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基于长短记忆模型的鄱阳湖流域径流模拟及其演变的归因分析 被引量:20
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作者 范宏翔 何菡丹 +2 位作者 徐力刚 张明睿 姜加虎 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期866-878,共13页
气候变化和人类活动直接或间接的影响着全球和区域水文循环过程,是导致水文水资源时空分布的主要因素,同时也是流域-湖泊水文情势变化的根本原因.本文基于长短记忆模型构建了鄱阳湖气象-径流模型,同时引入了基准期的概念,定量区分了导... 气候变化和人类活动直接或间接的影响着全球和区域水文循环过程,是导致水文水资源时空分布的主要因素,同时也是流域-湖泊水文情势变化的根本原因.本文基于长短记忆模型构建了鄱阳湖气象-径流模型,同时引入了基准期的概念,定量区分了导致鄱阳湖流域径流变化的主要影响因素.研究结果表明:在同时考虑计算效率和模拟效果的前提下,采用10 d预测窗口大小来构建鄱阳湖气象-径流模型能够很好地捕捉径流的极值,并且对径流的短期波动也能有很好的体现.训练期模型在各个子流域的纳什效率系数均高于0.94,而在验证期,模型在各个子流域的纳什效率系数均高于0.90.基于径流模拟结果,定量区分了人类活动和气候变化对鄱阳湖径流的影响,研究结果显示:人类活动对径流的影响主要发生在春、秋季,其中,人类活动在春季主要会造成径流的增加,平均增加幅度约为139.47 m^(3)/s,而在秋、冬季,人类活动则会导致径流平均减少约34.37 m^(3)/s.对比二者的相对贡献率,可以发现,春季人类活动对径流造成的影响较大,平均相对贡献率为77.26%.而在其余季节,鄱阳湖流域径流过程的改变主要是由于气候变化,平均相对贡献率约75.84%.研究结果能够为鄱阳湖流域水资源管理提供科学依据和理论指导. 展开更多
关键词 长短记忆模型 气候变化 人类活动 鄱阳湖 径流变化
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基于深度长短记忆模型的民航安保事件分析 被引量:11
2
作者 冯文刚 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1-7,共7页
为辅助公安民警分析民航安保事件,采用深度长短记忆(LSTM)模型,研究民航安保事件行为主体识别问题。通过搭建民航安保事件数据库,对民航安保事件概念信息进行多模态信息表示,提取安保事件时序特征,构建深度LSTM模型,进而实现安保事件行... 为辅助公安民警分析民航安保事件,采用深度长短记忆(LSTM)模型,研究民航安保事件行为主体识别问题。通过搭建民航安保事件数据库,对民航安保事件概念信息进行多模态信息表示,提取安保事件时序特征,构建深度LSTM模型,进而实现安保事件行为主体的学习与预测。结果表明:该模型可基于事件时序特征分析事件行为主体,预测精度更优,且在有噪声情况下也可得出良好结果,相关研究成果已在SZX机场成功应用。 展开更多
关键词 民航安保事件 深度长短记忆(LSTM)模型 行为主体 多模态 时序特征
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基于改进长短期记忆网络模型的水库库区水温模拟 被引量:1
3
作者 郑铁刚 吴茂喜 +3 位作者 张迪 金瑾 林俊强 孙双科 《农业工程学报》 北大核心 2025年第3期144-153,共10页
水温是影响水库水生态系统的“主因子”,了解库区水温分布及预测未来的水温变化对保护水库生态具有重要的意义。针对水库水温结构复杂、实时预测困难的技术问题,该研究通过在传统的长短期记忆网络模型(long short-term memory,LSTM)中... 水温是影响水库水生态系统的“主因子”,了解库区水温分布及预测未来的水温变化对保护水库生态具有重要的意义。针对水库水温结构复杂、实时预测困难的技术问题,该研究通过在传统的长短期记忆网络模型(long short-term memory,LSTM)中嵌入相关分析模块自动筛选模型的特征输入,并优化输出维度,提出了一种改进的LSTM模型,并在溪洛渡水库工程开展了模型应用研究,结果表明:1)改进LSTM模型的均方根误差最大值为0.63,纳什效率系数最小值为0.96,表明模型整体性能较好,能够精准地捕捉数据中的长期依赖关系;2)基于改进LSTM模型的库区水温分布预测值和环境流体动力学模型(environmental fluid dynamics code,EFDC)模拟值随时间的量值分布及变化规律基本一致,两者的库区表层年际误差值为-1.19~1.04℃,中层年际误差值为-1.06~1.68℃,底层年际误差值为-1.28~1.07℃,年际水温最大相对误差为8.3%;3)相较于EFDC模型多天的模拟时长,改进模型的计算时间缩短至几百秒,计算效率大幅提升,实现了水温分布的快速、实时精准预测。该研究通过改进LSTM模型,实现了深水水库垂向水温的高效预测,研究结果可为分层取水设施的优化调控提供技术支撑。 展开更多
关键词 水温 模拟 改进的长短期网络记忆模型 水温分布 相关性分析 水温预测 人工智能学习
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基于长短时记忆模型与无标记动作捕捉系统估算跑步地面反作用力曲线
4
作者 周玉林 赵峻辰 +2 位作者 李翰君 时会娟 刘卉 《医用生物力学》 北大核心 2025年第5期1295-1302,共8页
目的应用长短时记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)模型,以无标记动作捕捉系统所得下肢关节点坐标作为输入变量,估算跑步过程中的地面反作用力(ground reaction forces,GRF)曲线。方法采用无标记动作捕捉系统和三维测力台同步采... 目的应用长短时记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)模型,以无标记动作捕捉系统所得下肢关节点坐标作为输入变量,估算跑步过程中的地面反作用力(ground reaction forces,GRF)曲线。方法采用无标记动作捕捉系统和三维测力台同步采集59名业余跑者跑步动作下的视频图像和动力学数据。建立LSTM模型,以Theia3D无标记动作捕捉系统获取的11个下肢关节点三维坐标作为输入变量估算跑步支撑阶段三维GRF曲线。使用相关系数、均方根误差(root mean square error,RMSE)和标准化均方根误差(normalized root mean square error,nRMSE)评估LSTM模型的估算效果,采用统计参数映射分析LSTM模型估算和测力台实测曲线的差异,采用配对样本t检验分析模型估算与实测GRF特征差异。结果LSTM模型估算所得GRF与实测值之间高度相关(r>0.85,P<0.001)且误差较小(RMSE<0.3倍体重,nRMSE<15%)。LSTM模型估算所得GRF曲线与实测曲线之间不存在显著差异区间。基于LSTM估算曲线计算所得GRF特征与实测值不存在显著差异(P>0.05)。结论基于LSTM模型,可从无标记动作捕捉系统获取的下肢关节点三维坐标有效估算人体跑步时GRF曲线,并获得准确性较高的GRF特征。本研究建立的LSTM模型可以用于户外环境下监控跑步过程中的损伤风险。 展开更多
关键词 长短记忆模型 地面反作用力 无标记动作捕捉 跑步损伤
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长短时记忆神经网络模型在兴济河洪水预报中的应用
5
作者 徐晓芹 赵文聚 +3 位作者 仇东山 郑波 潘维艳 孔珂 《济南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期843-851,共9页
为了提高城区降雨预报的准确性,为城市防洪留有更多的准备和防御时间,利用基于数据驱动的长短时记忆神经网络(LSTM)模型对山东省济南市兴济河进行水文预报研究;分别建立序列长度为2.5、3.0 h的LSTM模型,利用均方根误差和纳什系数对比选... 为了提高城区降雨预报的准确性,为城市防洪留有更多的准备和防御时间,利用基于数据驱动的长短时记忆神经网络(LSTM)模型对山东省济南市兴济河进行水文预报研究;分别建立序列长度为2.5、3.0 h的LSTM模型,利用均方根误差和纳什系数对比选优2个LSTM模型;优选出序列长度为3.0 h的LSTM模型并将其应用于2场不同时长的降雨中进行水文预报。结果表明,在干流源头和支流附近,LSTM模型的预报精度较低,随着多维度实时水文数据的输入,序列长度为3.0 h的LSTM模型的预报准确性更高,更适合兴济河的水情变化,同时,该模型对较长历时降雨模拟效果更好,可以将其用于洪水预报研究中。 展开更多
关键词 水文预报 城市防洪 长短记忆神经网络模型 兴济河
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基于鲸鱼优化算法的长短期记忆模型水库洪水预报 被引量:15
6
作者 丁艺鼎 蒋名亮 +2 位作者 徐力刚 范宏翔 吕海深 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期320-332,共13页
洪涝灾害是世界主要自然灾害之一,优化洪水预报方案对防洪决策至关重要,然而传统水文模型存在参数多、调参受人为因素影响,泛化能力弱等问题。针对上述问题,本文提出基于改进的鲸鱼优化算法和长短期记忆网络构建自动优化参数的WOA-LSTM... 洪涝灾害是世界主要自然灾害之一,优化洪水预报方案对防洪决策至关重要,然而传统水文模型存在参数多、调参受人为因素影响,泛化能力弱等问题。针对上述问题,本文提出基于改进的鲸鱼优化算法和长短期记忆网络构建自动优化参数的WOA-LSTM模型,通过优化神经网络结构进一步增强该模型的稳定性和精确度,并且建立不同预见期下的洪水预报模型来分析讨论神经网络结构与预报期之间的关系。以横锦水库流域1986-1997年洪水资料为例,其中以流域7个雨量站点的降雨以及横锦站水文资料为输入,不同预见期下洪水过程作为输出,以1986-1993年作为模型的率定期,1994-1997年作为模型的检验期,研究结果表明:(1)以峰现时差、确定性系数、径流深误差和洪峰流量误差作为评价指标,相比较于LSTM模型和新安江模型对检验期的模拟结果表明WOA-LSTM模型拥有更高的精度、预报结果更稳定;(2)结合置换特征值和SHAP法分析模型特征值重要性,增强了神经网络模型的可解释性;(3)通过改变神经网络结构在一定程度避免由于预见期增加和数据关联性下降而导致的模型预报精度下降的问题,最终实验表明该模型在预见期1~6 h下都可以满足横锦水库的洪水预报要求,可以为当地的防洪决策提供依据。 展开更多
关键词 洪水预报 长短记忆模型(LSTM) 鲸鱼优化算法 深度学习
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基于注意力卷积长短时记忆模型的城市出租车流量预测
7
作者 周新民 金江涛 +2 位作者 鲍娜娜 袁涛 崔烨 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期153-162,共10页
为解决城市交通拥堵和安全问题,提出一种注意力卷积长短时记忆(ConvLSTM)残差(ACLR)模型,该模型通过结合ConvLSTM、注意力机制和残差结构,分别处理出租车流量的时间、空间、和其他特征,挖掘区域兴趣点(POI)数据对出租车流量的影响,有效... 为解决城市交通拥堵和安全问题,提出一种注意力卷积长短时记忆(ConvLSTM)残差(ACLR)模型,该模型通过结合ConvLSTM、注意力机制和残差结构,分别处理出租车流量的时间、空间、和其他特征,挖掘区域兴趣点(POI)数据对出租车流量的影响,有效提升交通时空特征的提取能力。同时,引入专门的学习元件考虑外部因素和POI密度对交通流量的影响,并利用北京市出租车轨迹数据验证。结果表明:ACLR模型在城市交通流预测中的精度高于差分自回归滑动平均(ARIMA)模型、长短时记忆(LSTM)网络、深度时空残差网络(ST-ResNet)、卷积神经网络(CNN)-残差神经单元-LSTM(CRL)循环神经网络、ACFM等模型,在无POI密度和考虑POI密度的情况下,均有助于提升模型的预测性能,ACLA模型的预测值与真实值基本一致,高峰时段也能与真实值较好地吻合,有效提升交通时空特征的提取能力,降低预测误差,使得交通流量预测性能得到优化。 展开更多
关键词 注意力卷积长短记忆残差网络(ACLR)模型 交通流量预测 城市出租车 时空特征 残差结构
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基于双向长短期记忆模型的网民负面情感分类研究 被引量:38
8
作者 吴鹏 应杨 沈思 《情报学报》 CSSCI CSCD 北大核心 2018年第8期845-853,共9页
网民负面情感在网络舆情情感分析中具有重要意义,但已有研究缺乏自动化识别海量短文本中网民负面情感的多分类方法。本文利用词嵌入技术学习词语的特征表示,通过增加文本的情感特征生成具有情感意义的词向量,并训练双向长短期记忆模型... 网民负面情感在网络舆情情感分析中具有重要意义,但已有研究缺乏自动化识别海量短文本中网民负面情感的多分类方法。本文利用词嵌入技术学习词语的特征表示,通过增加文本的情感特征生成具有情感意义的词向量,并训练双向长短期记忆模型得到网民负面情感识别模型,在判断网民情感极性的基础上,识别网民的愤怒、悲伤和恐惧三种负面情感,并结合案例数据与SVM、LSTM和CNN等模型进行对比分析。实验表明,具有情感语义的词向量比词向量更适合情感分析任务;利用双向长短期记忆模型可以得到较好的情感识别效果;判断网民情感极性基础上识别网民负面情感的分类方式优于直接判断网民的负面情感的方式。 展开更多
关键词 网络舆情 负面情感分析 情感词向量 双向长短记忆模型
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基于长短期记忆模型LSTM的近断层强震动记录零基线校正方法 被引量:5
9
作者 于海英 王文斌 +1 位作者 解全才 马迎春 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2022年第4期35-42,共8页
利用强震动记录零基线校正方法解算永久位移一直以来都是地震工程领域的难题之一。在已有的零基线校正方法中,由于校正结果依赖于人工选取的倾斜时刻和GPS数据,因此,无法得到唯一准确的校正结果,且很难实现自动化处理。利用文中提出的... 利用强震动记录零基线校正方法解算永久位移一直以来都是地震工程领域的难题之一。在已有的零基线校正方法中,由于校正结果依赖于人工选取的倾斜时刻和GPS数据,因此,无法得到唯一准确的校正结果,且很难实现自动化处理。利用文中提出的长短期记忆模型LSTM进行分类的校正方法,实现了自动化校正数据处理,并以集集地震为例,与GPS观测数据进行对比,结果表明准确率可达85.7%,解决了已有方法结算永久位移准确率无法控制和不能自动化处理的问题。为建筑物或公路结构物抗震设计,特别是大跨桥梁的抗震加固提供参考依据。 展开更多
关键词 长短记忆模型LSTM 强震动记录 零基线校正 永久位移
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基于图神经网络和长短期记忆模型的房价预测方法
10
作者 刘歆 杜红力 温道洲 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2023年第11期3282-3288,共7页
针对目前仅单独考虑价格序列中样本的趋势或仅考虑多个关联属性与价格间的函数关系,而不能更准确地进行房价预测的问题,构建了时空注意力图卷积长短期记忆模型AG-LSTM,包含局部特征提取模块、区域特征提取模块、复合预测模块。局部特征... 针对目前仅单独考虑价格序列中样本的趋势或仅考虑多个关联属性与价格间的函数关系,而不能更准确地进行房价预测的问题,构建了时空注意力图卷积长短期记忆模型AG-LSTM,包含局部特征提取模块、区域特征提取模块、复合预测模块。局部特征提取模块分别使用同构图和异构图神经网络提取各小区及价格关系属性、各小区和配套邻居节点相关性的特征信息;区域特征提取模块先对邻近小区节点进行聚类,再结合图注意力网络获得小区节点对所属区域的重要性程度,建立区域与小区之间的映射矩阵,根据小区节点信息和映射矩阵得到区域特征;复合预测模块使用长短期记忆模型对由局部特征和区域特征组成的复合特征进行时序建模,实现房价预测。以链家网北京房价数据进行了实验,结果表明AG-LSTM预测结果优于已有基线模型。该模型同时挖掘了小区间位置关系、小区与其配套间位置关系、多个关联属性、价格时序趋势对房屋价格的影响,较好地实现了房屋价格的预测。 展开更多
关键词 房价预测 图卷积网络 长短记忆模型 时空注意力
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双向长短时记忆模型训练中的空间平滑正则化方法研究 被引量:3
11
作者 李文洁 葛凤培 +1 位作者 张鹏远 颜永红 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期544-550,共7页
双向长短时记忆模型(BLSTM)由于其强大的时间序列建模能力,以及良好的训练稳定性,已经成为语音识别领域主流的声学模型结构。但是该模型结构拥有更大计算量以及参数数量,因此在神经网络训练的过程当中很容易过拟合,进而无法获得理想的... 双向长短时记忆模型(BLSTM)由于其强大的时间序列建模能力,以及良好的训练稳定性,已经成为语音识别领域主流的声学模型结构。但是该模型结构拥有更大计算量以及参数数量,因此在神经网络训练的过程当中很容易过拟合,进而无法获得理想的识别效果。在实际应用中,通常会使用一些技巧来缓解过拟合问题,例如在待优化的目标函数中加入L2正则项就是常用的方法之一。该文提出一种空间平滑的方法,把BLSTM模型激活值的向量重组成一个2维图,通过滤波变换得到它的空间信息,并将平滑该空间信息作为辅助优化目标,与传统的损失函数一起,作为优化神经网络参数的学习准则。实验表明,在电话交谈语音识别任务上,这种方法相比于基线模型取得了相对4%的词错误率(WER)下降。进一步探索了L2范数正则技术和空间平滑方法的互补性,实验结果表明,同时应用这2种算法,能够取得相对8.6%的WER下降。 展开更多
关键词 语音信号处理 空间平滑 双向长短记忆模型(LSTM) 正则化 过拟合
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使用深度长短时记忆模型对于评价词和评价对象的联合抽取 被引量:11
12
作者 沈亚田 黄萱菁 曹均阔 《中文信息学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期110-119,共10页
评价词和评价对象抽取在意见挖掘中是一个重要的任务,我们在句子级评价词和评价对象联合抽取任务上研究了长短时记忆(long short-term memory)神经网络模型的几种变种应用。长短时记忆神经网络模型是一种循环神经网络模型,该模型使用长... 评价词和评价对象抽取在意见挖掘中是一个重要的任务,我们在句子级评价词和评价对象联合抽取任务上研究了长短时记忆(long short-term memory)神经网络模型的几种变种应用。长短时记忆神经网络模型是一种循环神经网络模型,该模型使用长短时记忆模型单元作为循环神经网络的记忆单元,它能够获得更多的长距离上下文信息,同时避免了普通循环神经网络的梯度消失和梯度爆炸的问题。我们对比了传统的方法,实验结果证明长短时记忆神经网络模型优于以前的方法,在细粒度评价词和评价对象的联合抽取中达到更好的性能。 展开更多
关键词 循环神经网络 长短记忆模型 评价词与评价对象联合抽取 深度学习 序列标注
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基于长短期记忆模型的交通拥堵预测方法 被引量:25
13
作者 吕鲜 戚湧 张伟斌 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期26-32,48,共8页
为了在交通拥堵预测算法中充分考虑各类因素的影响以及挖掘交通流数据隐含的深层特征,该文提出基于长短期记忆(Long-short term memory,LSTM)模型的交通拥堵预测方法。该方法充分考虑交通流特征、天气、节假日等因素,首先利用去噪自编... 为了在交通拥堵预测算法中充分考虑各类因素的影响以及挖掘交通流数据隐含的深层特征,该文提出基于长短期记忆(Long-short term memory,LSTM)模型的交通拥堵预测方法。该方法充分考虑交通流特征、天气、节假日等因素,首先利用去噪自编码模型提取输入数据的核心特征,再使用LSTM模型长时记忆历史数据,二者结合对城市交通拥堵程度进行有效预测,通过与已有的交通拥堵预测模型进行对比,结果表明,该方法具有较高的预测准确度和鲁棒性,准确度能达到92%以上。 展开更多
关键词 交通拥堵预测 交通流量 长短记忆模型 去噪自编码 深度学习
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基于KOA-BiLSTM的矿井淋水井筒风温预测模型及可解释性分析
14
作者 秦跃平 唐飞 +3 位作者 王海蓉 王鹏 郭铭彦 王世斌 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第7期40-47,共8页
为提高矿井淋水井筒风温预测的准确性、稳定性及模型的可解释性,首先,通过皮尔逊相关性系数分析特征变量;其次,采用开普勒优化算法(KOA)优化双向长短期记忆网络(BiLSTM)模型,建立基于KOA-BiLSTM的矿井淋水井筒风温预测模型;然后,在相同... 为提高矿井淋水井筒风温预测的准确性、稳定性及模型的可解释性,首先,通过皮尔逊相关性系数分析特征变量;其次,采用开普勒优化算法(KOA)优化双向长短期记忆网络(BiLSTM)模型,建立基于KOA-BiLSTM的矿井淋水井筒风温预测模型;然后,在相同样本条件下,与反向传播(BP)、随机森林(RF)、最小二乘增强(LSBoost)和支持向量机(SVM)算法进行综合对比;最后,利用沙普利可加性特征解释算法(SHAP)进行可解释性分析及实例验证。研究结果表明:KOA-BiLSTM模型的绝对误差范围为-1.24~0.5℃,比优化前模型的预测精度提高3.98%;与另外4个模型相比,该模型的平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)和均方误差(MSE)等均为最佳,表明该模型具有最优的预测效果和泛化能力;SHAP分析表明:井口风流温度对预测结果影响最大,而地面压力影响最小;KOA-BiLSTM模型实例验证的绝对误差范围为-0.49~0.38℃,预测精度可满足实际工作需要。 展开更多
关键词 开普勒优化算法(KOA)-双向长短记忆网络(BiLSTM)模型 淋水井筒 风温预测模型 可解释性分析 皮尔逊相关性
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基于长短期记忆网络的TBM掘进预测模型及围岩等级对预测精度的影响 被引量:9
15
作者 曹晋镨 刘芳 申志福 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第S02期92-102,共11页
全断面隧道掘进机(TBM)施工过程可以采集大量丰富数据,这使得建立数据驱动的TBM掘进预测模型成为可能。为探究围岩等级信息对模型预测精度的影响,以TBM掘进循环上升段数据为主要输入,基于深度学习中的长短期记忆(LSTM)网络,建立两种考... 全断面隧道掘进机(TBM)施工过程可以采集大量丰富数据,这使得建立数据驱动的TBM掘进预测模型成为可能。为探究围岩等级信息对模型预测精度的影响,以TBM掘进循环上升段数据为主要输入,基于深度学习中的长短期记忆(LSTM)网络,建立两种考虑围岩等级信息的、一种不考虑围岩等级信息的TBM稳定段推力、扭矩预测模型。保持其他条件相同,对三种模型进行训练、测试。结果表明,在由于围岩等级分布不均匀而导致的训练样本数较少的情况下,可以通过精确的掘进循环参数提取与数据增强,使三种模型预测推力、扭矩时均能达到较高的精度(误差分别在8%、14%以内)。两种引入围岩等级信息作为输入参数的方法并不能明显提高模型的预测精度。三种模型中,以围岩等级信息作为LSTM网络初始状态的模型,其预测精度以不到1%的优势领先其他模型的预测精度。该优势主要由于该模型能够较好地预测V级围岩中的掘进循环稳定段参数。 展开更多
关键词 全断面隧道掘进机(TBM) 掘进参数预测 长短记忆模型(LSTM) 围岩等级影响
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基于PSO-LSTM-SATN模型的污水水质预测研究 被引量:1
16
作者 杨潞霞 王智瑜 +2 位作者 沈帅杰 马永杰 付一政 《工业水处理》 北大核心 2025年第6期159-166,共8页
为解决工业废水处理领域进水水质波动性大、随机性强、不具有周期性导致无法精准预测其水质的问题,提出粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)-长短期记忆网络模型(Long Short-Term Memory,LSTM)-自注意力机制(Self-Attentio... 为解决工业废水处理领域进水水质波动性大、随机性强、不具有周期性导致无法精准预测其水质的问题,提出粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)-长短期记忆网络模型(Long Short-Term Memory,LSTM)-自注意力机制(Self-Attention,SATN)污水水质预测模型。以山西省某煤炭水处理工厂7357组历史污水水质数据为基础,首先采用LSTM捕获进水水质中COD数据的长期依赖关系,然后采用SATN解决水质信息分布不均匀的问题,最后结合PSO对LSTM-SATN模型进行优化,帮助网络自动获取最佳参数和模型配置。评价结果显示,模型均方误差(Mean Square Error,MSE)、平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)和平均绝对百分比误差(Mean Absolute Per⁃centage Error,MAPE)分别为0.5284(mg/L)2、0.2369 mg/L和4.1277%,与LSTM、门控循环单元结构(Gated Recur⁃rent Unit,GRU)、双向长短期记忆网络(Bidirectional Long Short-Term Memory,BiLSTM)相比,MSE、MAE、MAPE均有大幅降低,即该PSO-LSTM-SATN模型能够更准确地预测进水水质,为工厂日常运营管理方案提供合理的指导意见。 展开更多
关键词 污水水质预测 长短记忆网络模型 粒子群优化算法 自注意力机制
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最小窥视孔长短时记忆模型 被引量:6
17
作者 包志强 赵研 +2 位作者 胡啸天 赵媛媛 黄琼丹 《计算机工程与设计》 北大核心 2020年第1期134-138,共5页
由于循环神经网络拥有复杂的模型结构,使训练模型达到最优变得困难。因此,提出一种最小窥视孔长短时记忆模型,它只有一个唯一门来更新信息,拥有两个网络层,通过减少一定的模型参数降低模型训练的难度,提高模型性能。实验结果表明,在不... 由于循环神经网络拥有复杂的模型结构,使训练模型达到最优变得困难。因此,提出一种最小窥视孔长短时记忆模型,它只有一个唯一门来更新信息,拥有两个网络层,通过减少一定的模型参数降低模型训练的难度,提高模型性能。实验结果表明,在不同数据集上,该模型性能高于长短期记忆模型,部分高于门循环单元模型,在参数个数、运行时间方面,其远小于长短期记忆模型以及门循环单元模型。 展开更多
关键词 深度学习 循环神经网络 长短记忆模型 门循环单元模型 最小窥视孔长短记忆模型
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基于CNN-BiLSTM-Attention模型的胡麻产量预测
18
作者 李星宇 李玥 高玉红 《江苏农业学报》 北大核心 2025年第7期1342-1349,共8页
本研究提出了一种用于胡麻产量预测的基于深度学习方法的卷积神经网络(CNN)-双向长短期记忆网络(BiLSTM)-注意力机制(Attention)模型,该模型整合了卷积神经网络的空间特征提取能力、双向长短期记忆网络的时序动态建模能力以及注意力机... 本研究提出了一种用于胡麻产量预测的基于深度学习方法的卷积神经网络(CNN)-双向长短期记忆网络(BiLSTM)-注意力机制(Attention)模型,该模型整合了卷积神经网络的空间特征提取能力、双向长短期记忆网络的时序动态建模能力以及注意力机制的特征自适应加权功能。基于气候数据、植被指数和2000-2020年产量对模型进行训练。试验结果表明,CNN-BiLSTM-Attention模型预测精度显著优于传统模型,其均方根误差(RMSE)达到316.98 kg/hm^(2),决定系数(R^(2))达到0.83。该模型在年际气候变化条件下保持了良好的稳定性和较高的精确度。本研究为胡麻产量预测提供了技术支持,其模块化设计框架还可推广应用于其他作物的生长监测与产量预估。 展开更多
关键词 胡麻 产量预测 深度学习 卷积神经网络 双向长短记忆模型
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基于ALIF-VMD二次分解的NGO-CNN-LSTM电力负荷短期组合预测模型 被引量:1
19
作者 张琳 高胜强 +2 位作者 宋煜 卜帅羽 余伟 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第11期4583-4597,共15页
针对电力负荷预测过程中普遍存在的负荷波动变化趋势明显、随机性强,以及预测模型的参数取值不合理导致的精度偏低问题,提出了一种基于ALIF-VMD(adaptive local iterative filtering-variational mode decomposition)二次分解和北方苍... 针对电力负荷预测过程中普遍存在的负荷波动变化趋势明显、随机性强,以及预测模型的参数取值不合理导致的精度偏低问题,提出了一种基于ALIF-VMD(adaptive local iterative filtering-variational mode decomposition)二次分解和北方苍鹰优化算法(northern goshawk optimization, NGO)优化CNN-LSTM(convolutional neural networks-long short-term memory)的电力负荷组合预测模型,在使用交叉映射收敛方法(convergent cross-mapping, CCM)准确识别电力负荷的关键影响因素的基础上,创新性地联合使用ALIF、基于NGO的VMD和模糊熵(fuzzy entropy, FE)对原始负荷序列进行组合分解和必要的重组;针对分解和重组后生成的模态分量,结合NGO确定的CNN-LSTM模型最优超参数组合,建立预测精度高、训练时间短、收敛速度快的NGO-CNN-LSTM日前电力负荷组合预测模型。与其他基准模型的对比结果表明,该模型具有更好的适应性和预测精度,可为电力系统的安全、可靠、经济运行提供重要的技术支撑。 展开更多
关键词 负荷预测 序列分解与重组 北方苍鹰算法 卷积神经网络-长短记忆神经网络模型
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新安江岩溶模型与LSTM模型在洪水模拟中的应用比较
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作者 陶驷骥 李彬权 +3 位作者 陈云瑶 夏奕洁 赵建飞 李匡 《水电能源科学》 北大核心 2025年第10期6-9,55,共5页
岩溶地区因其复杂的产汇流机制,洪水预报精度普遍不高。以具有典型岩溶地貌特征的贵州省六硐河流域为例,分别构建基于机理分析的新安江岩溶模型和基于深度学习的长短期记忆网络(LSTM)模型,对比两类模型在岩溶地区洪水过程模拟中的适应... 岩溶地区因其复杂的产汇流机制,洪水预报精度普遍不高。以具有典型岩溶地貌特征的贵州省六硐河流域为例,分别构建基于机理分析的新安江岩溶模型和基于深度学习的长短期记忆网络(LSTM)模型,对比两类模型在岩溶地区洪水过程模拟中的适应性。结果表明,新安江岩溶模型在率定期(验证期)的平均纳什效率系数为0.66(0.70),洪峰合格率为61.3%(62.5%),峰现时间合格率为80.6%(75%);预见期4 h内LSTM模型在率定期(验证期)的平均纳什效率系数在0.89(0.89)以上,洪峰合格率在93.5%(75%)以上,峰现时间合格率在61.3%(50%)以上。总体上,机理分析和深度学习模型均能较好地模拟岩溶地区洪水的涨落过程,但预见期3 h内的LSTM模型精度要高于新安江岩溶模型。研究结果可为产汇流机制较为复杂的岩溶地区的洪水过程模拟提供新途径。 展开更多
关键词 新安江岩溶模型 长短记忆网络模型 岩溶地区 洪水模拟 六硐河流域
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