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基于“十二生肖”算法优化的加权极限学习机月径流预测
1
作者
韩艳
崔东文
《三峡大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第4期1-10,共10页
为提高月径流时间序列预测精度,改进加权极限学习机(WELM)预测性能,对比验证“十二生肖”算法在基准测试函数和实例目标函数上的优化效果,提出经验小波变换二次分解(EWT^(Ⅱ))技术-“十二生肖”算法-WELM月径流时间序列预测模型.首先,...
为提高月径流时间序列预测精度,改进加权极限学习机(WELM)预测性能,对比验证“十二生肖”算法在基准测试函数和实例目标函数上的优化效果,提出经验小波变换二次分解(EWT^(Ⅱ))技术-“十二生肖”算法-WELM月径流时间序列预测模型.首先,利用经验小波变换(EWT)对月径流时间序列进行分解处理,得到EWT_(1)、EWT_(2)两个分解分量;采用模糊熵(FuzzyEn)计算EWT_(1)、EWT_(2)分量的模糊熵值,利用EWT^(Ⅱ)对模糊熵值较大的EWT_(1)分量进行二次分解,得到EWT_(1-1)~EWT_(1-3)三个分量.其次,基于EWT_(1-1)~EWT_(1-3)、EWT_(2)分量训练集构建4个WELM输入层权值和隐含层偏差(超参数)优化的实例目标函数,同时选取6个基准测试函数作为对比验证函数,利用“十二生肖”算法分别对6个基准测试函数和4个实例目标函数进行极值寻优与对比分析.最后,建立EWT^(Ⅱ)-“十二生肖”算法-WELM模型,通过云南省南洞地下河月径流预测实例对12种模型进行验证.结果表明:“十二生肖”算法对6个基准测试函数寻优的总排名与对4个实例目标函数寻优的总排名不一致,总体上冠豪猪优化算法(CPO)、野狗优化算法(DOA)寻优效果较好,变色龙算法(CSA)、天牛须搜索算法(BAS)、自学羚羊迁徙算法(SAMA)寻优效果较差;“十二生肖”算法对4个实例目标函数寻优的总排名与12种模型预测精度总排名基本一致,表明“十二生肖”算法极值寻优能力越强,获得的WELM超参数越优,所构建的预测模型性能越好;EWT^(Ⅱ)-CPO/CSO/DOA/CapSA/WHO-WELM模型预测的E_(MAP)、E_(MA)、E_(RMS)分别在0.422%~0.485%、0.022~0.026m^(3)/s、0.028~0.032m^(3)/s之间,优于其他对比模型,具有更好的预测效果.
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关键词
月径流预测
经验小波变换
二次分解
“十二生肖”算法
加权极限学习机
函数优化
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职称材料
题名
基于“十二生肖”算法优化的加权极限学习机月径流预测
1
作者
韩艳
崔东文
机构
云南省水利水电勘测设计研究院
云南省文山州水务局
出处
《三峡大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第4期1-10,共10页
基金
国家自然科学基金项目(41702278)
国家重点研发计划项目(2019YFC0507500)
中国地质调查局地质调查项目(DD20221758,DD20190326)。
文摘
为提高月径流时间序列预测精度,改进加权极限学习机(WELM)预测性能,对比验证“十二生肖”算法在基准测试函数和实例目标函数上的优化效果,提出经验小波变换二次分解(EWT^(Ⅱ))技术-“十二生肖”算法-WELM月径流时间序列预测模型.首先,利用经验小波变换(EWT)对月径流时间序列进行分解处理,得到EWT_(1)、EWT_(2)两个分解分量;采用模糊熵(FuzzyEn)计算EWT_(1)、EWT_(2)分量的模糊熵值,利用EWT^(Ⅱ)对模糊熵值较大的EWT_(1)分量进行二次分解,得到EWT_(1-1)~EWT_(1-3)三个分量.其次,基于EWT_(1-1)~EWT_(1-3)、EWT_(2)分量训练集构建4个WELM输入层权值和隐含层偏差(超参数)优化的实例目标函数,同时选取6个基准测试函数作为对比验证函数,利用“十二生肖”算法分别对6个基准测试函数和4个实例目标函数进行极值寻优与对比分析.最后,建立EWT^(Ⅱ)-“十二生肖”算法-WELM模型,通过云南省南洞地下河月径流预测实例对12种模型进行验证.结果表明:“十二生肖”算法对6个基准测试函数寻优的总排名与对4个实例目标函数寻优的总排名不一致,总体上冠豪猪优化算法(CPO)、野狗优化算法(DOA)寻优效果较好,变色龙算法(CSA)、天牛须搜索算法(BAS)、自学羚羊迁徙算法(SAMA)寻优效果较差;“十二生肖”算法对4个实例目标函数寻优的总排名与12种模型预测精度总排名基本一致,表明“十二生肖”算法极值寻优能力越强,获得的WELM超参数越优,所构建的预测模型性能越好;EWT^(Ⅱ)-CPO/CSO/DOA/CapSA/WHO-WELM模型预测的E_(MAP)、E_(MA)、E_(RMS)分别在0.422%~0.485%、0.022~0.026m^(3)/s、0.028~0.032m^(3)/s之间,优于其他对比模型,具有更好的预测效果.
关键词
月径流预测
经验小波变换
二次分解
“十二生肖”算法
加权极限学习机
函数优化
Keywords
monthly runoff prediction
empirical wavelet transform
quadratic decomposition
"Twelve Zodiac"algorithm
weighted extreme learning machine
function optimization
分类号
TV124 [水利工程—水文学及水资源]
P333 [天文地球—水文科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于“十二生肖”算法优化的加权极限学习机月径流预测
韩艳
崔东文
《三峡大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
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