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基于时空动态图的交通流量预测方法研究
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作者 孟祥福 谢伟鹏 崔江燕 《智能系统学报》 北大核心 2025年第4期776-786,共11页
为改进现有交通流量预测方法在建模时空数据和捕捉动态空间相关性方面的不足,提出了一种时空动态图卷积网络(spatio-temporal dynamic graph network,STDGNet)。该模型采用带嵌入层的编码器–解码器架构,通过动态图生成模块从数据驱动... 为改进现有交通流量预测方法在建模时空数据和捕捉动态空间相关性方面的不足,提出了一种时空动态图卷积网络(spatio-temporal dynamic graph network,STDGNet)。该模型采用带嵌入层的编码器–解码器架构,通过动态图生成模块从数据驱动的角度挖掘潜在的时空关系,并重构每个时间步的节点动态关联图。嵌入层使用时空自适应嵌入方法建模交通数据的内在时空关系和时间信息;编码器部分利用时空记忆注意力机制,从全局视角对时空特征进行建模;解码器部分将图卷积模块注入循环神经网络中,以同时捕捉时间和空间依赖关系,并输出未来流量情况。实验结果表明,所提模型与最优基线模型解耦动态时空图神经网络(decoupled dynamic spatial-temporal graph neural network,D2STGNN)相比,平均绝对误差降低了1.63%,模型训练时间缩短了近2.5倍。本研究有效提升了交通流量预测的准确性与效率,为智能交通系统的建设提供了有力支撑。 展开更多
关键词 交通流量 时空数据 混合模型 注意力机制 时空动态图 图卷积神经网络 循环神经网络 深度学习
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基于深度时序聚类的城市卡口短时交通流量预测
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作者 郭健 郑皎凌 +3 位作者 乔少杰 邓鸿耀 孙吉刚 李欣稼 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第2期371-380,共10页
目前,基于深度学习的交通流量预测方法存在不足。首先,基于图卷积网络的预测模型使用简化的路网拓扑,忽视了实际交通组织信息,影响预测准确性。其次,基于聚类的预测模型未考虑交通流的区域和时间相似性,未能有效利用时空模式,导致聚类... 目前,基于深度学习的交通流量预测方法存在不足。首先,基于图卷积网络的预测模型使用简化的路网拓扑,忽视了实际交通组织信息,影响预测准确性。其次,基于聚类的预测模型未考虑交通流的区域和时间相似性,未能有效利用时空模式,导致聚类结果对预测提升有限。此外,过大的训练样本增加了训练和预测时间,影响实时性。为了解决上述问题,提出了基于深度聚类的城市卡口短时流量预测模型(deep temporal clustering traffic flow prediction,DTCTFP)。首先,构建包含实际交通组织信息的路网拓扑,利用图卷积网络挖掘卡口间的时空特性;其次,引入改进的动态时间规整和最短路径分析方法,将相似的交通流对象归类到同一簇,使模型充分利用流量、时间、位置等特征信息,提升预测精度;最后利用基于簇的循环神经网络进行预测,提高模型的实时性和计算效率。基于重庆大渡口交通数据进行了实验验证,结果显示,相较于最新基准模型,在MAE、RMSE、MAPE指标上,平均降低了15.02%、10.72%、10.98%,并通过消融实验证实了所提出的聚类方法能够提升14.5%的预测准确性。 展开更多
关键词 深度聚类 交通流量预测 循环神经网络 动态时间规整 交通卡口
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基于WPD-CNN的补偿电容故障诊断方法研究 被引量:1
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作者 罗泽霖 孟景辉 +3 位作者 刘金朝 罗依梦 许庆阳 解婉茹 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第1期191-197,共7页
为进一步挖掘动态检测数据中蕴含的补偿电容状态特征,针对ZPW-2000A型轨道电路,结合小波包分解与卷积神经网络,提出一种基于WPD-CNN的补偿电容故障诊断方法。采用功率谱分析的方法,找出检测曲线中趋势项特征与补偿电容特征所在频带范围... 为进一步挖掘动态检测数据中蕴含的补偿电容状态特征,针对ZPW-2000A型轨道电路,结合小波包分解与卷积神经网络,提出一种基于WPD-CNN的补偿电容故障诊断方法。采用功率谱分析的方法,找出检测曲线中趋势项特征与补偿电容特征所在频带范围,然后利用小波包分解方法对原始信号进行分解,提取其中特征频带内的小波包系数构造补偿电容特征矩阵。使用动态检测数据构造训练集与测试集,将不同故障类型的特征矩阵输入卷积神经网络进行训练学习,并在测试集上进行验证。实验结果表明,WPD-CNN方法对单个信号的特征提取用时5.9 ms,总体故障识别准确率为98.4%,可有效识别不同位置的补偿电容故障问题,为补偿电容故障诊断提供依据。 展开更多
关键词 轨道电路 补偿电容 动态检测 小波包分解 卷积神经网络 故障诊断
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基于串联深度神经网络的跨坐式单轨车辆轮胎径向载荷识别模型 被引量:1
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作者 任利惠 周荣笙 +1 位作者 季元进 曾俊玮 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第1期136-148,共13页
针对识别跨坐式单轨车辆轮胎径向载荷时直接测量法成本昂贵、定制复杂,而基于物理模型的方法稳定性差、计算量大、精度不足的问题,建立车辆动力学模型,兼顾物理关系合理性和测量便捷性,选取可通过能观性分解得到的车体和构架振动加速度... 针对识别跨坐式单轨车辆轮胎径向载荷时直接测量法成本昂贵、定制复杂,而基于物理模型的方法稳定性差、计算量大、精度不足的问题,建立车辆动力学模型,兼顾物理关系合理性和测量便捷性,选取可通过能观性分解得到的车体和构架振动加速度以及易直接测量的位移、转角和角速度等车辆姿态信息构建数据集,并验证动力学模型的准确性;预处理数据集时,向其中混入噪声增强数据鲁棒性,进行归一化处理便于数据计算,扩充时间步长增强数据的时序关联性;在此基础上,构建基于一维卷积神经网络(1DCNN)和双向门控循环单元(BiGRU)串联深度神经网络的轮胎径向载荷识别模型,采用Hyperband算法进行模型的超参数优化,在学习率、批量大小和优化器种类最优下通过设置合理的卷积核尺寸和门控循环单元个数规划各层数据维度,在1DCNN中引入逐点卷积和膨胀卷积以提升模型识别效果,并从准确性、鲁棒性和泛化性3个方面对模型的载荷识别效果进行评估。结果表明:与传统模型相比,基于1DCNN-BiGRU的载荷识别模型均方误差较低,低于0.106,准确性较高;数据混入信噪比低至27 dB噪声时仍具有较好的识别效果,鲁棒性较强;在不同的曲线半径、曲线超高率和惯性参数扰动工况下仍能维持较好的识别效果,泛化性较好。 展开更多
关键词 载荷识别 跨坐式单轨车辆 卷积神经网络 双向门控循环单元 超参数优化 车辆动力学模型
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基于增强PredRNN的雷达回波外推方法
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作者 谢梦 刘丽丽 +2 位作者 杨春蕾 王艳 顾明剑 《电子测量技术》 北大核心 2025年第7期171-178,共8页
针对样本失衡和预报准确率低的问题,提出一种增强预测循环神经网络EN_PredRNN。首先,对雷达数据进行预处理并筛选样本以构建高质量的雷达回波数据集;然后,通过深度融合时空长短时记忆单元与动态卷积,设计动态卷积时空长短时记忆模块DC_S... 针对样本失衡和预报准确率低的问题,提出一种增强预测循环神经网络EN_PredRNN。首先,对雷达数据进行预处理并筛选样本以构建高质量的雷达回波数据集;然后,通过深度融合时空长短时记忆单元与动态卷积,设计动态卷积时空长短时记忆模块DC_STLSTM,实时调整卷积参数以精准捕捉雷达回波的瞬时变化特征。然后,通过堆叠5层DC_STLSTM,提取雷达回波的更深层次特征,并使用梯度高速公路缓解梯度消失,提高预报精度。实验结果表明,相比于比PredRNN,EN_PredRNN在25、35、45、65 dBZ阈值下的临界成功指数分别提升了19.3%、17.3%、16.5%、14.0%,虚警率分别下降了28.3%,27.5%,26.7%、24.9%,有效学习了雷达数据的时空变化特征,准确预测雷达回波强度和位置。 展开更多
关键词 雷达回波外推 循环神经网络 动态卷积 梯度高速公路
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基于机载的红外动态目标视频实时超分辨率重建
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作者 朱德燕 徐家一 敖咏琪 《光学精密工程》 北大核心 2025年第5期818-828,共11页
为了提高机载红外成像系统对动态目标的远距离探测与识别能力,提出一种基于循环残差神经网络的红外视频超分辨率重建方法。该方法针对机载红外成像系统的实际退化过程,结合动态目标的运动信息,通过优化网络架构有效提升视频重建质量。首... 为了提高机载红外成像系统对动态目标的远距离探测与识别能力,提出一种基于循环残差神经网络的红外视频超分辨率重建方法。该方法针对机载红外成像系统的实际退化过程,结合动态目标的运动信息,通过优化网络架构有效提升视频重建质量。首先,分析了包括下采样、运动模糊及噪声干扰在内的红外视频退化过程并基于此构建了低分辨率数据集,介绍了循环残差神经网络,该网络能够有效提取并传递动态目标的运动信息,从而恢复目标的形状、轮廓和细节纹理。采用跳跃级联残差结构改进模型主干,保证流畅信息流的同时使其更适合处理长视频序列,且有效避免了模型在训练过程中梯度消失。进一步,通过调整残差块的数量和各层卷积核的数量,优化了网络的表达能力和计算效率。此外,提出一种结合Charbonnier损失和高频信息损失(HFLoss)的损失函数共同监督,用于提升重建图像中高频细节的恢复效果。实验结果表明:所提出的重建方法在公开和实测红外数据集上均可实现动态目标的2倍超分辨率,PSNR值高于40 dB,SSIM值大于0.92,重建速率不低于45 frame/s。结合分辨率测试靶标与红外变焦成像系统准确标定了系统角分辨率,验证了重建方法在提升系统角分辨率方面的优势,系统角分辨率提升1.43倍。该方法能够满足机载成像系统高实时性和重建质量的要求。 展开更多
关键词 计算机视觉 视频超分辨率 深度学习 循环神经网络 深度残差网络 红外动态目标
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基于DDTW聚类和SK TCN-GC BiGRU的分布式光伏短期功率预测
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作者 段宏 郭成 +1 位作者 孙海东 王嵩岭 《智慧电力》 北大核心 2025年第4期71-80,共10页
针对分布式光伏短期功率的准确预测问题,提出了一种基于导数动态时间规整算法(DDTW)聚类和复合注意力预测网络(SK TCN-GC BiGRU)的短期光伏功率预测方法。首先,应用DDTW对历史数据进行相似日分析以构建针对性的训练集。其次,结合选择性... 针对分布式光伏短期功率的准确预测问题,提出了一种基于导数动态时间规整算法(DDTW)聚类和复合注意力预测网络(SK TCN-GC BiGRU)的短期光伏功率预测方法。首先,应用DDTW对历史数据进行相似日分析以构建针对性的训练集。其次,结合选择性内核网络(SKNet)和全局上下文模块(GC Block)优化TCN与BiGRU模型,分别增强提取多尺度特征和全局信息的能力。仿真结果验证了所提模型的优越性,尤其在气象条件数据波动较大的情况下,表现出较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 短期光伏功率预测 时间卷积神经网络 双向门控循环单元 导数动态时间弯曲聚类
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基于多模态特征小波分解的深度学习股价概率预测
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作者 张永宇 郭晨娟 魏涵玥 《计算机科学》 北大核心 2025年第S1期758-768,共11页
构建了一种创新的基于多模态特征小波分解的深度学习股价概率预测模型(MWDPF)。该模型融合了动态连续特征、动态分类特征、静态连续特征和静态分类特征等多源异构信息,通过并行融合的策略充分挖掘不同特征子空间的互补信息,全面刻画影... 构建了一种创新的基于多模态特征小波分解的深度学习股价概率预测模型(MWDPF)。该模型融合了动态连续特征、动态分类特征、静态连续特征和静态分类特征等多源异构信息,通过并行融合的策略充分挖掘不同特征子空间的互补信息,全面刻画影响股价波动的多重维度。该模型采用自回归递归神经网络架构,能够直接输出股价变化的概率分布预测,而非单一确定值预测,更加贴近实际股价呈概率分布的特征。另外,该模型引入小波分解技术,对原始时间序列进行去噪,自适应地过滤掉不同尺度下的噪声成分,提高了对内在波动规律的捕捉能力。实证分析阶段,采集了来自金融数据库和互联网论坛的多模态数据,通过缺失值填充、去极值、时间对齐等一系列预处理,以及精心的特征工程和模型优化,实现了优秀的预测性能,显著优于传统的统计学模型和深度学习模型,评价指标均有大幅改善。该模型产生的预测结果被用于构建了一个多因子选股策略,在实际回测中取得了可观的超额收益,进一步验证了该模型在实际投资决策中的有效性。该研究为股价预测提供了一种行之有效的解决方案,丰富了量化投资的理论和方法,具有重要的理论意义和应用价值。 展开更多
关键词 概率密度预测 多模态异构特征融合 小波分解时频分析 自回归递归神经网络 投资组合超额收益
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基于动态工况实测数据图像和深度学习的锂电池容量估计方法 被引量:3
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作者 毕贵红 黄泽 +2 位作者 谢旭 张文英 骆钊 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1488-1498,I0031-I0033,共14页
针对实际应用中基于动态工况下电池状态参数的片段数据进行电池健康状态(state of health,SOH)实时估计的问题,提出基于动态工况下锂离子电池状态参数(电压、电流、温度)实测数据二维特征图像和深度学习的锂离子电池容量估计算法。首先... 针对实际应用中基于动态工况下电池状态参数的片段数据进行电池健康状态(state of health,SOH)实时估计的问题,提出基于动态工况下锂离子电池状态参数(电压、电流、温度)实测数据二维特征图像和深度学习的锂离子电池容量估计算法。首先,将动态工况下电池状态参数监测量(电压、电流和温度)的片段数据转化为二维特征图像。其次,提出基于残差卷积神经网络(residual convolutional neural network,Res-CNN)和门控循环单元(gate recurrent unit,GRU)网络结合的多通道深度学习模型Res-CNN-GRU,以构建动态工况下电池状态参数特征图像和SOH之间的复杂非线性关系,其中电压、电流和温度的二维特征图像以三通道的方式输入到Res-CNN-GRU模型中,模型输出为对应电池的相邻参考充放电循环实验所获得容量的差值。研究结果表明:此方法在锂电池随机充放电工况下对电池健康状态估计效果更佳,且Res-CNN-GRU模型的泛化性和全局特征提取能力较强。论文研究为现实工况下电池健康状态估计的进一步深入研究提供了参考。 展开更多
关键词 锂离子电池 动态条件 健康状态 深度学习 残差网络 门控循环单元循环神经网络
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基于自回归小波神经网络的机械臂自适应滑模控制 被引量:1
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作者 杨佳 吴佩林 +2 位作者 杨理 寇东山 余斌 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2024年第3期68-76,共9页
针对机械臂存在模型不确定和未知扰动的问题,提出一种动力学模型参数分块逼近的神经网络非奇异终端滑模(nonsingular terminal sliding mode, NTSM)控制方法.为加快系统跟踪误差的收敛速度,避免传统终端滑模存在的奇异性问题,采用一种... 针对机械臂存在模型不确定和未知扰动的问题,提出一种动力学模型参数分块逼近的神经网络非奇异终端滑模(nonsingular terminal sliding mode, NTSM)控制方法.为加快系统跟踪误差的收敛速度,避免传统终端滑模存在的奇异性问题,采用一种非奇异终端滑模面.利用多组自回归小波神经网络(self-recurrent wavelet neural network, SRWNN)分块逼近系统未知的动力学模型参数,并采用自适应更新律调整权重.通过积分控制项补偿SRWNN的逼近误差,并使用Lyapunov稳定性理论证明了系统稳定性.使用MATLAB进行仿真分析,分块SRWNN滑模控制与滑模控制、整体SRWNN滑模控制相比,关节角度跟踪误差的平均稳态误差分别降低了31.9%、76.5%,表明此方法是一种可靠、有效的轨迹跟踪控制方法. 展开更多
关键词 自回归小波神经网络 非奇异终端滑模 动力学模型 轨迹跟踪
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基于GRU-BP算法的高精度动态物流称重系统 被引量:2
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作者 康杰 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第6期1127-1134,共8页
针对动态物流秤测量精度对载重、采样频率、带速较为敏感的问题,提出了一种高精度动态物流称重系统。首先,采用三因素五水平正交试验法,结合皮尔逊相关性检验原则,使用低通巴特沃斯与卡尔曼滤波器对传感器压力信号进行了滤波降噪处理,... 针对动态物流秤测量精度对载重、采样频率、带速较为敏感的问题,提出了一种高精度动态物流称重系统。首先,采用三因素五水平正交试验法,结合皮尔逊相关性检验原则,使用低通巴特沃斯与卡尔曼滤波器对传感器压力信号进行了滤波降噪处理,并将加速度信号作为模型输入信号,进行了特征补偿;然后,基于深度学习算法,提出了一种改进的门控循环单元模型,在该模型采样区间内将压力与振动改写为时序化信号,并将其共同输入门控循环单元(GRU)模型;最后,对GRU模型进行了改进,对其结构输出了层堆叠误差反向传播神经网络(BP),有效加强了模型的非线性映射能力。研究结果表明:在各类传动速度及测试货物下,该模型的最大测量误差相对于同类型深度学习模型长短期记忆(LSTM)神经网络、循环神经网络(RNN)时序模型及传统数值平均模型的误差,依次降低了16.14%、27.14%、76%,可用于各类称重系统。 展开更多
关键词 深度学习 动态测量系统 门控循环单元 反向传播神经网络 振动补偿 长短期记忆神经网络 循环神经网络
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柔性铰接板振动视觉测量与小波神经网络控制
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作者 邱志成 刘一鸿 李旻 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期998-1010,共13页
为了解决航天器上用于供能的太阳帆板类柔性薄板结构的振动问题,针对一种移动柔性铰接板系统构建了双目视觉系统的振动测控实验平台,采用双目立体视觉方法来检测振动,并设计了自回归小波神经网络控制器(Self-Recurrent Wavelet Neural N... 为了解决航天器上用于供能的太阳帆板类柔性薄板结构的振动问题,针对一种移动柔性铰接板系统构建了双目视觉系统的振动测控实验平台,采用双目立体视觉方法来检测振动,并设计了自回归小波神经网络控制器(Self-Recurrent Wavelet Neural Network Controller,SRWNNC)来抑制振动。对双目视觉系统进行了标定,基于视差原理和图像处理算法,通过解算标志点的三维坐标来获取振动信号。建立了系统的有限元模型,并通过辨识得到校正后的系统模型参数。基于辨识得到的模型在仿真环境中训练SRWNNC,用于实验系统的振动主动控制。分别针对移动柔性铰接板系统固定基座和平移轨迹运动两种情况,进行了双目视觉振动检测和振动控制仿真和实验研究。仿真和实验结果表明,双目视觉传感器对振动信号的检测精度小于0.1 mm,SRWNNC也展现出比大增益PD控制器更好的抑振效果,验证了双目视觉振动检测和SRWNNC抑制振动的准确性和有效性。 展开更多
关键词 双目视觉 移动柔性铰接板 自回归小波神经网络 振动抑制
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基于多图超分辨率重建的精细导星仪星点质心定位精度提升方法 被引量:2
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作者 王雯蕊 张泉 +2 位作者 高源蓬 房陈岩 尹达一 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期306-314,共9页
精细导星仪的星点质心定位精度决定了空间天文望远镜的视轴姿态解算精度,为了提升精细导星仪的星点质心定位精度,提出了一种基于深度小波循环神经网络的星图超分辨率重建方法。首先,借助微扫描技术获取亚像素错位低分辨率星图序列,采用... 精细导星仪的星点质心定位精度决定了空间天文望远镜的视轴姿态解算精度,为了提升精细导星仪的星点质心定位精度,提出了一种基于深度小波循环神经网络的星图超分辨率重建方法。首先,借助微扫描技术获取亚像素错位低分辨率星图序列,采用小波编码器提取低分辨率星图的小波域特征,通过小波系数约束低分辨率星图的噪声,并将亚像素错位星图序列配准过程融入到网络学习中。其次,利用卷积门循环神经单元对所提取的多星图序列特征进行融合。最后,使用逆小波解码器对多特征融合模块输出的小波域特征进行解码,从而实现基于低分辨率星图序列的去噪与超分辨率重建。实验结果表明,分别采用平方加权质心法求取原始星图和超分辨率重建后星图中的各星点的质心位置,相比于前者,后者的各星点平均质心定位精度和稳定度在X方向分别提升了64.76%和19.15%,在Y方向分别提升了75.35%和26.14%。 展开更多
关键词 精细导星仪 星点质心定位 超分辨率重建 小波信号处理 卷积门循环神经网络
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基于CNN-GRU模型的中欧班列运到时限预测 被引量:1
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作者 张永祥 谷丽婷 +3 位作者 郭经纬 闫旭 冯涛 钟庆伟 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3989-4001,共13页
随着经济贸易的全球化发展,中欧班列已经成为重要的国际货运方式。由于中欧班列的运到时限受诸多因素影响,现有模型难以充分捕捉运输时间数据的复杂特征关系,因而无法准确预测列车运到时限,影响中欧班列的调度及沿线运力的安排。提出一... 随着经济贸易的全球化发展,中欧班列已经成为重要的国际货运方式。由于中欧班列的运到时限受诸多因素影响,现有模型难以充分捕捉运输时间数据的复杂特征关系,因而无法准确预测列车运到时限,影响中欧班列的调度及沿线运力的安排。提出一种基于卷积神经网络(CNN)和门控循环单元(GRU)的中欧班列运到时限预测方法,该方法能有效捕捉运到时间序列的空间及时间特征,从而提高预测精度。所提方法首先利用小波变换技术对中欧班列运到时限历史数据进行降噪处理,再经过最大−最小归一化、多粒度扫描窗及数据划分后,通过一维CNN模块提取输入时间序列的空间特征,GRU模块提取序列的时间特征,最后输出中欧班列运到时限的预测值。在实验部分进行了模型的参数调优、小波变换去噪效果分析及模型对比。结果显示,经小波变换去噪处理后,CNN-GRU模型的均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)分别降低了34.18%和26.77%;模型的RMSE和MAE比单一模型中预测效果表现最好的随机森林(RF)分别降低了17.28%和21.67%,比组合模型CNN-LSTM分别降低了5.68%和15.70%。本文所构建的CNN-GRU模型对于小样本复杂数据的预测性能较高,且模型训练参数较少,轻量化程度较高,可解释性较强。基于该模型的中欧班列运到时限预测方法提高了运到时限预测的准确性,能够为缓解中欧班列路网运力不足等现状提供较为可靠的技术支持。 展开更多
关键词 铁路运输 中欧班列 列车运到时限预测 CNN-GRU 小波变换
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基于视觉的神经网络三维动态手势识别方法综述 被引量:2
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作者 王瑞平 吴士泓 +1 位作者 张美航 王小平 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第4期193-208,共16页
动态手势识别作为一种重要的人机交互手段而受到广泛关注,其中基于视觉的识别方式因其使用便利性和低成本的优势成为新一代人机交互的首选技术。以人工神经网络为中心,综述了基于视觉的手势识别方法研究进展,分析了不同类型人工神经网... 动态手势识别作为一种重要的人机交互手段而受到广泛关注,其中基于视觉的识别方式因其使用便利性和低成本的优势成为新一代人机交互的首选技术。以人工神经网络为中心,综述了基于视觉的手势识别方法研究进展,分析了不同类型人工神经网络在手势识别中的发展现状,调研并归纳总结了待识别数据和训练数据集的类型及特点;此外,通过开展性能对比实验,客观评估了不同类型的人工神经网络,并对结果进行了分析。最后,对调研内容进行了总结,对该领域面临的挑战和存在的问题进行了阐述,对动态手势识别技术的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 动态手势识别 人机交互 人工神经网络 卷积神经网络 循环神经网络 注意力机制 混合神经网络
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基于循环神经网络模型的创伤重症患者临床结局的动态预测 被引量:2
16
作者 齐戈尧 徐进 金志超 《海军军医大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1241-1249,共9页
目的 探讨基于循环神经网络(RNN)算法构建的动态预测模型用于创伤重症患者临床结局动态预测的价值,并研究动态策略和实时预测模型可行的搭建方案及路径。方法 本研究数据来源于美国重症监护医学信息数据库(MIMIC)-Ⅳ2.0。以创伤重症患... 目的 探讨基于循环神经网络(RNN)算法构建的动态预测模型用于创伤重症患者临床结局动态预测的价值,并研究动态策略和实时预测模型可行的搭建方案及路径。方法 本研究数据来源于美国重症监护医学信息数据库(MIMIC)-Ⅳ2.0。以创伤重症患者院内结局为预测目标,使用长短时记忆(LSTM)和门控循环单元(GRU)2种RNN算法分别在4、6和8 h时间窗下训练动态预测模型。使用灵敏度、特异度、F1值和AUC值对模型性能进行评价,并分析不同RNN算法和时间窗对模型性能的影响。在8 h时间窗下分别训练隐马尔科夫模型(HMM)、随机森林(RF)模型和logistic模型作为对照,横向比较2种RNN算法模型与对照模型的性能指标,并分析各模型的时间趋势变化。结果 在不同时间窗时,RNN动态模型在灵敏度、特异度、F1值和AUC值等4个性能指标上差异均有统计学意义(均P<0.001),在8 h时间窗时模型的各性能指标均高于6 h和4 h时;不同RNN算法(LSTM和GRU)间仅特异度差异有统计学意义(P=0.036)。横向比较结果显示,2种RNN算法模型和其他模型间各性能指标差异均有统计学意义(均P<0.001),2种RNN算法模型各指标均高于HMM、RF和logistic模型;各算法模型灵敏度、特异度和F1值的ICC均小于0.400(95% CI未包含0),而AUC值的ICC在统计学上证据不足(95% CI包含0)。结论 基于RNN算法的动态模型对创伤重症患者临床结局的预测效果较其他常见模型具有一定优势,且时间窗对模型性能可能存在影响。 展开更多
关键词 循环神经网络 长短期记忆网络 门控循环单元 创伤 动态模型 临床结局 预测模型
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基于混沌云量子蝙蝠CNN-GRU大坝变形智能预报方法研究 被引量:5
17
作者 陈以浩 李明伟 +2 位作者 安小刚 王宇田 徐瑞喆 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期110-118,共9页
针对大坝变形影响因素复杂、精准预报难度较大问题,为了提高在大坝安全管理过程中大坝变形的预报精度,本文从大坝变形非线性动力系统时间序列的强非线性出发,引入深度卷积神经网络,对大坝变形及其空间影响特性进行挖掘,引入门控循环单元... 针对大坝变形影响因素复杂、精准预报难度较大问题,为了提高在大坝安全管理过程中大坝变形的预报精度,本文从大坝变形非线性动力系统时间序列的强非线性出发,引入深度卷积神经网络,对大坝变形及其空间影响特性进行挖掘,引入门控循环单元,对大坝变形的时域特性进行挖掘,构建应用于大坝变形预报的深度卷积神经网络-门控循环单元大坝变形组合深度学习网络;同时,为了获取深度卷积神经网络-门控循环单元组合网络的最佳超参,引入了混沌云量子蝙蝠算法,建立了基于混沌云量子蝙蝠算法算法的深度卷积神经网络-门控循环单元组合网络超参优选方法;最后,提出了深度卷积神经网络-门控循环单元-混沌云量子蝙蝠算法大坝变形组合深度学习智能预报方法。基于实测数据开展预报研究,对比结果表明:与对比模型相比,提出的深度卷积神经网络-门控循环单元-混沌云量子蝙蝠算法预报方法取得了更精确的预报结果,混沌云量子蝙蝠算法算法用于超参优选获得了更佳的超参组合。 展开更多
关键词 大坝变形预测 卷积神经网络 门控循环单元 蝙蝠算法 量子力学 混沌理论 非线性动力系统模拟与预测 深度学习
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基于RNN信息累积的动态多目标优化算法 被引量:1
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作者 程雪峰 董明刚 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第8期333-344,共12页
动态多目标优化问题广泛存在于现实生活中,在环境发生变化后,进化算法需具备快速收敛、快速追踪帕累托最优前沿和维持多样性的能力。对于环境变化程度严重且变化频繁的情况,传统的预测方法无法有效获得帕累托最优前沿解。针对该问题,提... 动态多目标优化问题广泛存在于现实生活中,在环境发生变化后,进化算法需具备快速收敛、快速追踪帕累托最优前沿和维持多样性的能力。对于环境变化程度严重且变化频繁的情况,传统的预测方法无法有效获得帕累托最优前沿解。针对该问题,提出了一种基于循环神经网络(Recurrent Neural Networks,RNN)信息累积的动态多目标优化算法(IA-RNN)。首先,提出了一种基于RNN信息累积的非线性预测方法,利用RNN递归进行信息累积,提高了历史信息利用率,增强了预测的能力。其次,设计了一种基于个体的线性预测方法,利用参数矩阵对个体线性变化进行预测。线性预测与RNN非线性预测协同进化,可快速追踪帕累托最优前沿。最后,设计了一种基于最小二乘法的参数修正策略,通过当前环境的近似帕累托最优前沿解反向指导参数修正,减小了误差堆积的影响。将IA-RNN与5种代表性动态多目标优化算法在14个DF基准测试问题上进行比较。实验证明,IA-RNN算法的收敛性和多样性更优。 展开更多
关键词 动态多目标 进化算法 预测 循环神经网络 信息累积
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基于DSConvBiGRU网络和热电堆阵列的动态手势识别方法 被引量:1
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作者 顾亮 于莲芝 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期795-805,共11页
提出了适用于嵌入式系统并融合深度可分离卷积神经网络与双向门控循环单元的DSConvBiGRU网络模型,将其用于动态手势序列的分类,设计并实现了一种使用低分辨率热电堆阵列传感器的动态手势识别解决方案,构建了动态手势数据集并在公开网站... 提出了适用于嵌入式系统并融合深度可分离卷积神经网络与双向门控循环单元的DSConvBiGRU网络模型,将其用于动态手势序列的分类,设计并实现了一种使用低分辨率热电堆阵列传感器的动态手势识别解决方案,构建了动态手势数据集并在公开网站发布,完成了预训练网络模型在Raspberry Pi边缘端的部署。系统对传感器输出的连续20个温度矩阵进行区间映射、背景减除、Lanczos插值和Otsu二值化预处理得到单个动态手势序列,再由预训练的DSConvBiGRU网络进行分类。实验结果表明:网络模型在测试集上识别准确率为99.291%,在边缘端预处理耗时5.513 ms,推理耗时8.231 ms,该系统满足低功耗、高精度和实时性的设计需求。 展开更多
关键词 机器视觉 光电检测 动态手势识别 热电堆阵列 深度可分离卷积神经网络 双向门控循环单元
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基于WOSA-BP的车辆动态称重算法研究 被引量:7
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作者 袁科 许素安 +1 位作者 富雅琼 徐红伟 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期50-57,共8页
测量精度一直是影响车辆动态称重系统有效可靠性的主要因素。针对车辆动态称重系统测量精度较低这个问题,提出了一种基于鲸鱼优化(Whale Optimization Algorithm,WOA)算法和模拟退火(Simulated Annealing,SA)算法混合优化的BP神经网络(B... 测量精度一直是影响车辆动态称重系统有效可靠性的主要因素。针对车辆动态称重系统测量精度较低这个问题,提出了一种基于鲸鱼优化(Whale Optimization Algorithm,WOA)算法和模拟退火(Simulated Annealing,SA)算法混合优化的BP神经网络(Back Propagation Neural Network)动态称重模型。首先,简单介绍了动态称重系统的结构和原理。然后,通过小波变换对动态称重系统的采样信号进行过滤重构处理,经过计算得到的动态车重、车速和轴数作为BP神经网络模型的输入参数。其次,建立了一个由WOSA算法优化的BP神经网络来预测实际车辆总重和轴重。最后,比较了WOSA算法优化的BP神经网络模型的预测能力并得出结论。仿真结果表明,WOSA-BP车辆动态称重模型收敛速度快,精度高,最大总重的相对误差为0.58%,最大轴重相对误差为6.73%。 展开更多
关键词 动态称重 BP神经网络 小波变换 鲸鱼优化算法 模拟退火算法
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