容里包含的时间进行关联分析。该方法能够纠正系统的时间偏差, 获得系统事件产生的真实时间。

Weil在他的文章里列举了一个简单的例子, 来说明动态时间戳分析的具体过程。因为动态时间戳分析需要一个可靠的外部标准时间, 以这个标准时间为依据, 来校正文件的MAC时间。而NTP协议的应用使得Internet中的时间和标准时间能够同步, 所以Weil选择了Internet临时文件夹中保存的网页为研究对象进行分析, 在这些网页内容中搜索那些存在时间信息的网页, 将这个时间和网页的MAC时间对比, 校正M A C时间。一个实例如表1所示。

上面的列表中从左至右包含了文件目录、文件名、修改时间、访问时间、创建时间、在网页内容中获取的标准时间、时区设置以及标准时间和MAC时间的差值。从表中可以看出来, 因为Difference这列的时间差别比较小, 只有两分钟, 所以可以直接得出这里面某个网页产生的真实的时间范围。例如File1.html产生的时间范围就是12:00—12:02。Weil也提到了如果时间差值这列数据出现了较大的偏差, 那么不能直接计算, 而需要先用别的方法对数据进行处理, 但是没有给出具体方法。

2 改进方案

为了解决上述问题, 我们将异常检测算法引入动态时间戳分析方法中。

2.1 异常检测算法

异常是在数据集中与众不同的数据, 使人怀疑这些数据并非随机偏差, 而是产生于完全不同的机制。它的行为与正常的行为有显著的不同。国内外关于异常检测算法文献非常多, 这些方法大致分为四类:基于统计的方法、基于距离的方法、基于偏差的方法、基于密度的方法。

基于统计的异常检测应用主要局限于科研计算, 这主要是因为必须事先知道数据的分布特征, 这就限制了它的应用范围。因为序列异常在概念上仍然有一定缺陷, 遗漏了不少的异常数据, 所以序列异常检测算法并没有得到普遍的认同。基于距离的算法不需要用户拥有任何领域知识, 在概念上更加直观。基于密度的异常观点比基于距离的异常观点更贴近Hawkins的异常定义, 因此能够检测出基于距离异常算法所不能识别的一类异常数据——局部异常。局部异常观点摈弃了以前所有的异常定义中非此即彼的绝对异常观念, 更加符合现实生活中的应用。本文采用基于距离的异常检测算法。

2.2 异常检测算法在动态时间戳分析方法中的应用

假设计算机系统曾经有被故意的修改过系统时间, 那么这段时间内产生的文件, 它们的MAC时间就和标准时间相差很大, 这会导致要分析的文件集合中时间的差值出现较大的偏差。比如一部分时间的差值为两分钟左右, 而另一部分则为1天左右。这时就不能像上面那样分析。合理的方法是把差值为两分钟的那些文件作为一个子集, 把差值为1天的文件作为另一个子集, 这样就能精确的纠正出系统在不同时间段所产生的时间偏差, 然后计算得出准确的文件产生的时间范围。

异常检测用来检测一个集合中的异常点的情况, 利用基于距离的方法, 本文以文件的MAC时间和标准时间的差值组成待检测的集合, 然后对这个集合循环使用异常检测算法, 目的不是找出异常点, 而是要把这个集合分成几个合理的子集合, 然后再分别对子集中的时间差值作进一步分析。

首先要对待检测的数据进行捕获, 本文以Windows XP系统下IE6.0版本的Internet临时文件夹中的网页文件作分析对象, 假定系统的时间和由网页内容里获得的时间设置的时区一致, 都是所在地区的时区时间, 忽略了MAC时间或许不同的可能。由于对分析有作用的只是MAC时间, 由网页内容中获得的时间, 即标准时间, 还有两者的差值, 因此搜索时, 只把MAC时间和标准时间记录下来, 以供分析。进行数据捕获时, 只需首先定义某种或几种特定的时间格式, 然后再从网页的内容中搜寻和匹配具有这些格式的时间数据, 并且转为统一的一种时间格式;另外搜索到对应文件的创建时间, 一并存放到文本文档中, 形成时间列表。然后, 对文件的创建时间和标准时间作差, 最后将文件的创建时间、标准时间, 还有时间差值三个要素存放到文本文档中, 作为数据源, 进行异常检测。该算法需要输入的参数是所有时间差值的集合, 另外需要手工输入阈值è, 来控制检测出多少异常点, 最后把异常点集和非异常点集连同每个时间差值对应的文件创建时间和标准时间分别输出。算法如下:

(1) 定义这些时间差值为异常点xi, i=1, 2, …, n它们的值定义为f (xi) 。将所有的异常点的集合表示为S (x) ={xi|i=1, 2, …, n}。

(2) 计算均值, 及比较值hi=h (xi) =f (xi) -g (xi) 。

(3) 给定集合{h1, h2, …, hn}, 计算均值ì, 标准方差ó, 及。

(4) 使yq成为yi中最大的那个和设定的è阈值进行比较, 如果yq>è, 那么对应的xq就是异常点, 将该点移除, 再从余下yi中选择最大的和è比较, 直到没有比è大的为止。

(5) 如果没有移除点, 查看è选择是否合适, 不合适则重新选择, 回到第一步执行;否则结束。

(6) 将移除的点作为一个集合存放起来, 对未移除的点集, 重新选择合适的è值, 重复上述步骤。

2.3 文件真实时间范围的确定

用异常检测算法对差值集合进行分类之后, 每个子集的差值区别范围不是很大, 我们可以由此推测出文件产生的真实时间范围。每个子集里面, 差值有大有小。选择最大与最小的两个差值, 然后用每个文件产生的时间和这两个差值相加, 就得出了每个文件产生的真实时间范围。

对Internet临时文件夹中的网页文件进行分析, 经过程序运算, 结果如下:

不考虑M A C时间不同的可能性, 这里M A C时间指文件的修改时间, Observed指文件内容中获取的标准时间, Difference指时间的差值, “+”代表Observed大, “-”代表MAC大, real time range代表真实时间的范围, Threshold即是指è。当è值选择为2时, 提示没有移除点出现, 更改è值为1, 出现移除点, 即为“Threshold=1”下面的三条列表;然后分别选择值è为0.6, 0.3, 其分别对应的移除点为“Threshold=0.6”下面三条列表和“Threshold=0.3”下面三条列表。每三条列表就为一个子集, 针对每个子集的“real time range”结果如上, 提高了真实时间范围的精确性。

3 结束语

本文对动态时间戳分析方法进行了分析, 对于时间差值过大影响文件产生真实时间确定的问题, 提出一种改进的动态时间戳分析方法。该方法用动态时间戳算法分析文件的M A C时间和标准时间的关联关系, 对文件的M A C时间和标准时间的差值集合进行异常检测, 在差值之间出现较大的差距的时候, 能够把他们分成差距很小的几个子集, 再针对子集进行分析, 得出比较准确的文件产生的真实时间范围, 提高了分析结果的精确性。但是如果文件创建时间、修改时间、访问时间不一致时, 无法采用这种方法, 需要做进一步研究。

摘要：在计算机取证中涉及到取证事件因果关联分析时, 特定事件的产生时间是重点关注的因素。本文在分析动态时间戳方法的基础上, 提出一种利用异常检测方法确定文件产生真实时间范围的改进方案, 为计算机取证提供了有效依据。

关键词：计算机取证,时间戳分析,异常检测

参考文献

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[4]Boyd C, Forster P.Time and date issues in forensic computing a case study.Digital Investigation.2004.

现代时间序列分析方法 篇11

【关键词】现代建筑设计；设计方法；发展趋势

前言

随着我国人口数量的不断增多，对住房有着更大需求量，尽管如此，国人对住房仍然有着较高的要求。伴随建筑行业的快速发展，设计理念、方法和技术对其发展发挥着重要的推动作用，因而现代建筑设计更应该符合现代人的需求。建筑行业中不断融入更多的现代化因素，人们的多元化需求是否能够得到满足，这与建筑设计息息相关。由此可见，我国建筑单位应该合理利用先进的设计理念和技术，以更好完成建筑设计工作，从而推动建筑事业的更好发展。

一、现代建筑设计中应该注意的问题

在现代建筑设计中，必须注意一些问题，才能做好设计工作。首先，建筑技术的问题受到广泛关注。随着我国建筑行业的快速发展，其技术水平有了明显的提高，更加符合人们对生存发展的需要。为此，现代建筑设计中，设计人员必须注重对施工手段的利用，辅以科学合理的施工技术，从而提高建筑施工的质量。其次，进行建筑设计时，必须要注重建筑物的外观形象。好的建筑形象能够给人以美感，使人不论身在建筑物之内，还是置于建筑物之外，都可以有较高的审美价值，从而提高建筑物本身的价值。其外观形象主要包括材质选择、空间结构设计、外观造型的打造等方面。倘若建筑企业能够在设计环节充分考虑以上两方面问题，则会大大提高现代建筑设计的价值，更加符合人们的多元化需求[1]。

二、现代建筑设计的方法

建筑企业掌握正确的现代建筑设计方法尤为重要，既能确保建筑设计的质量，又能确保建筑设计的有效性。如若不然，势必会使建筑设计变为徒劳的工作。为此，现代建筑设计中必须应用科学合理的设计方法和技术。

（一）建筑设计中充分利用有效资源。建筑设计中，高效利用资源，不仅能够节省不必要的经济开支，而且为建筑施工提供方便。所以，在现代建筑设计中，设计人员应该注重对资源的合理运用。合理利用土地资源。随着我国人口数量的增多，我国土地资源相对较为紧张，因而做好土地资源的保护工作尤为重要。合理利用土地资源，是建筑设计人员应该考虑的重要问题之一[2]。

（二）做好平面设计工作。据相关调查可知，我国现代建筑设计中，较多的采用了平面功能法进行设计，此种方法发挥着积极的作用。建筑设计的环节中，要求设计人员对建筑物进行有效的平面分析，所以平面工作的开展情况对建筑物的整体有着重要影响。为此，设计人员必须做好平面设计工作，先对建筑所占土地资源进行分析，然后了解建筑物的功用，最后根据实际情况而开展平面设计工作，能够确保建筑平面设计的有效性[3]。

（三）平面结构设计的技术方法。对建筑物的整体结构进行相关设计，对提高建筑设计有效性发挥着重要作用，并且能够确保建筑设计的科学合理。在现代建筑设计中，建筑结构和建筑空间之间相互影响，要想确保建筑设计的质量，设计人员必须采用正确的方法进行建筑物结构设计，既体现着空间，给人以立体感，又有着合理的结构布局，符合现代建筑的结构理念[4]。

（四）具有象征意义的符号技术方法。在现代建筑设计中，符号的合理应用，能够充分发挥着对建筑物的装饰作用，使建筑物更具特色和独一无二性，成为建筑物的标志。目前，国内的建筑设计中，设计人员比较重视此环节，但是在符号的应用中，其独特性体现程度不够，照搬照抄的现象严重，使符号失去了其本身含义。所以，设计者在现代建筑设计中，应该利用符号象征法以提高建筑物的技术水平。

（五）重视多样化的功能。传统的建筑设计十分单一，目前新型现代化建筑设计主要是利用相应的智能化系统，采用新型建筑的结构以及材料，从而来改变本身的建筑空间，以此来满足多种功能的需求，提升建筑物的使用功能。

（六）重视能源的循环使用。在建筑设计中，一定要重视能源的循环使用，传统的建筑物仅仅是利用外部能源供给，在外界动力无法运转时，整个建筑都会停止运转。但是新型的现代化建筑则是以循环能源为基础，利用一些能源以及太阳能进行发电，从而来做到能源的循环使用。

三、现代建筑设计的未来发展趋势

随着我国建筑行业的快速发展变化，建筑设计在不断变化中，并且其未来发展必然向着自然化、艺术化、现代化、情感化的方向发展。

（一）现代建筑设计向着自然化发展。随着我国环保主题的深入人心，人们更加关注赖以生存的环境，因而在建筑设计中，设计者往往将保护理念融入设计中，更加突出和彰显建筑设计的绿色、自然。所以，我们有理由相信，现代建筑的设计将向着自然化的方向发展。

（二）现代建筑设计向着艺术化发展。传统建筑设计中，人们过于物质化，对建筑设计的要求更加注重空间大小等因素。然而，随着社会的发展和进步，人们审美观发生了较大的变化，更多人更加注重建筑物的外观形象和整体美感，并且对室内装饰、环境提出了更高的要求，其艺术化特征更加彰显。由此可见，我国现代建筑设计将向着艺术化的方向迅速发展，既满足人们的物质需求，又满足人们的精神享受。

（三）现代建筑设计向着现代化发展。随着我国经济的快速发展，人们的生活水平有了极大程度的提高，而人们对社会生活有着更高的要求。在现代时期，较多现代化因素不断融入和渗透到人们社会生活的方方面面，对建筑行业的发展也有着较多影响。科技力量能够推动我国建筑行业的快速发展，使建筑设计向着更好方向发展，速度更快、效果更好、功能更为丰富是现代建筑设计的整体思想。由此可见，现代建筑设计将向着现代化方向发展，给人以光色形于一体的视觉冲击。

（四）现代建筑设计向着情感化发展。随着人们生活水平的提高，人们更加追求精神层面的享受，而并非完全物质追求。科技的进步，使得建筑设计技术水平有所提高。但是，随着建筑设计技术水平的不断提高，其设计中将融入更多设计者的情感因素，使建筑物充分发挥着给人以归属感、审美感、立体感的作用。人类是一种有情感的高级动物，现代建筑設计只有不断融入人类的情感因素，才能赋予建筑物以更多的思想和情感，从而使使用者有更多的享受和提高建筑物的价值，促进建筑行业的健康发展。

结论

总而言之，建筑设计在社会发展中越来越发挥着重要的作用和占据重要地位。我国建筑企业必须严把设计关，以更好满足人们的多元化需求。在建筑设计中，设计人员必须要注意设计因素和设计技术的问题，从而选择科学合理的设计方法而开展设计工作，加之以正确的设计技术，可以更好促进现代建筑事业的发展。作者结合现代建筑设计的发展实践而进行未来发展趋势的预测，希望给予建筑行业工作者以借鉴。

参考文献

[1]宋江涛.珠三角地区当代博物馆设计的地域性研究[D].华南理工大学，2012.

[2]王瑜.外来建筑文化在岭南的传播及其影响研究[D].华南理工大学，2012.

[3]周秀梅.城市文化视角下的公共艺术整体性设计研究[D].武汉大学，2013.

现代时间序列分析方法 篇12

一、大数据时代统计学课程的教学环境

大学生上网非常方便, 根据自己的兴趣去收集、整理和分析数据, 既可以改变他们对统计方法的进一步认识, 也可以增加他们的学习兴趣。甚至可以以班级QQ群, 邮件的方式和同学、老师之间相互交流, 交流者处于相互平等的地位, 可以畅所欲言, 随时随地都可以交流, 起到事半功倍的效果。这种交流使得教师不再是知识的权威, 而是把教师上课作为一种更好自主学习的引导, 这种交流使得他们的思想变得更加成熟。同时参与各种网络论坛, 百度贴吧回答问题等使得他们更能体现自己的价值, 这种交流也使得他们的团队精神和学习精神得到更好的激发。

二、独立学院的统计学教学环境改变

(一) 独立学院的统计学教学内容改革。由于大部分学生的数学基础相对薄弱, 独立学院所学的统计方法讲解不全面, 如相关回归分析部分, 讲线性回归的随机误差项的基本假设。无论是一元还是多元回归, 都离不开零均值、同方差的高斯正太分布, 无自相关性、无异方差的假设。如果数据不满足这些基本假设, 就不能用最小二乘法进行回归分析, 但教师对独立学院的学生很少讲违背这些基本假设的情况, 往往这些数据都是进行标准化的处理。实际生活中的数据基本都不满足基本假设, 学生发现书上讲的脱离了实际问题。因此有必要学习国外先进的教材, 强调每种统计方法的局限性和可行性, 同时结合一个数据分析的案例。

(二) 独立学院统计学的教学案例与专业相合。教学内容要与各专业特点相结合, 如介绍统计调查的基本定义和特点过后, 学生也不知道如何收集资料, 如何设置科学合理的设置问卷。这就引起一线教师教学的思考, 有必要从实践案例的实际出发, 针对实际的案例问题, 或网上统计年鉴数据的下载, 以实验课的形式, 用统计软件分析, 或进行实际数据的收集, 如何进行问卷设计和抽样调查。如金融专业可以选择一些经济、金融类的数据, 国贸专业可以选择进出口贸易类的数据, 市场营销专业可以设计某产品的市场调查研究等。如何改革、完善教材, 提高教学效果, 以及如何要让学生结合实际灵活地理解、掌握和运用这样一门实用性很强的学科, 是财经类高校教学的重点。

三、时间序列分析方法的应用案例

运用时间序列分析方法对我国社会消费品零售总额2000年1月至2014年12月月度数xfp进行分析, 社会消费品零售总额是衡量人们消费水平的重要指标。如图1所示, 该序列既有明显的递增趋势, 又含有以年为周期的季节效应, 即通过该序列的时间路径图可知该序列在不同的时间段具有不同的均值, 是非平稳序列。由于临近年末, 节日集中, 需要采购年货, 各种单位为员工采购物资作为福利等。

(一) 季节调整和平稳性检验。由于该序列存在明显的季节效应, 需进行季节调整。经过计算, 得到季节指数, 如表1所示。从该表中可以看出, 我国社会消费品零售总额季节指数非常明显, 最高为12月份季节指数达到了1.152842, 为旺季;最低值4月季节指数为0.930389, 为淡季。进行季节调整后, 得到序列X。对调整季节影响后的社会消费品零售总额数据进行ADF检验, 序列X不平稳, 对序列X做一阶差分和二阶差分, 记作Y和Z, 分别进行单位根检验, 如表2所示。结果显示序列在二阶差分后平稳, 所以ARIMA (p, d, q) 中的d数据应该为2。

(二) 模型识别与参数估计。通过分析, 选用ARIMA (p, d, q) (P, D, Q) 12模型。观察季节差分后的序列自相关和偏自相关图, 自相关系数直到滞后12阶后才降为0, 表明MA过程应该是低阶的, 因此q=1。可供选择的 (p, q) 组合有 (1, 1) 和 (2, 1) , 综合比较两个模型各参数值如表3所示, 在AIC和SC反复尝试后, 比较模型中的检验结果, 由于第一个模型调整后的判定系数大, AIC和SC值最小, 所以选择相对较优的ARIMA (1, 2, 1) (1, 1, 1) 12模型。

(三) 模型建立。根据ARIMA (1, 2, 1) (1, 1, 1) 12模型分析, 结果如表4, 在5%水平下, 各参数P值小于0.05, 说明各系数有显著性。这里的参数t检验显著性水平的要求, 不能像回归方程中那么严格, 更多的是考虑模型的整体拟合效果。选择模型的标准需要根据调整后的判定系数, AIC和SC准则等。

由各参数估计值, 可以得到模型的最终表达式为:

(四) 模型预测。利用ARIMA (1, 2, 1) (1, 1, 1) 12模型对我国社会消费品零售总额进行短期预测。将模型的预测值和实际值进行对比很重要, 这是检验模型误差大小的关键一步。因此选取2015年1月至5月的预测值和实际值进行比较, 可以得出结论如表5。从表中可以看到, 预测值与实际值相对误差都比较小, 绝对值大部分都小于1%, 说明了模型的预测效果比较好。但是ARIMA模型也存在一定的局限性, 因为模型的数据均是基于过去时间序列数据建立的, 并没有考虑预测期相应时间内的突发情况等因素。从预测数据上来看, 我国的社会消费品零售总额仍在同比增长。

参考文献

[1]Andrew Zieffler, Andrew Zieffler, Joan Garfield.The Statistics Teaching Inventory:A Survey on Statistics Teachers’Classroom Practices and Beliefs[J].Journal of Statistics Education, 2012, 20 (1) :1~29

[2]周文慧, 郑艳芳, 张卫国.网络环境下的应用统计学教学改革研究[J].高等教育, 2013

[3]朱怀庆.大数据时代对本科经管类统计学教学的影响及对策[J].高等教育研究, 2014