统计学 > 应用
[提交于 2025年5月28日
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标题: COSMOS:一种面向化学羽流的数据驱动概率时间序列模拟器,适用于空间尺度
标题: COSMOS: A Data-Driven Probabilistic Time Series simulator for Chemical Plumes across Spatial Scales
摘要: 针对自动化环境监测应用中鲁棒气味导航策略的发展需求,需要对移动于大空间尺度上的代理的气味时间序列进行逼真的模拟。传统依赖计算流体力学(CFD)方法的方法可以捕捉气味羽流的时空动态,但由于其计算成本过高,在大规模模拟中并不实用。另一方面,基于 puff 的模拟虽然在大规模下具有计算可行性并且能够捕捉羽流的随机性,但无法再现自然的气味统计数据。在这里,我们提出了 COSMOS(可配置气味模拟模型在可扩展空间上),这是一种以数据驱动的概率框架,从真实数据集的空间和时间特征合成逼真的气味时间序列。COSMOS 生成的关键统计特征(如气味脉冲频率、持续时间和浓度)的分布与真实数据中观察到的相似,同时大幅降低了计算开销。通过在各种流动条件和尺度上重现关键统计属性,COSMOS 能够开发和评估基于代理的导航策略,并提供自然的气味体验。为了展示其效用,我们将暴露于 CFD 生成的羽流中的气味追踪代理与 COSMOS 模拟进行比较,结果显示两者在气味体验和产生的行为方面都非常相似。
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