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基于集成学习模型与贝叶斯优化算法的成矿预测
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作者 孔春芳 田倩 +3 位作者 刘健 蔡国荣 赵杰 徐凯 《地学前缘》 北大核心 2025年第4期122-139,共18页
全球进入隐伏矿体勘查时代,急需新的找矿预测方法。利用集成学习进行的数据驱动的成矿预测模型正在成为深部隐伏矿产勘探的有力工具。然而,基于集成学习的成矿预测模型面临着一些普遍的问题,特别是模型的参数调优。模型的参数调优是一... 全球进入隐伏矿体勘查时代,急需新的找矿预测方法。利用集成学习进行的数据驱动的成矿预测模型正在成为深部隐伏矿产勘探的有力工具。然而,基于集成学习的成矿预测模型面临着一些普遍的问题,特别是模型的参数调优。模型的参数调优是一个非常耗时的过程,需要繁琐的计算和足够的专家经验。本文提出了一种基于多源地学知识与贝叶斯优化算法的集成学习模型来解决上述问题。具体来说,首先,基于多源地学知识,构建锰矿成矿预测数据库;其次,基于自适应提升模型(Adaptive Boosting,AdaBoost)和随机森林(Random Forest,RF)模型,建立黔东北锰矿成矿预测模型;然后,采用贝叶斯优化算法(Bayesian Optimization,BO),通过5倍交叉验证的辅助,寻找BO-AdaBoost和BO-RF模型最合适的超参数组合;最后,利用精度、准确率、召回率、F_(1)分数、kappa系数、AUC值等参数及已有成果检测模型的性能。实验结果发现,BO-AdaBoost和BO-RF模型的AUC值都得到了显著的提高,表明BO是一个强大的优化工具,优化结果为集成学习模型的超参数设置提供了参考。同时,实验结果也表明:BO-AdaBoost模型(92.8%)比BO-RF模型(89.9%)具有更高的预测精度和地质泛化能力,在成矿预测方面具有巨大潜力。基于BO-AdaBoost模型的预测图为黔东北隐伏锰矿矿床的勘探提供了重要线索,并可以指导未来的矿产勘探与开发。 展开更多
关键词 集成学习 自适应提升模型 随机森林 贝叶斯优化算法 隐伏锰矿 成矿预测
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基于机器学习和贝叶斯优化的大位移井钻井提速方法
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作者 张伟国 蒋昆 +3 位作者 宋宇 邓成辉 黄懿强 马溢 《石油钻探技术》 北大核心 2025年第2期38-45,共8页
海上大位移井井眼轨迹复杂,水平位移较大,导致井下摩阻高,严重影响了钻井效率。为此,根据钻井数据和录井数据等,提出了一种基于机器学习钻速预测与钻井参数优化的大位移井钻井提速方法。首先,对现场原始数据进行滤波、归一化等预处理,... 海上大位移井井眼轨迹复杂,水平位移较大,导致井下摩阻高,严重影响了钻井效率。为此,根据钻井数据和录井数据等,提出了一种基于机器学习钻速预测与钻井参数优化的大位移井钻井提速方法。首先,对现场原始数据进行滤波、归一化等预处理,进行相关性分析,发现钻压、转盘转速等钻井参数及井斜角、水平位移等井眼轨迹参数与钻速有显著的相关性;然后,构建了基于BP神经网络、随机森林和支持向量机的钻速预测模型,评价结果表明,BP神经网络模型表现最优,可以较为准确地预测海上大位移井的机械钻速;最后,采用贝叶斯优化算法,以提高钻速为目标对钻压、转盘转速和排量等参数进行优化。优化结果表明,钻井参数优化后,机械钻速平均提升了18.86%。研究结果揭示了钻井参数和井眼轨迹参数对大位移井钻速的影响规律,为大位移井钻井提速提供了理论依据。 展开更多
关键词 钻井参数 机械钻速 机器学习 贝叶斯优化 大位移井
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基于机器学习与粒子群算法的LBM多相流模型优化
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作者 侯亚祺 张玮 +2 位作者 张鸿 高飞雨 胡嘉华 《化工学报》 北大核心 2025年第3期1120-1132,共13页
在利用格子Boltzmann方法(LBM)模拟低毛细数的弹状流流动时,由于气泡发展过程复杂,模型控制参数选择难度大,当所选参数不当时,会产生错误的非物理现象,从而降低计算精度。通过机器学习建立LBM多相流过程模型,采用粒子群算法优化机器学... 在利用格子Boltzmann方法(LBM)模拟低毛细数的弹状流流动时,由于气泡发展过程复杂,模型控制参数选择难度大,当所选参数不当时,会产生错误的非物理现象,从而降低计算精度。通过机器学习建立LBM多相流过程模型,采用粒子群算法优化机器学习模型的超参数,进一步优化LBM建模过程中的控制参数,建立了LBM-机器学习-粒子群算法耦合多相流数值模拟模型。基于该模型研究了T型微通道内弹状流流动参数对气泡演化过程稳定性的影响。模拟结果表明,所建LBM多相流模型能预测复杂条件下气泡伸长率,在此基础上通过伸长率分析找到了最优气液两相进口流速关系,有效解决了低毛细数下弹状流流动不稳定性问题,显著提高了模拟计算精度与计算效率。 展开更多
关键词 格子Boltzmann法 微通道弹状流 机器学习 粒子群算法 模型优化
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基于贝叶斯优化集成学习的矿井通风阻变型故障诊断
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作者 李兵磊 孙妍 +3 位作者 张化进 宋方家 龙翼 蔡和 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期195-203,共9页
通风阻变型故障会导致矿井风流供需失衡,影响矿山生产安全。针对目前机器学习易误判和陷入局部最优解的问题,提出了基于贝叶斯优化集成学习的矿井通风阻变型故障诊断方法,提升模型的准确性和稳健性。基于矿井通风网络故障诊断数据集,构... 通风阻变型故障会导致矿井风流供需失衡,影响矿山生产安全。针对目前机器学习易误判和陷入局部最优解的问题,提出了基于贝叶斯优化集成学习的矿井通风阻变型故障诊断方法,提升模型的准确性和稳健性。基于矿井通风网络故障诊断数据集,构建了6种代表性集成学习模型,并通过贝叶斯算法优化其超参数,最后系统分析了集成学习在矿井通风阻变型故障诊断中的可行性和适用性。仿真试验结果表明:贝叶斯优化集成学习方法可有效辨识和诊断矿井通风阻变型故障,其中极度随机树、XGBoost、LightGBM模型诊断准确率为100%,明显优于常见的机器学习模型。综合模型准确性和确定性程度看,推荐采用XGBoost与Light GBM算法进行矿井通风阻变型故障诊断,其诊断准确率高,不确定性程度低,可为矿井智能化通风提供理论依据与方法指导。 展开更多
关键词 矿井通风 故障诊断 机器学习 集成学习 贝叶斯优化
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传统机器学习模型的超参数优化技术评估 被引量:20
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作者 李海霞 宋丹蕾 +2 位作者 孔佳宁 宋亚飞 常海艳 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第8期242-255,共14页
合理的超参数能够保证机器学习模型适应不同背景和不同任务。为了避免在模型超参数数量过多、搜索空间过大的情况下出现手动调节导致的效率低下问题,多种超参数优化技术已经被研发并运用到机器学习模型训练中。文中首先回顾了8种常见的... 合理的超参数能够保证机器学习模型适应不同背景和不同任务。为了避免在模型超参数数量过多、搜索空间过大的情况下出现手动调节导致的效率低下问题,多种超参数优化技术已经被研发并运用到机器学习模型训练中。文中首先回顾了8种常见的超参数优化技术,即网格搜索、随机搜索、贝叶斯优化、Hyperband、BOHB、遗传算法、粒子群优化算法和协方差矩阵自适应进化策略,并从时间性能、最终结果、并行能力、可拓展性、稳健性和灵活性5个方面分析各类方法的优缺点。其次,将8种方法应用到LightGBM、XGBoost、随机森林和KNN这4种传统机器学习模型上,在4个基准数据集上完成了回归、二分类和多分类的实验,对各类方法进行了比较。最后总结了各类方法的优缺点,给出了不同方法的适用情景。 展开更多
关键词 传统机器学习 超参数优化 贝叶斯优化 多保真技术 元启发式算法
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基于机器学习的区域性综合资源调度与优化算法设计
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作者 雷成涛 张莉 韩腾飞 《现代电子技术》 北大核心 2025年第16期128-132,共5页
为提升城市防灾减灾中的应急资源调度能力,提出一种基于机器学习的区域性综合资源调度与优化算法。该算法利用连续逼近(CA)模型确定服务于特定位置的最佳补货量和库存水平,并采用K均值聚类算法对预先分配的路线进行聚类,使得应急资源的... 为提升城市防灾减灾中的应急资源调度能力,提出一种基于机器学习的区域性综合资源调度与优化算法。该算法利用连续逼近(CA)模型确定服务于特定位置的最佳补货量和库存水平,并采用K均值聚类算法对预先分配的路线进行聚类,使得应急资源的调度更加高效。通过引入克里斯托菲德斯(Christofides)算法进一步优化调度路径,确保在多项式时间内找到近似最优解。实验结果表明,所提出的调度方法不仅能够在城市区域灾害应急中找到有效的资源调度策略,提高资源利用效率和响应速度,而且在运动成本和总成本上优于基于局部观察的方法,验证了其在应急资源调度中的优势。 展开更多
关键词 应急资源调度 路径优化 机器学习 连续逼近模型 K均值聚类算法 克里斯托菲德斯算法
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基于机器学习的酸性气藏地下储气库硫化氢含量预测方法 被引量:1
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作者 冯国庆 杜勤锟 +3 位作者 周道勇 蔡家兰 程希 莫海帅 《天然气工业》 北大核心 2025年第2期159-169,共11页
地下储气库(以下简称储气库)中含有硫化氢等有害气体,不仅影响储气库的安全运行,还直接对环境造成严重污染,准确预测储气库采出气组分中H2S的含量具有重要意义。目前,常采用油藏数值模拟的组分模型来预测H2S含量,但其计算过程复杂且耗... 地下储气库(以下简称储气库)中含有硫化氢等有害气体,不仅影响储气库的安全运行,还直接对环境造成严重污染,准确预测储气库采出气组分中H2S的含量具有重要意义。目前,常采用油藏数值模拟的组分模型来预测H2S含量,但其计算过程复杂且耗时较长,不能方便快捷地用于储气库单井H2S的含量预测。为此,以HCX储气库为研究对象,在建立储气库的机理模型并开展数值模拟的基础上,以机理模型计算的储气库多周期H2S预测结果为样本集,应用多输出支持向量回归(MSVR)、长短期记忆网络(LSTM)、人工神经网络(ANN)3种机器学习算法建立了硫化氢含量的智能代理模型,并对3种模型预测精度进行对比分析。研究结果表明:①长短期记忆网络模型具有适中的训练时间、较好的预测精度,可将该模型作为HCX储气库的H2S预测智能代理模型;②进一步对LSTM模型的训练数据和过渡拟合问题进行优化,确定最佳训练数集1500组,最佳丢弃率为0.2,隐含层设置范围可控制在层数1~2层,节点数30~60个;③经HCX储气库的实例应用表明,建立的LSTM智能代理模型能够准确预测储气库采出气中H2S的含量。结论认为,经过优化的LSTM算法智能代理模型具有较好的外推性,该研究成果可为含H2S储气库的建设和安全高效运行提供技术支持。 展开更多
关键词 含硫储气库 数值模拟 组分模拟 硫化氢含量预测 机器学习 长短期记忆网络模型 机器学习模型优化
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机器学习驱动锅炉燃烧优化技术的现状与展望 被引量:5
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作者 姚顺春 李龙千 +1 位作者 卢志民 李峥辉 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期228-243,共16页
伴随可再生能源发电装机容量快速增加,深度调峰过程中负荷多变、燃烧失稳等不稳定工况对火电机组的燃烧优化控制提出了更高要求,快速发展的人工智能技术与深度学习算法为锅炉参数预测建模及优化提供了重要手段。在机器学习算法方面,总... 伴随可再生能源发电装机容量快速增加,深度调峰过程中负荷多变、燃烧失稳等不稳定工况对火电机组的燃烧优化控制提出了更高要求,快速发展的人工智能技术与深度学习算法为锅炉参数预测建模及优化提供了重要手段。在机器学习算法方面,总结了特征筛选与建模算法的研究现状,提出了传统统计学方法与线性降维方法的科学解释性较差且不能很好地辨识高维数据,结合深度学习算法的特征筛选方法在处理复杂的火电机组数据时优势更明显;对比了多种神经网络在NO_(x)排放浓度建模中的优缺点,其中长短期记忆神经网络与卷积神经网络在处理时序数据时效果更好、集成模型通过组合不同学习器的优势可提高整个模型的泛化能力和鲁棒性。在预测模型的应用方面,通过对SCR脱硝系统建立预测模型可以方便运行人员模拟并修正可调参数,同时作为软测量手段监测燃烧系统运行状态;引入NO_(x)排放浓度预测模型的前馈控制和模型预测控制等先进控制手段可有效改善火电机组传统PID控制效果较差的问题;在多目标优化中NO_(x)脱除效率通常与锅炉效率或脱硝成本共同作为优化目标,以期实现经济效益与社会效益的和谐统一。 展开更多
关键词 机器学习 NO_(x)排放 深度调峰 预测模型 多目标优化控制
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基于贝叶斯优化机器学习超参数的滑坡易发性评价 被引量:24
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作者 杨灿 刘磊磊 +2 位作者 张遗立 朱文卿 张绍和 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期228-238,共11页
利用机器学习模型进行滑坡易发性评价时,不同的超参数设置往往会导致评价结果的不同。采用贝叶斯算法对4种常见机器学习模型(逻辑回归LR、支持向量机SVM、人工神经网络ANN和随机森林RF)的超参数进行了优化,探索了该算法对滑坡易发性机... 利用机器学习模型进行滑坡易发性评价时,不同的超参数设置往往会导致评价结果的不同。采用贝叶斯算法对4种常见机器学习模型(逻辑回归LR、支持向量机SVM、人工神经网络ANN和随机森林RF)的超参数进行了优化,探索了该算法对滑坡易发性机器学习模型的优化效果。以湘中地区4县(安化县、新华县、桃江县和桃源县)滑坡易发性评价为例说明该算法的可行性与适用性。基于滑坡历史编录,确定研究区内1017个滑坡点,并选定15个滑坡影响因子,以此构建滑坡易发性模型的训练集和测试集。利用贝叶斯优化算法对4种机器学习模型的主要超参数进行了优化,依据优化后的超参数建立了4种优化模型,并使用AUC值等指标来比较其预测能力。结果表明:经超参数优化后的4种机器学习模型预测性能均有所提高,且基于贝叶斯优化的随机森林模型表现最好。 展开更多
关键词 滑坡 易发性评价 湘中地区 机器学习 超参数优化 贝叶斯
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水文多模型拆分组配与协同优化研究进展
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作者 申笑萱 张珂 +2 位作者 张兆安 刘杰 李致家 《水资源保护》 北大核心 2025年第4期189-196,共8页
水文模型拆分组配与协同优化是水文建模有效的技术手段。基于文献聚类分析,结合文献计量数据与聚类结果,对水文模型的模块拆分、组合及优化方法进行了评述,总结了水文模型模块化设计、框架模型构建及多模型间误差传递等方面的关键研究进... 水文模型拆分组配与协同优化是水文建模有效的技术手段。基于文献聚类分析,结合文献计量数据与聚类结果,对水文模型的模块拆分、组合及优化方法进行了评述,总结了水文模型模块化设计、框架模型构建及多模型间误差传递等方面的关键研究进展,展望了水文多模型灵活组配与协同优化的研究方向。指出传统水文模型的构建方法通常缺乏必要的灵活性和可移植性,模块化设计的理念和机器学习等前沿技术的融合为水文模型的未来发展开辟了广阔的视野,这将为应对现代水文学面临的复杂挑战提供有力工具。 展开更多
关键词 水文模型 模块化 灵活架构 机器学习 模型优化
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基于机器学习方法的海洋天然气水合物水平井降压开采模拟—优化耦合模型 被引量:12
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作者 辛欣 王海彬 +5 位作者 罗建男 于涵 袁益龙 夏盈莉 朱慧星 陈强 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期149-158,共10页
由天然气水合物(以下简称水合物)开采引起的含水合物沉积层力学变形问题不能被忽视,因其直接威胁到海域水合物的安全开采。为了找到甲烷累计产气量最优值与地层稳定性的关系,基于机器学习方法形成模拟-优化耦合技术,构建起水合物降压开... 由天然气水合物(以下简称水合物)开采引起的含水合物沉积层力学变形问题不能被忽视,因其直接威胁到海域水合物的安全开采。为了找到甲烷累计产气量最优值与地层稳定性的关系,基于机器学习方法形成模拟-优化耦合技术,构建起水合物降压开采传热-流动-力学数值模拟模型、可以替代数值模拟模型的机器学习模型和以甲烷累计产气量最优为目标的混合整数非线性规划优化模型;在此基础上,选取南海北部神狐海域厚层Ⅱ类水合物藏W11站位为研究对象,获得了海底面沉降量约束下的水合物储层甲烷累计产气量及相对应的最优开采方案参数。研究结果表明:①模拟-优化耦合技术的关键是机器学习方法的运用,基于径向基函数人工神经网络方法而建立的替代模型计算精度较高,可以替代模拟模型来确定输入输出变量的关系,从而摆脱既定方案的限制,找到全局最优解;②模拟-优化耦合技术可以解决受含水合物沉积层力学响应特征影响的水合物开采方案优选问题,根据试采工程安全要求改变海底面沉降量最大允许值,可以计算得到相应的甲烷累计产气量,以及降压幅度、开采时间、井位布置、水平井段长度等最优开采方案参数;③随着最大允许沉降量增大,甲烷累计产气量增大,二者满足正相关关系;④海底面沉降量随着开采时间增长而增大,也随降压幅度增大而增大;⑤水合物开采引起海底面沉降主要发生在开采初期,为了获得较高甲烷累计产气量及较小海底面沉降量最大允许值,在开采初期必须减小降压幅度。结论认为,所形成的模拟-优化耦合技术适用性强,可以为水合物安全、高效规模化开采方案的制订提供支撑。 展开更多
关键词 海洋天然气水合物 地层稳定性 数值模拟 机器学习 混合整数 优化模型 开采方案制订 水平井
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基于Transformer转子应力预测模型的汽轮机启动优化
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作者 胡晓丹 陈涛 +4 位作者 陈旭 石睿 吴凡 姜伟 谢诞梅 《汽轮机技术》 北大核心 2025年第3期210-214,共5页
汽轮机启动过程中的温度梯度和热应力变化直接影响其安全运行和使用寿命。以某型1000 MW等级核电汽轮机组为研究对象,分析启动过程中转子应力的变化情况,采用热-固耦合计算方法和基于Transformer的应力预测模型,利用遗传算法优化汽轮机... 汽轮机启动过程中的温度梯度和热应力变化直接影响其安全运行和使用寿命。以某型1000 MW等级核电汽轮机组为研究对象,分析启动过程中转子应力的变化情况,采用热-固耦合计算方法和基于Transformer的应力预测模型,利用遗传算法优化汽轮机启动方案。研究结果表明,通过对启动过程中的关键参数进行优化,启动时间缩短约16.37%,且转子最大应力较原始方案减少0.83MPa,应力预测模型的平均误差仅为1.69%。提出的启动优化方案在确保安全的前提下提高了经济效益,可为机组实际运行提供理论支持。 展开更多
关键词 汽轮机转子 热应力 应力预测 启动优化 机器学习 Transformer模型
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机器学习在食品安全领域生物毒素预测中的应用与展望
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作者 丁浩晗 韩瑜 +5 位作者 宋晓东 崔晓晖 黄骅迪 董冠军 王龙 乌日娜 《食品科学》 北大核心 2025年第15期16-26,共11页
随着全球食品安全问题的日益严峻,快速预测食品中的潜在毒素变得至关重要。传统预测方法如化学分析和生物测定法虽能提供精确结果,但耗时长、成本高且操作复杂,难以满足大规模筛查需求。近年来,机器学习技术凭借其强大的数据处理能力和... 随着全球食品安全问题的日益严峻,快速预测食品中的潜在毒素变得至关重要。传统预测方法如化学分析和生物测定法虽能提供精确结果,但耗时长、成本高且操作复杂,难以满足大规模筛查需求。近年来,机器学习技术凭借其强大的数据处理能力和模式识别优势在食品生物毒素预测领域展现出广阔应用前景。本文首先论述生物毒素预测在食品安全领域的重要性,随后详细介绍机器学习的基础理论与关键算法模型,并重点讨论其在生物毒素预测中的应用,分析不同算法和模型的实际效果。针对机器学习在生物毒素预测中存在的问题,探讨了模型优化与改进策略,包括特征选择、超参数调整和集成学习等技术,并指出实际应用中可能面临的挑战,如数据可用性、模型泛化能力以及跨学科合作的复杂性等,同时提出潜在研究方向。未来随着机器学习技术的不断进步及食品生物毒素数据集的逐步扩增,预计其在食品生物毒素预测领域的应用将进一步发展,为环境保护和人类健康提供更有力支持。 展开更多
关键词 机器学习 生物毒素 食品安全 模型优化
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基于机器学习算法的油嘴冲蚀磨损预测
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作者 李若雯 刘少胡 +1 位作者 徐泽庆 王锁男 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第11期4526-4533,共8页
压裂后返排高速液体携带固体颗粒对油嘴造成严重冲蚀,难以保证油嘴稳定运行。针对油嘴冲蚀严重的问题,采用数值模拟的方法对油嘴冲蚀磨损进行研究,分析了含砂比、砂粒直径、砂粒密度、泵排量和液体黏度对油嘴冲蚀磨损的影响规律。研究表... 压裂后返排高速液体携带固体颗粒对油嘴造成严重冲蚀,难以保证油嘴稳定运行。针对油嘴冲蚀严重的问题,采用数值模拟的方法对油嘴冲蚀磨损进行研究,分析了含砂比、砂粒直径、砂粒密度、泵排量和液体黏度对油嘴冲蚀磨损的影响规律。研究表明:含砂比和液体黏度增大时,最大冲蚀率呈线性增长;砂粒密度和泵排量的增大时,最大冲蚀率呈指数增长;砂粒直径增大时,最大冲蚀率呈指数降低。采用正交试验法判断各个因素的显著性,影响油嘴冲蚀磨损的因素依次为:含沙比>泵排量>砂粒密度>砂粒直径>液体黏度。基于数值模拟的结果,采用机器学习的方法,对比分析支持向量机回归(support vector regression, SVR)、卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)、BP(back propagation)神经网络神经网络和随机森林回归(random forest regression, RFR)算法分别进行油嘴冲蚀磨损结果预测。优选SVR算法,采用粒子群算法对预测模型进行优化,得到较优油嘴冲蚀预测模型。 展开更多
关键词 油嘴 冲蚀磨损 正交试验 模型优化 机器学习
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基于机器学习模型的沿海城市河网水系氨氮质量浓度高分辨率遥感估算 被引量:1
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作者 文妮 王重洋 +3 位作者 陈星达 陈水森 周霞 于国荣 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期1737-1747,共11页
高效监测河网水系氨氮(NH3-N)的时空分布对区域水体污染防控治理和生态环境健康发展具有重要意义。基于2019年在广州市收集的204个NH3-N实测数据(0.026-6.210mg·L^(-1))和8景高质量Sentinel-2MSI遥感影像,发展了适用于大范围水域、... 高效监测河网水系氨氮(NH3-N)的时空分布对区域水体污染防控治理和生态环境健康发展具有重要意义。基于2019年在广州市收集的204个NH3-N实测数据(0.026-6.210mg·L^(-1))和8景高质量Sentinel-2MSI遥感影像,发展了适用于大范围水域、NH3-N质量浓度差异显著的机器学习遥感反演模型。结果显示,已有的NH3-N反演模型应用于广州市水体时精度受限,但多特征输入的模型预测能力相对较好。在检索16000多种Sentinel-2波段组合的基础上,利用主成分分析方法进行了特征降维(BC-FDR),并结合极端梯度提升(XGBoost)、随机森林(RF)、支持向量回归(SVR)3种机器学习模型,构建了波段特征优化的机器学习NH3-N反演方法。其中BC-FDR_XGBoost模型表现最佳(rc2=0.6872,σRMSEc=0.617mg·L^(-1),σMAEc=0.385mg·L^(-1),n=102;rv2=0.5436,σRMSEv=0.438mg·L^(-1),σMAEv=0.362mg·L^(-1),n=44)。另外基于58个实测数据进行了独立验证(n=33)和趋势检验(n=25),结果进一步表明,BC-FDR_XGBoost模型的精度较高(r2=0.5315,σRMSE=0.459mg·L^(-1),σMAE=0.287mg·L^(-1)),卫星遥感反演结果与实测数据在时空分布和变化趋势上具有良好的一致性。2019年,广州市河网水系NH3-N质量浓度平均为Ⅲ类水质等级,枯水期(0.795mg·L^(-1))显著高于丰水期(0.552mg·L^(-1))。空间上,丰水期NH3-N质量浓度整体呈南北部低、中部相对较高的特点;枯水期仅南沙区及部分干流NH3-N相对较低。该研究为建立城市尺度大区域范围水体NH3-N遥感反演模型提供了参考,有助于区域水环境的评价和治理。 展开更多
关键词 氨氮模型 河网水系 特征优化 机器学习 Sentinel-2影像 广州
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基于改进的机器学习模型对重症急性胰腺炎诊断的早期预测 被引量:2
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作者 李龙 尹梁宇 +6 位作者 种菲菲 童宁 黎娜 刘洁 余相江 王耀丽 许红霞 《陆军军医大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期753-759,共7页
目的基于改进的机器学习模型建立重症急性胰腺炎诊断的早期预测模型,并分析其临床价值。方法纳入2014年1月至2023年8月陆军特色医学中心消化内科、肝胆外科以及联勤保障部队第九四五医院急诊与重症医学科收治的352例急性胰腺炎患者,根... 目的基于改进的机器学习模型建立重症急性胰腺炎诊断的早期预测模型,并分析其临床价值。方法纳入2014年1月至2023年8月陆军特色医学中心消化内科、肝胆外科以及联勤保障部队第九四五医院急诊与重症医学科收治的352例急性胰腺炎患者,根据病情严重程度将其分为重症组(n=88)和非重症组(n=264),开展病例对照研究。利用RUSBoost模型以及改进的阿基米德优化算法,分析入院48 h内的39项常规实验室生化指标,帮助构建重症急性胰腺炎早期诊断预测模型,同步完成特征筛选和超参数优化,并利用ReliefF算法特征重要性排序和Logistic多因素分析,对筛选出的特征进行价值分析。结果在训练集上,改进机器学习模型的曲线下面积(area under curve,AUC)为0.922;在测试集上,改进机器学习模型的AUC达到了0.888。基于改进机器学习模型筛选出的预测重症急性胰腺炎发生的4个关键特征分别为C反应蛋白、血氯、血镁、纤维蛋白原水平,与ReliefF算法特征重要性排序和Logistic多因素分析结果相吻合。结论应用改进机器学习模型分析实验室检查结果,可帮助临床早期预测重症急性胰腺炎的发生。 展开更多
关键词 重症急性胰腺炎 机器学习模型 阿基米德优化算法 C反应蛋白
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基于机器学习的巡飞弹气动优化与制导一体化设计
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作者 吴明雨 何贤军 +1 位作者 郑纯 陈志华 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期38-47,共10页
针对巡飞弹末制导过程,提出了一种基于机器学习的气动优化与制导一体化设计方法。该方法首先以巡飞弹机翼为自由变形对象建立了基于全连接神经网络的气动参数代理模型,结合该模型提出了物理参数优化神经网络进行气动寻优,以此构建了在... 针对巡飞弹末制导过程,提出了一种基于机器学习的气动优化与制导一体化设计方法。该方法首先以巡飞弹机翼为自由变形对象建立了基于全连接神经网络的气动参数代理模型,结合该模型提出了物理参数优化神经网络进行气动寻优,以此构建了在线气动优化模型;其次,耦合该优化模型和巡飞弹飞行动力学方程组,搭建了强化学习的制导环境,利用深度Q网络强化学习算法设计了智能制导律,实现了气动优化与制导一体化设计。通过打击地面静止目标的仿真实验,与无气动优化的制导律相比,表明:在线气动优化可使得巡飞弹以最优升阻比飞行,缩短了制导时间,节约燃料;一体化模型仅利用弹目视线角速率信息,可产生较连续的攻角制导指令,提高了制导精度。 展开更多
关键词 气动优化 制导律 代理模型 一体化设计 机器学习 深度Q网络
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从随机集落影到随机点落影——隶属函数用于机器学习
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作者 汪培庄 鲁晨光 《智能系统学报》 北大核心 2025年第2期305-315,共11页
从样本分布求得隶属函数是重要的也是困难的。汪培庄的随机集落影理论使用集值统计得到隶属函数,从而在统计和模糊逻辑之间架起桥梁。但是,通常的样本并不包含集值,所以该理论不够实用。鲁晨光使用语义信息方法推导出用样本分布优化隶... 从样本分布求得隶属函数是重要的也是困难的。汪培庄的随机集落影理论使用集值统计得到隶属函数,从而在统计和模糊逻辑之间架起桥梁。但是,通常的样本并不包含集值,所以该理论不够实用。鲁晨光使用语义信息方法推导出用样本分布优化隶属函数的2个公式,它们和集值统计结果一致,可谓随机点落影方法。该方法可以用于多标签分类、最大互信息分类、混合模型、贝叶斯确证等。深度学习最新潮流中用的相似函数和估计互信息就是隶属函数和语义互信息的特例。因为最大语义信息准则和最大似然准则以及正则化最小误差平方准则兼容,并且隶属函数比似然函数迁移性更好,比反概率函数更容易构造,隶属函数有希望被广泛用于机器学习。 展开更多
关键词 模糊集合 隶属函数 样本分布 语义信息测度 机器学习 多标签分类 最大互信息分类 混合模型 贝叶斯确证
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基于机器学习可解释代理模型的风电次同步振荡在线预测及优化控制方法 被引量:11
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作者 向玮华 班连庚 周佩朋 《电力系统保护与控制》 CSCD 北大核心 2021年第16期67-75,共9页
随着新能源发电的快速发展,大规模风电场与电网相互作用引起的次同步振荡问题不断凸显,对次同步振荡进行预测并采取预防性控制措施具有重要意义。为此,提出了一种基于机器学习可解释代理模型的风电并网系统次同步振荡的在线预测和优化... 随着新能源发电的快速发展,大规模风电场与电网相互作用引起的次同步振荡问题不断凸显,对次同步振荡进行预测并采取预防性控制措施具有重要意义。为此,提出了一种基于机器学习可解释代理模型的风电并网系统次同步振荡的在线预测和优化控制方法。采用Prony算法分析电网小扰动过程以辨识系统阻尼水平。建立了基于梯度提升树模型的系统阻尼评估系统。提出了基于可解释代理模型的优化控制辅助决策方法。在Matlab Simulink中搭建了多个直驱风电场并网系统的仿真模型,验证了所提方法能够有效进行次同步振荡在线预测和优化控制,从而抑制次同步振荡,提升系统的稳定性。相较于传统的抑制方法,所提方法不依赖风电系统的详细模型,能够对风电场进行有针对性的控制,且控制措施的效果是可估测的。 展开更多
关键词 次同步振荡 在线预测 优化控制 机器学习 代理模型
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贝叶斯正则化对混凝土坝位移机器学习模型性能的提升 被引量:3
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作者 隋旭鹏 朱圣辉 +2 位作者 王少伟 徐丛 庄钧惠 《水电能源科学》 北大核心 2022年第9期120-124,共5页
针对机器学习模型的过拟合问题和非线性隐式型模型结构,基于贝叶斯正则化对某拱坝径向位移建立神经网络(NN)和支持向量机(SVM)模型,对比分析均方差(M_(MSE))、复相关系数、最大绝对误差、预测M增比等评价指标,并通过部分依赖图(PDP)来... 针对机器学习模型的过拟合问题和非线性隐式型模型结构,基于贝叶斯正则化对某拱坝径向位移建立神经网络(NN)和支持向量机(SVM)模型,对比分析均方差(M_(MSE))、复相关系数、最大绝对误差、预测M增比等评价指标,并通过部分依赖图(PDP)来挖掘机器学习模型的因果解释能力。研究结果表明,贝叶斯正则化能显著提高机器学习模型的预测和解释能力,NN和SVM的预测M_(MSE)分别降至64.67%、3.85%,过拟合程度分别由70.99、9778.36降至41.22、17.15;基于PDP从机器学习模型中分离出的因果分量与传统多元线性回归模型(MLR)相近。采用贝叶斯正则化构建的SVM模型的解释能力与MLR模型最接近,预测性能亦较优。 展开更多
关键词 混凝土坝 位移监控模型 机器学习 贝叶斯正则化 性能提升
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