(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110618970.8 (22)申请日 2021.06.03 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113392582 A (43)申请公布日 2021.09.14 (73)专利权人 中国科学院国家空间科 学中心 地址 100190 北京市海淀区中关村南 二条1 号 (72)发明人 石育榕　陈艳红　刘四清　师立勤　 王晶晶　崔延美　罗冰显　袁天娇　 (74)专利代理 机构 北京方安思达知识产权代理 有限公司 1 1472 代理人 李彪　杨青 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01)G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) G06K 9/62(2022.01) G01W 1/10(2006.01) G06F 119/12(2020.01) (56)对比文件 CN 112101440 A,2020.12.18 CN 103176983 A,2013.0 6.26 审查员 邵娜娜 (54)发明名称 日冕物质抛射空间环境事件相似推荐方法 及系统 (57)摘要 本发明公开了一种日冕物质抛射空间环境 事件相似推荐方法及系统， 该方法包括： 在设定 时间段内采 集CPA、 MPA、 日冕物质抛射角宽度、 线 速度、 初速度、 末速度、 20个太阳半径处的速度、 日冕物质抛射源区的经纬度坐标、 日冕物质抛射 爆发当天的F10.7指数以及太阳风平均速度、 温 度、 质子密度、 动压、 等离子体β值和三个方向的 磁场分量， 经预处理后得到18种日冕物质抛射事 件的特征参数值； 再输入预先建立和训练好的 CME推荐模型， 得到历史相似CME事件以及预测到 达时间； CME推荐模型， 用于根据每种特征参数的 权值对特征参数值进行加权处理， 然后与预先建 立的CME历史数据库的历史事件进行距离匹配， 找到距离最近的历史事 件。 权利要求书3页 说明书8页 附图1页 CN 113392582 B 2022.03.08 CN 113392582 B 1.一种日冕物质抛射空间环境事 件相似推荐方法， 所述方法包括： 在设定时间段内采集CPA、 MPA、 日冕物质抛射角宽度、 线速度、 初速度、 末速度、 20个太 阳半径处的速度、 日冕物质抛射源区的经纬度坐标、 日冕物质抛射爆发当天的F10.7指数以 及太阳风平均速度、 温度、 质子密度、 动压、 等离子体β 值和三个方向的磁场分量， 经预处理 后得到18种日冕物质抛射事 件的特征参数值； 将18种日冕物质抛射事件的特征参数值输入预先建立和训练好的CME推荐模型， 得到 历史相似C ME事件以及预测到 达时间； 所述CME推荐模型， 用于根据每种特征参数的权值对特征参数值进行加权处理， 然后与 预先建立的CME历史数据库的历史事件进 行距离匹配， 找到距离最近的历史事件， 所述历史 事件包括18种特 征参数和对应的观测时间； 所述预处理包括对采集的太阳风平均速度、 温度、 质子密度、 动压、 等离子体β 值和三个 方向的磁场分量分别求取对应的日平均值； 所述方法还 包括预先建立和训练C ME推荐模型的步骤； 具体包括： 从ICME事件列表和CME列表获取CPA、 MPA、 日冕物质抛射角宽度、 线速度、 初速度、 末速 度、 20个太阳半径处的速度、 日冕物质抛射源区的经纬度坐标、 日冕物质抛射爆发当天的 F10.7指数以及太阳风平均速度、 温度、 质子密度、 动压、 等离子体β 值和三个方向的磁场分 量共18种特 征参数； 经预处理后得到18种日冕物质抛射事 件的特征参数值； 对18种特 征参数值分别进行归一 化处理， 得到归一 化处理后的特 征参数； 将一组归一化处理后的特征参数和对应的实际到达时间组成一个事件， 将多个事件组 成样本集； 从样本集中分别提取不同的事 件分别建立训练集、 验证集和 测试集； 将训练集的数据依次输入CME推荐模型， 分别采用余弦距离和欧氏距离两种距离计算 方式进行训练， 得到采用余弦距离计算方法的三组特征参数权重组合以及 采用欧氏距离计 算方法的三组特 征参数权 重组合； 将两种距离计算方法的特征参数权重组合分别作为验证集输入的特征权重， 经判断分 别得到每种距离计算方法的最优特 征参数权 重组合； 将两种距离计算方法的最优特征参数权重组合分别作为测试集输入的特征权重， 经判 断得到一组最优的特征参数权重组合以及对应的距离计算方法， 从而得到训练好的CME推 荐模型。 2.根据权利要求1所述的日冕物质抛射空间环境事件相似推荐方法， 其特征在于， 所述 对18种特 征参数值分别进行归一 化处理， 得到归一 化处理后的特 征参数； 具体包括： 对日冕物质抛射角宽度、 线速度、 初速度、 末速度、 20个太阳半径处的速度以及太阳风 平均速度、 温度、 质子密度、 动压、 等离子体β 值和F10.7指数分别进 行离差标准化处理， 得到 对应的归一 化处理后的参数； 对CPA和MPA采用正弦函数进行归一 化处理， 得到对应的归一 化处理后的参数； 对三个方向的磁场分量以及日冕物质抛射源区的经纬度坐标进行除最大值归一化处 理， 得到对应的归一 化处理后的参数。 3.根据权利要求2所述的日冕物质抛射空间环境事件相似推荐方法， 其特征在于， 所述权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113392582 B 2离差标准化处理， 具体包括： p从1至11， 分别 对应日冕物质抛射角宽度、 线速度、 初速度、 末速度、 20个太阳半径处的 速度以及太阳风平均速度、 温度、 质子密度、 动压、 等离子体β 值和F10.7指数这11种 参数的 参数值， 根据下式得到第p种归一 化处理后的参数 Xp： 其中， Xp,0表示第p种参数的参数值， Xp,min和Xp,max分别为第p种参数的最小值和最大值。 4.根据权利要求1所述的日冕物质抛射空间环境事件相似推荐方法， 其特征在于， 所述 将训练集的数据依次输入CME推荐模型， 分别采用余弦距离和欧氏距离两种距离计算方式 进行训练， 得到采用余弦距离计算方法的三组特征参数权重组合以及 采用欧氏距离计算方 法的三组特 征参数权 重组合； 具体包括： 步骤1)选定一个特征参数a， 将训练集中所有事件的特征参数a的权重均设置为[0,50] 的整数， 其他17种参数的权重均设置为 1， 分别计算权重调整后的任意两个事件之 间的余弦 距离和欧几里 得距离； 步骤2)当a的权 重小于50时， 权重+1， 转至步骤1)； 当a的权 重为50时， 转至步骤3)； 步骤3)得到关于特 征参数a不同权 重的51个余弦距离和51个欧几里 得距离； 步骤4)选取另一个特征参数， 重 复步骤1) ‑步骤3)， 得到另一个参数不同权重的51个余 弦距离和51个欧几里得距离； 重复步骤4)直至得到该特征向量每个参数不同权值的51个余 弦距离和51个欧几里 得距离； 步骤5)遍历每个特征参数， 重复步骤4)共得到18*51个余弦距离和18*51个欧几里得距 离； 步骤6)通过对步骤5)得到的余弦距离和欧几里得距离分别计算平均误差、 标准差和均 方根误差， 并从 中选取最小平均绝对误差、 最小标准差和最小均方根误差， 从而得到采用余 弦距离计算方法的三组特征参数权重组合以及采用欧氏距离计算方法的三组特征参数权 重组合。 5.根据权利要求4所述的日冕物质抛射空间环境事件相似推荐方法， 其特征在于， 所述 将两种距离计算方法的特征参数权重组合分别作为验证集输入的特征权重， 经判断分别得 到每种距离计算方法的最优特 征参数权 重组合； 具体包括： 对于每种距离计算方法的三组特征参数权重组合分别计算验证集的平均绝对误差， 取 平均绝对误差最小值对应的特征参数权重组合， 从而得到每种距离计算方法的最优特征参 数权重组合。 6.根据权利要求5所述的日冕物质抛射空间环境事件相似推荐方法， 其特征在于， 所述 将两种距离计算方法的最优特征参数权重组合分别作为测试集输入的特征权重， 经判断得 到一组最优的特 征参数权 重组合以及对应的距离计算方法； 具体包括： 对于每种距离计算方法的最优特征参数权重组合分别计算测试集的平均绝对误差， 取 平均绝对误差最小值对应的特征参数权重组合作为最优特征参数权重组合， 并将该特征参 数权重组合对应的距离计算方法作为 最优距离计算方法。 7.一种日冕物质抛射空间环境事件相似推荐系统， 其特征在于， 所述系统包括： 特征参 数采集处 理模块、 推荐输出模块和C ME推荐模型； 其中，权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113392582 B 3