33-EFT.WP.Cosmo.EarlyObjects v1.0 | 第13章 应用场景与案例

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第13章 应用场景与案例

I. 一句话目标

一句话目标：围绕早期对象从成因→生长→辐射→传播→观测的链路，提供六类核心场景（A…F）与一个端到端综合案例的可直接落地方案：明确输入/输出、步骤化流程、模板接口族与 I70-* 映射、合格判据/否证线与日志最小集，确保实现可审计、可复现、可对照。

II. 范围与非目标

• 覆盖：场景目标、前置条件、所需对象/环境/路径/频带、执行步骤、接口映射、审计与发布口径、常见风险与防护。
• 非目标：不复述第3–12章理论与数值推导；不给出仪器/管线细节；不引入违反 n_eff ≥ 1 或绕开 R_env + T_trans + A_sigma = 1 的构造。

III. 术语与符号最小集

• 对象与状态：Catalog，Seeds，Trajectory (state(t))。
• 场与环境：Phi_T，grad_Phi_T，SeaProfile，Sigma_env。
• 传播与路径：n_eff(x,t,f)（无量纲且 ≥ 1），c_ref，gamma(ell)，端点 { ell_i }，零厚度修正 Delta_T_sigma。
• 观测与差分：L_nu(f)，F_nu(f)，LC(t)，T_arr(f, gamma)，Delta_T_arr(f1,f2, gamma)。
• 一致性与阈值：两口径 eta_T，薄/厚层 tau_switch；能量一致 R_env + T_trans + A_sigma = 1；下界 T_arr ≥ L_path / c_ref。
• 命名隔离：T_fil ≠ T_trans；n ≠ n_eff。

IV. 场景 A｜参数识别（对象/环境联合反演）

目标：联合 T_arr/Delta_T_arr/F_nu/LC 反演 θ_state, θ_sed, θ_path 与（可选）SeaProfile 关键参数。
输入：Catalog/Seeds，Observations:{ T_arr, Delta_T_arr, F_nu, LC }，f_grid，gamma，SeaProfile(可选)，c_ref/CalibCref。
输出：theta_hat, Cov，一致性指标 eta_T、tau_switch，能量一致余量与下界余量。
流程（模板接口族 → 建议 I70-*）

• I.Path.Capture|Segment → { gamma[k], Δell[k] }、{ ell_i }。
• I.Build.Phi|Neff → 组装 n_eff。
• I.Fit.Profile/自定义 → fit_object_params or estimate_coupling_params。
• I.Consistency.DualMode|ThinThick → eta_T，tau_switch。
• I.Report.Emit → 报告与日志。
  合格：|Residual| ≤ GB；eta_T、tau_switch 达标；能量一致与下界达标。
  否证：稳定 n_eff < 1；两口径/薄厚层长期不一致且回溯无解。

V. 场景 B｜跨层传播估计（Region_in/layer/out 分段）

目标：在显式分层下计算 T_arr_total 并审计界面能量一致与侧限。
输入：SeaProfile/Sigma_env，gamma 与 { ell_i }，Phi_T/grad_Phi_T 或 T_fil+G(·)，mode，c_ref。
输出：各段 T_arr_i、合成 T_arr_total、R_env/T_trans/A_sigma 余量与侧限报告。
流程：apply_sea_matching → estimate_neff_* → segment_integrals（必要时 interface_correction_sea）→ estimate_energy_triplet。
合格/否证：能量一致与 n_eff^± ≥ 1 达标/失败；下界与两口径一致达标/失败。

VI. 场景 C｜频带差分隔离 path term

目标：用同一路径多频点的 Delta_T_arr 识别 n_path，并评估带外泄漏。
输入：Observations:{ T_arr }，f_grid，同一路径 gamma（共享 { gamma[k], Δell[k] } 与分段/修正配置）。
输出：n_path 的多项式系数 c_m，差分相关与斜率，带外泄漏比。
流程：I.Arrival.Delta → delta_arrival_in_sea / predict_arrival_signature；I.Report.Log 记录一致性与泄漏。
合格/否证：差分线性区/指定阶次达标；泄漏并入 u_sys 后整体合格/失败。

VII. 场景 D｜薄/厚层决策与切换

目标：在运行中依据 Delta_k/L_char 与 tau_switch 自动选择链路并固化决策。
流程：

• 预评估 consistency_thin_vs_thick_* 于代表路径与步长档位；
• 线上记录 eta_w，阈值邻域双算并比较 tau_switch；
• 超门限固定厚层，回溯 { ell_i } 公差与 SeaProfile 参数；
• log_artifacts_* 记录切换原因与差值曲线。
  合格/否证：切换后 eta_T、下界与能量一致达标/长期不达标。

VIII. 场景 E｜长期漂移监测与守护（Streaming）

目标：监测 c_ref(t)、n_common(x,t) 与对象/环境慢变量的漂移，保持口径一致。
流程：周期 calibrate_c_ref；滑窗 fit_object_params/fit_sea_profile；计算 GB = k_guard · u_c、eta_T、tau_switch；超阈触发回溯与告警；log_artifacts_* 落盘时间序列。
合格/否证：漂移在带内/超带且不可解释时否证现行标定。

IX. 场景 F｜风险评估与 guardband 设定

目标：在部署前评估尾部风险、设置 GB 与运行阈值。
流程：propagate_uncertainty_MC 生成 { T_arr, Delta_T_arr, F_nu, LC } 分布；评估 n_eff 夹持触发率、Delta_T_sigma 触发统计与带外泄漏；设置 k_guard 与 GB 并写入 Contract。
合格/否证：覆盖概率达标/尾部风险过高需调整路径与频带布局或提高数据质量门槛。

X. 端到端案例｜BHSeed + 层化海（联合反演与一致性）

目标：在 BHSeed 与 SeaProfile 耦合场景中，完成参数联合反演、两口径与薄/厚层一致审计、能量一致与差分识别。
步骤：

• 准备：build_early_object_catalog，seed_and_trigger；
• 演化与谱：evolve_object_state，synthesize_spectrum；
• 传播：estimate_neff_sea，detect_interfaces，segment_integrals（±Delta_T_sigma），predict_arrival_signature；
• 联合反演：fit_object_params/estimate_coupling_params；
• 一致性与误差：check_dual_arrival_consistency，consistency_thin_vs_thick_*，propagate_uncertainty_GUM/MC；
• 报告：emit_measurement_report，落盘 hash(*)/SolverCfg/metric_spec、eta_T/tau_switch、R_env/T_trans/A_sigma 余量与否证样本。
  合格：残差与 GB 一致；eta_T、tau_switch、能量一致与下界全部达标；差分线性区通过。

XI. 记录与日志最小集（所有场景通用）

• 物理与几何：hash(Catalog/Seeds/Trajectory/SeaProfile/Phi_T/n_eff/gamma)，Sigma_env 标签与 { ell_i } 公差。
• 口径与阈值：mode，eps_T，eta_T，eta_c，eta_w，tau_switch，下界余量 T_arr − L_path/c_ref。
• 能量与差分：R_env/T_trans/A_sigma 余量，Delta_T_sigma 触发统计，Delta_T_arr 线性区与带外泄漏比。
• 不确定度与复现：u_stat,u_sys,u_c，k，seed，coords_spec/units_spec/metric_spec，SolverCfg 与哈希清单。

XII. 接口与实现映射（场景 → 模板接口族 → 建议 I70-*）

• 场景 A：I.Path.Capture|Segment → I.Build.Phi|Neff → I.Fit.Profile/fit_object_params → I.Consistency.* → I.Report.Emit。
• 场景 B：I.Interface.ApplyMatching → I.Build.Neff → I.Path.Segment|InterfaceCorrection → I.RT.Estimate。
• 场景 C：I.Arrival.Delta → I.Consistency.DualMode → I.Report.Log。
• 场景 D：I.Consistency.ThinThick → I.Report.Log。
• 场景 E：I.Calibration.Cref → I.Fit.Profile（滑窗）→ 守护指标落盘。
• 场景 F：I.Uncertainty.MC → I.Report.Emit。

XIII. 交叉引用

• 《EFT.WP.Cosmo.EarlyObjects v1.0》：第3–12章（对象、成因、生长、辐射、传播、计量、界面、数值、误差）。
• 《EFT.WP.Cosmo.LayeredSea v1.0》：分段、匹配、能量一致与薄/厚层一致。
• 《EFT.WP.Propagation.TensionPotential v1.0》：两口径与差分流程。

XIV. 产出物

• 场景化工作流清单（A…F）与参数模板。
• 审计模板：eta_T/tau_switch、下界与能量一致余量、差分线性区面板。
• 端到端案例复现包结构：数据/代码/参数/SolverCfg/随机 seed/哈希清单与重放脚本。