To eliminate the aliasing that appeared during the measurement of multi-components nonstationary signals, a novel kind of anti-aliasing algorithm based on the short time Fourier transform （STFT） is brought forward. ...To eliminate the aliasing that appeared during the measurement of multi-components nonstationary signals, a novel kind of anti-aliasing algorithm based on the short time Fourier transform （STFT） is brought forward. First the physical essence of aliasing that occurs is analyzed; second the interpolation algorithm model is setup based on the Hamming window; then the fast implementation of the algorithm using the Newton iteration method is given. Using the numerical simulation the feasibility of algorithm is validated. Finally, the electrical circuit experiment shows the practicality of the algorithm in the electrical engineering.展开更多
窄路段作为交通场景中不可避免的瓶颈路段,其短时车流量预测对优化路径规划、改善交通状况具有重要意义。针对窄路段的时效性,同时考虑适用模型的准确度,提出一种基于佳点集初始化种群、非线性参数控制及柯西变异扰动的改进鲸鱼优化算法...窄路段作为交通场景中不可避免的瓶颈路段,其短时车流量预测对优化路径规划、改善交通状况具有重要意义。针对窄路段的时效性,同时考虑适用模型的准确度,提出一种基于佳点集初始化种群、非线性参数控制及柯西变异扰动的改进鲸鱼优化算法(IWOA)-门控循环单元(GRU)的窄路短时车流量预测模型,以SUMO(Simulation of Urban Mobility)仿真数据进行了实证研究。对比实验结果显示,IWOA具有较好的全局性、收敛速度且更加稳定。基于IWOA-GRU的窄路短时车流量预测模型,均方根误差(RMSE)指标相较于WOA-GRU、PSO-GRU、长短期记忆神经(LSTM)网络分别降低10.96%、28.71%、42.23%,平均绝对百分比误差(MAPE)指标分别降低13.92%、46.18%、52.83%,有较为显著的准确性和稳定性。展开更多
针对地铁车轮磨耗数据时间跨度较长引起的长期依赖问题,为了进一步提升预测精度,提出一种将麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)优化双向长短期记忆网络(bidirectional long short term memory,Bi LSTM)的改进BiLSTM(SSA-BiLSTM...针对地铁车轮磨耗数据时间跨度较长引起的长期依赖问题,为了进一步提升预测精度,提出一种将麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)优化双向长短期记忆网络(bidirectional long short term memory,Bi LSTM)的改进BiLSTM(SSA-BiLSTM)网络模型,用于地铁车轮磨耗预测。首先,利用麻雀搜索算法对双向长短期记忆网络算法的神经元个数、迭代次数、输入批量和学习率等超参数在给定范围内进行寻优,得到参数最优值;然后,以参数最优值来构建改进BiLSTM网络模型,对车轮磨耗进行预测分析;最后,以车轮踏面磨耗和轮缘磨耗作为研究对象,将某地铁1车厢1号车轮的现场实测历史磨耗数据作为输入,对该模型进行训练及验证分析,并与多层感知机(multilayer perceptron,MLP)、LSTM、BiLSTM以及SSA-LSTM模型的预测结果进行对比。研究结果表明:SSA-Bi-LSTM模型的车轮磨耗预测精度更高,与LSTM、BiLSTM以及SSA-LSTM网络模型相比,踏面磨耗的平均绝对百分误差(mean absolute percentage error,MAPE)分别降低了13.28%、10.32%、1.47%,轮缘磨耗分别降低了9.5%、0.46%、0.02%;分别对同一地铁2号、4号车厢的1号位置车轮磨耗进行预测,并与磨耗实测数据进行对比,踏面磨耗的平均绝对百分比误差分别为1.34%、1.42%,轮缘磨耗的平均绝对百分比误差分别为0.18%、0.19%,验证了本文所提模型具有良好的泛化性,为地铁轮对智能化管理提供理论支持,延长车轮使用寿命。展开更多
基金the National Natural Science Foundation of China (90407007 60372001).
文摘To eliminate the aliasing that appeared during the measurement of multi-components nonstationary signals, a novel kind of anti-aliasing algorithm based on the short time Fourier transform （STFT） is brought forward. First the physical essence of aliasing that occurs is analyzed; second the interpolation algorithm model is setup based on the Hamming window; then the fast implementation of the algorithm using the Newton iteration method is given. Using the numerical simulation the feasibility of algorithm is validated. Finally, the electrical circuit experiment shows the practicality of the algorithm in the electrical engineering.
文摘窄路段作为交通场景中不可避免的瓶颈路段,其短时车流量预测对优化路径规划、改善交通状况具有重要意义。针对窄路段的时效性,同时考虑适用模型的准确度,提出一种基于佳点集初始化种群、非线性参数控制及柯西变异扰动的改进鲸鱼优化算法(IWOA)-门控循环单元(GRU)的窄路短时车流量预测模型,以SUMO(Simulation of Urban Mobility)仿真数据进行了实证研究。对比实验结果显示,IWOA具有较好的全局性、收敛速度且更加稳定。基于IWOA-GRU的窄路短时车流量预测模型,均方根误差(RMSE)指标相较于WOA-GRU、PSO-GRU、长短期记忆神经(LSTM)网络分别降低10.96%、28.71%、42.23%,平均绝对百分比误差(MAPE)指标分别降低13.92%、46.18%、52.83%,有较为显著的准确性和稳定性。
文摘针对地铁车轮磨耗数据时间跨度较长引起的长期依赖问题,为了进一步提升预测精度,提出一种将麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)优化双向长短期记忆网络(bidirectional long short term memory,Bi LSTM)的改进BiLSTM(SSA-BiLSTM)网络模型,用于地铁车轮磨耗预测。首先,利用麻雀搜索算法对双向长短期记忆网络算法的神经元个数、迭代次数、输入批量和学习率等超参数在给定范围内进行寻优,得到参数最优值;然后,以参数最优值来构建改进BiLSTM网络模型,对车轮磨耗进行预测分析;最后,以车轮踏面磨耗和轮缘磨耗作为研究对象,将某地铁1车厢1号车轮的现场实测历史磨耗数据作为输入,对该模型进行训练及验证分析,并与多层感知机(multilayer perceptron,MLP)、LSTM、BiLSTM以及SSA-LSTM模型的预测结果进行对比。研究结果表明:SSA-Bi-LSTM模型的车轮磨耗预测精度更高,与LSTM、BiLSTM以及SSA-LSTM网络模型相比,踏面磨耗的平均绝对百分误差(mean absolute percentage error,MAPE)分别降低了13.28%、10.32%、1.47%,轮缘磨耗分别降低了9.5%、0.46%、0.02%;分别对同一地铁2号、4号车厢的1号位置车轮磨耗进行预测,并与磨耗实测数据进行对比,踏面磨耗的平均绝对百分比误差分别为1.34%、1.42%,轮缘磨耗的平均绝对百分比误差分别为0.18%、0.19%,验证了本文所提模型具有良好的泛化性,为地铁轮对智能化管理提供理论支持,延长车轮使用寿命。
