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基于时间卷积和长短期记忆网络的短期云资源预测模型 被引量:2
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作者 陈基漓 李海军 谢晓兰 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第7期2856-2864,共9页
随着容器云技术的不断深入发展,通过预测分析云资源请求的整体趋势及高峰期,对于容器云资源的高效利用和合理分配具有重要意义。利用深度学习技术进行负载预测已经成为解决容器云资源利用率不平衡的关键技术。针对目前负载预测的单一模... 随着容器云技术的不断深入发展,通过预测分析云资源请求的整体趋势及高峰期,对于容器云资源的高效利用和合理分配具有重要意义。利用深度学习技术进行负载预测已经成为解决容器云资源利用率不平衡的关键技术。针对目前负载预测的单一模型和组合模型所存在的预测精度低以及捕获序列特征不充分问题,提出基于时间卷积和长短期记忆网络(temporal convolutional network-long short-term memory, TCN-LSTM)的短期云资源组合预测模型,组合模型中的空洞卷积在不减少特征尺寸的情况下增加感受野获取更长久的时间序列特征,其中残差网络可以跨层传递信息以加快网络的收敛,所获取的时间序列特征可有效提高LSTM的预测精度。利用阿里巴巴公开数据集的进行预测,实验表明所提出的模型与单一的预测模型以及其他组合模型进行对比分析,误差指标-平均绝对误差(mean absolute error, MAE)降低8%~13.7%,均方根误差(root mean squared error, RMSE)降低9.8%~13.1%,证明所提模型的有效性。 展开更多
关键词 容器云 云资源预测 时间卷积网络(tcn) 长短期记忆网络(LSTM)
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基于双重注意力时间卷积长短期记忆网络的短期负荷预测
2
作者 李丽芬 张近月 +1 位作者 曹旺斌 梅华威 《系统仿真学报》 北大核心 2025年第8期2004-2015,共12页
为提高负荷预测的精度,充分提取负荷与其他特征因素之间的隐藏关系,提出一种基于双重注意力时间卷积长短期记忆网络(dual-attention temporal convolutional LSTM network,DATCLSNet)的负荷预测方法。基于最大信息系数法对数据集进行相... 为提高负荷预测的精度,充分提取负荷与其他特征因素之间的隐藏关系,提出一种基于双重注意力时间卷积长短期记忆网络(dual-attention temporal convolutional LSTM network,DATCLSNet)的负荷预测方法。基于最大信息系数法对数据集进行相关性分析,完成特征筛选以减少模型的计算量,采用滑动窗构建模型的输入。构建DA-TCLSNet预测模型,时间卷积层提取不同时间尺度下的依赖关系、挖掘负荷及天气等数据之间的非线性特征;多头稀疏自注意力层关注重要信息;长短期记忆网络层挖掘时间序列的长期依赖关系;时间模式注意力层实现自适应学习同一时间步上不同变量间的联系,并通过残差结构连接上述模块以提高模型的表达能力。实验结果表明:该方法相比于其他负荷预测方法具有更佳的预测性能。 展开更多
关键词 负荷预测 时间卷积网络 注意力 残差结构 相关性分析
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基于CEEMDAN与TCN-Attention的陆态网络GNSS高程时间序列多尺度预测
3
作者 罗亦泳 占奥文 冯小欢 《大地测量与地球动力学》 北大核心 2025年第8期781-790,共10页
提出一种基于自适应噪声完备集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)和时间卷积网络-注意力机制(temporal convolutional network-attention mechanism,TCN-Attention)算法的... 提出一种基于自适应噪声完备集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)和时间卷积网络-注意力机制(temporal convolutional network-attention mechanism,TCN-Attention)算法的多尺度预测模型(简称C-TCN-A),该模型可有效应用于GNSS高程时间序列缺失数据的插补和未来趋势的预测。该模型利用CEEMDAN对时间序列进行多尺度分解,然后基于TCN-Attention对不同尺度分量进行预测和重构得到预测结果。为验证模型的性能,选取12个观测站进行1 d与5 d预测,并与其他多种模型进行对比。结果表明,在1 d预测中,C-TCN-A的RMSE和MAE分别降低35%~40%和36%~41%,相关系数R提高25%~29%;在5 d预测中,C-TCN-A的RMSE和MAE分别降低20%~26%和20%~28%,相关系数R提高26%~33%。为验证模型的普适性,利用C-TCN-A对陆态网络99个观测站进行1 d与5 d预测。结果表明,RMSE和MAE指标总体上结果较好,误差分布集中,大多数误差小于4 mm;预测精度存在一定的空间分布差异,西北地区效果最佳。 展开更多
关键词 GNSS高程时间序列 陆态网络 改进经验模态分解 时间卷积网络
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基于双重时间卷积网络与生成对抗网络的时序序列异常检测
4
作者 王红霞 牛宇浩 《计量学报》 北大核心 2025年第7期1030-1040,共11页
随着数字制造化产业的发展,数据安全检测、系统监控分析等应用场景中数据量的不断增加,对于数据异常检测的要求日益提高。提出了一种基于双重时间卷积网络与生成对抗网络(GAN)的异常检测(MdtGAN)算法。首先通过生成对抗网络的设计策略... 随着数字制造化产业的发展,数据安全检测、系统监控分析等应用场景中数据量的不断增加,对于数据异常检测的要求日益提高。提出了一种基于双重时间卷积网络与生成对抗网络(GAN)的异常检测(MdtGAN)算法。首先通过生成对抗网络的设计策略构建其基本结构;其次在全局和局部时间卷积网络(GaL-TCN)生成器中通过设计双重时间卷积网络对时间序列进行历史信息处理,其中的注意力机制和单层Transformer编码器使其能够快速地执行知识推理,实现对于时间序列的分布预测使其能够生成符合真实数据分布的时间序列;最后提出基于极值理论的动态阈值设定方法,减少了需要手动调节的参数量以及对于先验知识的需要。实验结果表明,在4个公开数据集上MdtGAN与近几年优秀的基准方法相比,将F1分数平均提高了1.27%,训练时间减少了70.69%,为无监督异常检测提供了一种新的解决方案。 展开更多
关键词 数据处理 生成对抗网络 时间序列 异常检测 双重时间卷积网络 注意力机制 动态阈值
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基于卷积内SWCS的时间卷积网络对MI-EEG解码
5
作者 付荣荣 祝悦 +1 位作者 李林玉 路斌 《计量学报》 北大核心 2025年第6期910-916,共7页
传统的机器学习方法中脑电信号通常需要经过繁琐的预处理和特征工程才能进行解码。如何构建一个能够快速、可靠地解码运动想象脑电信号的端到端深度学习网络,成为当前运动想象脑电信号解码研究的关键问题。因此,在结合卷积内滑动窗口裁... 传统的机器学习方法中脑电信号通常需要经过繁琐的预处理和特征工程才能进行解码。如何构建一个能够快速、可靠地解码运动想象脑电信号的端到端深度学习网络,成为当前运动想象脑电信号解码研究的关键问题。因此,在结合卷积内滑动窗口裁剪策略(sliding window cropping strategy,SWCS)和时间卷积网络(temporal convolutional network,TCN)的基础上,提出一种新的卷积内SWCS的时间卷积网络,并使用该网络对运动想象脑电信号进行识别研究。该网络利用二维卷积提取脑电信号的浅层特征,使用卷积内SWCS将时间序列划分为多个时间窗口,然后将二维卷积提取的脑电信号浅层特征输送到TCN网络中提取时间序列中更高级的时间特征。在第Ⅳ届脑机接口竞赛的数据集上的分类结果表明,卷积内SWCS的时间卷积网络的分类效果优秀。 展开更多
关键词 脑电信号 卷积内SWCS 运动想象 时间卷积网络 信号解码 脑机接口
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基于注意力时间卷积神经网络的光伏功率概率预测
6
作者 李青 《太阳能学报》 北大核心 2025年第2期326-332,共7页
针对确定性光伏功率预测无法计算预测结果概率和波动范围的问题,采用改进时间卷积神经网络(TCNN)开展光伏功率概率预测。TCNN已用于各种时序预测任务,但其在输入序列很长情况下需增加卷积层来提升预测性能。在TCNN中引入稀疏注意力机制... 针对确定性光伏功率预测无法计算预测结果概率和波动范围的问题,采用改进时间卷积神经网络(TCNN)开展光伏功率概率预测。TCNN已用于各种时序预测任务,但其在输入序列很长情况下需增加卷积层来提升预测性能。在TCNN中引入稀疏注意力机制,构建注意力时间卷积神经网络(ATCNN),通过分层卷积结构提取时间依赖关系,利用稀疏注意力关注重要的时间步,构建的稀疏注意力层无需更深的架构即可扩展感受野,并使预测结果更具可解释性。在两个光伏数据集上的功率概率预测结果表明,ATCNN的预测准确性优于TCNN、时间融合解码器(TFT)等先进深度学习模型,同时对于感受野的扩展,ATCNN比TCNN需要的卷积层更少、训练速度更快,并能可视化预测过程中最重要的时间步。同卷积层情况下,ATCNN比TCNN的点预测损失小15.7%,概率预测损失小15.9%。 展开更多
关键词 光伏功率 预测 时间卷积网络 稀疏注意力机制 可解释性
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基于金豺优化变分模态分解与时间卷积网络的过热汽温特性建模
7
作者 金秀章 赵术善 +2 位作者 畅晗 赵大勇 仲轩正 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第12期4759-4767,I0019,共10页
针对火电机组装机容量增大且调峰频繁导致过热汽温的大惯性、大时延和高度非线性等特征愈加明显,火电机组传统比例-积分-微分控制器(proportional-integral-derivative,PID)控制效果下降的问题,提出一种基于金豺算法(golden jackal opti... 针对火电机组装机容量增大且调峰频繁导致过热汽温的大惯性、大时延和高度非线性等特征愈加明显,火电机组传统比例-积分-微分控制器(proportional-integral-derivative,PID)控制效果下降的问题,提出一种基于金豺算法(golden jackal optimization,GJO)优化变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)算法与GJO优化时间卷积神经网络(temporal convolutional network,TCN)的过热汽温系统特性模型。使用互信息(mutual information,MI)将机理分析得到的13个过热汽温特征变量进行排序并去除冗余变量;对筛选后的7个特征变量使用GJO-VMD算法进行分解,选择相关性较大的本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)分量进行重构作为最终模型输入;最后,使用GJO-TCN建立过热汽温特性模型,并使用某660 MW燃煤电厂历史运行数据进行仿真实验。实验结果表明,基于GJO-VMD与GJO-TCN的过热汽温特性模型相较于TCN、长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)、GJO-LSTM,具有更高的预测精度。 展开更多
关键词 过热汽温 金豺算法 变分模态分解 时间卷积神经网络
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基于时间卷积网络的电池寿命评估方法 被引量:1
8
作者 孙玉树 安娟 +4 位作者 黄存强 张舜祯 党艳阳 裴玮 唐西胜 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第4期259-268,共10页
为了提高电池系统应用的技术经济性,本文基于时间卷积网络从健康状态和剩余使用寿命两个角度对电池寿命进行评估。首先,介绍时间卷积网络的电池寿命评估原理,阐述其相较于经典递归神经网络的优势;然后,基于电池易测量的时间、电压、电... 为了提高电池系统应用的技术经济性,本文基于时间卷积网络从健康状态和剩余使用寿命两个角度对电池寿命进行评估。首先,介绍时间卷积网络的电池寿命评估原理,阐述其相较于经典递归神经网络的优势;然后,基于电池易测量的时间、电压、电流和温度等数据提取14个相关间接健康特征因素,利用KL散度、皮尔逊相关系数和灰色关联度3种算法分别分析不同因素与健康状态的相关程度,并与时间卷积网络相关性方法进行对比和分析,筛选出对电池健康状态影响较大的5个特征因素,即循环时间、电压平均值、电压样本熵、温度样本熵和电流值;接着,利用核主成分分析法对选取的主导特征因素进行降维处理,筛选出贡献率较大的主成分,以减小后续计算复杂度。使用时间卷积网络、长短时记忆神经网络和反向传播神经网络进行仿真对比分析,结果表明本文的时间卷积网络具有较高的健康状态预测精度;另外,由于电池存在容量再生现象,利用健康状态对电池寿命表征存在较大误差,而通过对电池剩余循环次数进行寿命预测,可以克服健康状态预测的缺点。仿真结果验证了本文所提的时间卷积网络的电池寿命评估策略对电池寿命精确评估具有有效性。 展开更多
关键词 电池 时间卷积网络 核主成分分析法 健康状态 剩余使用寿命
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基于时间卷积网络和长短期记忆网络的混合模型海面温度预测研究
9
作者 赵煜 王律钧 +1 位作者 姚志刚 陈文凯 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期147-157,共11页
本研究提出了一种基于时间卷积网络(TCN)和长短期记忆网络(LSTM)的混合模型——TCN-LSTM,以提高海表温度(SST)的预测精度。通过在四个海洋站的敏感性实验,分析了超参数对模型稳定性的影响。通过控制迭代次数、TCN卷积核数量和LSTM神经... 本研究提出了一种基于时间卷积网络(TCN)和长短期记忆网络(LSTM)的混合模型——TCN-LSTM,以提高海表温度(SST)的预测精度。通过在四个海洋站的敏感性实验,分析了超参数对模型稳定性的影响。通过控制迭代次数、TCN卷积核数量和LSTM神经元数量等关键参数,并运用方差分析(ANOVA)方法,本文发现所有p值均大于0.05,这表明不同参数对平均绝对百分比误差(MAPE)的影响不显著,支持了模型的相对稳定性。TCN-LSTM模型结合了TCN在局部特征提取和LSTM在捕获长期依赖关系方面的优势,使其能够有效学习SST数据中的重要特征。在未来7 d的海面温度预测中,TCN-LSTM模型展现出优越的适应性和泛化能力,其相关评价指标表现优异。此外,通过比较不同超参数组合下的预测性能,验证了模型的一致性与可靠性。本研究为SST预测提供了一种新颖的方法论框架,尽管主要集中于单变量时间序列模型,但未来研究将考虑多变量模型和时空特征提取,以进一步提升整体预测精度。 展开更多
关键词 海温预测 深度学习模型 时间卷积网络 长短期记忆网络
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基于宽度时间卷积网络的滚动轴承寿命预测方法
10
作者 齐宸漫 冒泽慧 张耕维 《控制工程》 北大核心 2025年第6期1022-1029,共8页
滚动轴承应用在工业中时往往需要长时间工作在严苛条件下,其运行状态直接关系着生产的安全性,对滚动轴承进行寿命预测能够及时准确发现问题并进行维护,对避免人员伤亡及财产损失有着重要意义。针对具有不同失效信号的退化特征会相互耦... 滚动轴承应用在工业中时往往需要长时间工作在严苛条件下,其运行状态直接关系着生产的安全性,对滚动轴承进行寿命预测能够及时准确发现问题并进行维护,对避免人员伤亡及财产损失有着重要意义。针对具有不同失效信号的退化特征会相互耦合、较弱特征不易提取导致滚动轴承的寿命预测不准确问题,提出了一种资源消耗更少的寿命预测算法。通过借助时间卷积网络的特征提取能力加强对多失效特征的识别,并利用宽度学习的扁平化结构降低了网络模型的复杂度,从而减少了计算时间。通过在XJTU-SY滚动轴承数据集上进行验证,结果表明,该算法能够有效解决多失效模式下的滚动轴承寿命预测问题,为工业中的滚动轴承寿命预测提供了新思路。 展开更多
关键词 滚动轴承 剩余使用寿命预测 宽度学习网络 时间卷积网络
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基于多尺度残差时间卷积网络的物联网入侵检测模型 被引量:1
11
作者 刘丽伟 赵红超 +1 位作者 李学威 孙滨 《电信科学》 北大核心 2025年第4期164-175,共12页
入侵检测可主动鉴别物联网流量攻击,它是维护物联网安全的重要措施。为此,提出基于多尺度残差时间卷积网络的入侵检测模型(multiscale residual temporal convolutional networks-based intrusion detection model,MRID)。MRID采用多尺... 入侵检测可主动鉴别物联网流量攻击,它是维护物联网安全的重要措施。为此,提出基于多尺度残差时间卷积网络的入侵检测模型(multiscale residual temporal convolutional networks-based intrusion detection model,MRID)。MRID采用多尺度残差时间卷积模块,以增强网络学习时空的表征能力。同时,MRID采用了一个改进的流量注意力机制,帮助模型在学习过程中更关注重要特征。MRID可便捷应用于基于雾层的物联网架构中,以提供高效的实时入侵检测。利用数据集CICIDS2017和CSE-CIC-IDS2018验证MRID的性能。性能分析表明,MRID提高了入侵检测的效率,并在保持计算效率的同时,增强了模型的鲁棒性。 展开更多
关键词 物联网 入侵检测模型 时间卷积网络 多尺度残差 注意力机制
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基于时间卷积网络的无监督入侵检测模型
12
作者 廖金菊 丁嘉伟 冯光辉 《电信科学》 北大核心 2025年第1期164-173,共10页
现有的多数入侵检测模型通过长短期记忆(long short-term memory,LSTM)网络评估数据之间的时间依赖性。然而,LSTM网络处理序列数据增加了训练模型的计算复杂度和存储成本。为此,提出了基于多头注意力机制和时间卷积网络的无监督入侵检... 现有的多数入侵检测模型通过长短期记忆(long short-term memory,LSTM)网络评估数据之间的时间依赖性。然而,LSTM网络处理序列数据增加了训练模型的计算复杂度和存储成本。为此,提出了基于多头注意力机制和时间卷积网络的无监督入侵检测模型(unsupervised intrusion detection model based on multihead attention mechanism or temporal convolutional network,UDMT)。UDMT不依赖于LSTM网络,它利用时间卷积网络和多头注意力机制构建生成对抗网络的生成器和决策器,实现计算的并行化,进而降低复杂度。同时,UDMT不依赖于标签的攻击数据,它具有检测已知攻击和未知攻击的能力。此外,UDMT采用不同的隐藏层模式,配置灵活,以满足不同的检测率和检测时延的要求。相比于两个同类的检测模型,提出的UDMT能获取更高的检测率和更低的检测时延。 展开更多
关键词 入侵检测模型 长短期记忆网络 生成对抗网络 多头注意力机制 时间卷积网络
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基于改进北方苍鹰优化算法的时间卷积网络及其应用
13
作者 王丽敏 赵侠 +2 位作者 王丝雨 郭枝威 高铭晗 《吉林大学学报(理学版)》 北大核心 2025年第5期1379-1386,共8页
针对时间卷积网络存在的超参数选择困难及预测结果波动性较大的问题,提出一种基于改进北方苍鹰优化算法的时间卷积网络模型.首先,提出一种基于混合策略改进的北方苍鹰优化算法,通过融合Sine混沌映射初始化种群、引入非线性惯性权重调整... 针对时间卷积网络存在的超参数选择困难及预测结果波动性较大的问题,提出一种基于改进北方苍鹰优化算法的时间卷积网络模型.首先,提出一种基于混合策略改进的北方苍鹰优化算法,通过融合Sine混沌映射初始化种群、引入非线性惯性权重调整策略以及结合Lévy飞行机制,增强算法的全局探索与局部开发能力.其次,将时间卷积网络的预测误差作为优化目标,利用改进的北方苍鹰优化算法自动搜索其最优超参数组合,构建时序预测模型.在电力负荷预测任务中的实验结果表明,该预测模型相较于其他改进时间卷积网络,在预测精度和结果稳定性方面均有显著优势,为解决时间卷积网络超参数选择问题提供了一种高效、鲁棒的自动化优化方法,提升了时间卷积网络模型在复杂时间序列预测任务中的精度和可靠性,有实际应用价值. 展开更多
关键词 北方苍鹰优化算法 时间卷积网络 电力负荷预测 超参数选择
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基于多元变分模态分解和时间卷积网络的油中溶解气体浓度预测方法
14
作者 喻竟哲 王文浩 +2 位作者 李业欣 邹国平 安斯光 《电工电能新技术》 北大核心 2025年第9期23-32,共10页
针对传统单一变量预测模型预测精度不高的问题,本文提出了一种基于多元变分模态分解和时间卷积网络的变压器油中溶解气体浓度预测模型。首先,选择与待预测气体相关性较高的气体作为输入特征,并采用多元变分模态分解(MVMD)同时对多种输... 针对传统单一变量预测模型预测精度不高的问题,本文提出了一种基于多元变分模态分解和时间卷积网络的变压器油中溶解气体浓度预测模型。首先,选择与待预测气体相关性较高的气体作为输入特征,并采用多元变分模态分解(MVMD)同时对多种输入特征进行模态分解,以克服不同序列的频率失衡问题;其次,利用时间卷积网络(TCN)对各子序列进行预测,挖掘气体时间信息特征,最后叠加重构得到预测结果。算例结果表明,与其他模型相比,该模型在预测中更具有优势,展现了好的迁移能力。 展开更多
关键词 电力变压器 油中溶解气体浓度预测 时间卷积网络 多元变分模态分解
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基于短序列时间卷积网络的电梯故障诊断方法
15
作者 陈晗远 陆佳炜 +2 位作者 王琪冰 李仁 肖刚 《现代电子技术》 北大核心 2025年第12期137-147,共11页
电梯故障可能会导致资源和财产损失,还可能引发严重的安全问题。而故障诊断技术可以及时发现并诊断故障,防止受损设备继续运行。神经网络模型在进行振动信号的故障诊断方面有较好性能,但实时性方面仍有不足。针对电梯轿厢的振动信号故... 电梯故障可能会导致资源和财产损失,还可能引发严重的安全问题。而故障诊断技术可以及时发现并诊断故障,防止受损设备继续运行。神经网络模型在进行振动信号的故障诊断方面有较好性能,但实时性方面仍有不足。针对电梯轿厢的振动信号故障诊断准确率不高、输入序列长度较大的问题,提出一种基于短序列时间卷积网络(SA-TCNODE)的故障诊断方法。通过为时间卷积网络增加门控卷积,并引入神经常微分方程来构建更深层的网络,从而在较短的振动信号序列中提取特征,实现局部故障特征的快速提取。此外,引入自注意力机制赋予模型全局特征提取的能力,提高诊断的准确性。实验结果表明,SA-TCNODE算法在样本序列长度为150的情况下,故障诊断准确率达到97.2%;且与其他方法相比,该算法还可以在故障发生后的短时间内检测到故障,具备良好的诊断精度和可靠性,可为电梯故障诊断以及其他类似应用领域提供重要的知识共享和重用的方法支撑。 展开更多
关键词 电梯故障诊断 振动信号 短序列 时间卷积网络 特征提取 样本序列长度 神经常微分方程
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融合残差与VMD-TCN-BiLSTM混合网络的鄱阳湖总氮预测 被引量:1
16
作者 黄学平 辛攀 +3 位作者 吴永明 吴留兴 邓觅 姚忠 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第3期59-67,75,共10页
对湖泊水质进行准确、高效的预测,对于保护水资源、维护生态平衡以及促进经济发展等方面都具有重要意义。为此提出了一种基于模态分解、多维特征选择、时间卷积网络(TCN)、自注意力机制、双向长短期神经网络(BiLSTM)和双向门控循环单元(... 对湖泊水质进行准确、高效的预测,对于保护水资源、维护生态平衡以及促进经济发展等方面都具有重要意义。为此提出了一种基于模态分解、多维特征选择、时间卷积网络(TCN)、自注意力机制、双向长短期神经网络(BiLSTM)和双向门控循环单元(BiGRU)的湖泊总氮(TN)组合预测模型。首先,采用变分模态分解将TN原始序列分解成不同频率的本征模态函数(IMF),以降低原始序列的复杂度和非平稳性;随后,通过随机森林算法为每个IMF选择相关性强的特征,将筛选出的特征矩阵输入到添加自注意力机制的TCN-BiLSTM混合网络中进行建模,充分提取数据中隐藏的关键时序信息;最后,为进一步提升模型预测精度,采用BiGRU网络学习残差序列的细节特征,将残差与模型预测结果融合得到最终的预测值。以鄱阳湖都昌监测站的水质数据为例进行试验分析,结果表明本文模型相比于其他模型对TN浓度预测效果提升明显,其平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和决定系数(R^(2))分别为0.03 mg/L、0.049 mg/L、0.992。 展开更多
关键词 水质预测 总氮 变分模态分解 时间卷积网络 集成预测
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基于多粒度时间卷积网络的超短期风功率预测 被引量:8
17
作者 江国乾 徐向东 +3 位作者 白佳荣 何群 谢平 单伟 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期104-111,共8页
针对传统风功率预测方法通常基于固定时间粒进行研究,但该类方法往往忽略了其他时间粒度对风功率的影响的问题,提出一种基于多粒度时间卷积网络(MGTCN)的超短期风功率预测方法,使用时间卷积网络来挖掘多粒度视角下的风力机数据特征,并... 针对传统风功率预测方法通常基于固定时间粒进行研究,但该类方法往往忽略了其他时间粒度对风功率的影响的问题,提出一种基于多粒度时间卷积网络(MGTCN)的超短期风功率预测方法,使用时间卷积网络来挖掘多粒度视角下的风力机数据特征,并设计多粒度特征融合模块来增强模型的鲁棒性,提高风功率预测精度。首先,利用随机森林算法(RF)得到与输出功率相关性较强的部分特征数据;然后,对筛选后的特征数据进行多粒度划分,通过时间卷积网络(TCN)提取各个粒度的独立特征。最后,使用挤压激励网络(SENet)对不同粒度特征进行自适应加权融合,得到最终预测值。采用中国某风场数据进行算例分析,结果表明相较于其他方法,所提方法在24步预测任务和6步预测任务上取得了最佳的预测性能,具有较高的准确性和稳定性。在24步预测任务上归一化均方根误差、归一化平均绝对值误差和决定系数指标分别为0.152、0.108和0.7214,在6步预测任务上各指标分别为0.1027,0.0683和0.8717。 展开更多
关键词 风功率 预测 随机森林 多粒度计算 时间卷积网络 挤压激励网络
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基于注意力时间卷积网络的农产品期货分解集成预测 被引量:3
18
作者 张大斌 黄均杰 +1 位作者 凌立文 林锐斌 《南京信息工程大学学报》 CAS 北大核心 2024年第3期311-320,共10页
针对农产品期货时间序列数据受多方面因素影响,非线性、非平稳数据特征难以提取而导致预测准确性不高的问题,基于“分解-集成”的预测思想,本文提出一种基于自适应噪声完备经验模态分解(CEEMDAN)与Transformer-Encoder-TCN的农产品期货... 针对农产品期货时间序列数据受多方面因素影响,非线性、非平稳数据特征难以提取而导致预测准确性不高的问题,基于“分解-集成”的预测思想,本文提出一种基于自适应噪声完备经验模态分解(CEEMDAN)与Transformer-Encoder-TCN的农产品期货预测方法.首先,使用CEEMDAN将时间序列分解为多尺度多频率的本征模态分量(IMF)与残差,降低了序列建模复杂度;其次,使用融合多阶段自注意力单元Transformer-Encoder的时间卷积网络(TCN)对各个分量子序列进行特征提取与预测,优化了序列显著特征建模权重;最后,将各个子序列预测值线性相加集成得到最终预测结果.以南华期货公司农产品指数中的大豆期货指数为研究对象,采用时序交叉验证与参数迁移的方式进行模型重训练,消融和对比实验结果表明,提出的新模型在RMSE、MAE和DS三个评价指标上具有良好的效果,验证了该模型对农产品期货预测的有效性. 展开更多
关键词 农产品期货 自适应噪声完备经验模态分解 自注意力机制 Transformer-Encoder 时间卷积网络
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基于动态自适应门控图卷积网络的交通拥堵预测
19
作者 王庆荣 高桓伊 +2 位作者 朱昌锋 何润田 慕壮壮 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期31-47,共17页
随着城市机动车保有量的持续攀升,交通拥堵程度不断加剧,这种现象对环境保护与城市运行效率造成不利影响。因此,精确预测交通拥堵对于交通管理与优化具有重要意义。然而,现有研究在建模交通数据的动态时变特性及复杂路段间交互关系方面... 随着城市机动车保有量的持续攀升,交通拥堵程度不断加剧,这种现象对环境保护与城市运行效率造成不利影响。因此,精确预测交通拥堵对于交通管理与优化具有重要意义。然而,现有研究在建模交通数据的动态时变特性及复杂路段间交互关系方面仍存在一定局限性。针对这一问题,该文提出了一种基于图神经网络的门控时空卷积网络模型,以更有效地刻画和预测交通拥堵状况。首先,通过改进的K-均值聚类算法将原始数据划分为多个拥堵状态类别,并将其作为辅助特征融入预测模型,以增强特征表达能力;然后,引入门控时间卷积网络以捕捉交通数据间的时序特性与动态依赖关系,并构建动态自适应门控图卷积网络,通过信号生成模块与双层调制机制实现特征融合与动态权重分配,从而完成对时空特征的有效提取;最后,引入残差连接以增强训练过程的稳定性,并利用跳跃连接对多层次与多尺度特征进行有效整合。在真实交通数据集PeMS08与PeMS04上对所提模型的有效性进行了验证,结果表明,该模型的预测精度优于其他基线模型。 展开更多
关键词 交通拥堵预测 图神经网络 动态自适应门控 聚类算法 门控时间卷积网络
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基于改进时间卷积网络的微电网超短期负荷预测 被引量:8
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作者 王印松 吕率豪 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期255-263,共9页
为了提高微电网中用电负荷超短期预测的准确性,对时间卷积网络进行特征增强和注意力增强改进,将时间卷积网络中的一维因果膨胀卷积替换为二维卷积,同时利用时间模式注意力机制对时间卷积网络的隐藏层加权处理,提取负荷的多维特征,挖掘... 为了提高微电网中用电负荷超短期预测的准确性,对时间卷积网络进行特征增强和注意力增强改进,将时间卷积网络中的一维因果膨胀卷积替换为二维卷积,同时利用时间模式注意力机制对时间卷积网络的隐藏层加权处理,提取负荷的多维特征,挖掘序列中存在的潜藏联系。根据改进的方法建立预测模型并进行对比实验以验证方法的有效性,能够对用电负荷的不确定性进行有效的处理,拓宽特征向量的维度,有效捕捉负荷序列中与时间有关的特征,提高用电负荷的预测精度。 展开更多
关键词 负荷预测 微电网 卷积神经网络 特征增强 时间模式注意力机制
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