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基于MSCNN-GRU神经网络补全测井曲线和可解释性的智能岩性识别
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作者 王婷婷 王振豪 +2 位作者 赵万春 蔡萌 史晓东 《石油地球物理勘探》 北大核心 2025年第1期1-11,共11页
针对传统岩性识别方法在处理测井曲线缺失、准确性以及模型可解释性等方面的不足,提出了一种基于MSCNN-GRU神经网络补全测井曲线和Optuna超参数优化的XGBoost模型的可解释性的岩性识别方法。首先,针对测井曲线在特定层段丢失或失真的问... 针对传统岩性识别方法在处理测井曲线缺失、准确性以及模型可解释性等方面的不足,提出了一种基于MSCNN-GRU神经网络补全测井曲线和Optuna超参数优化的XGBoost模型的可解释性的岩性识别方法。首先,针对测井曲线在特定层段丢失或失真的问题,引入了基于多尺度卷积神经网络(MSCNN)与门控循环单元(GRU)神经网络相结合的曲线重构方法,为后续的岩性识别提供了准确的数据基础;其次,利用小波包自适应阈值方法对数据进行去噪和归一化处理,以减少噪声对岩性识别的影响;然后,采用Optuna框架确定XGBoost算法的超参数,建立了高效的岩性识别模型;最后,利用SHAP可解释性方法对XGBoost模型进行归因分析,揭示了不同特征对于岩性识别的贡献度,提升了模型的可解释性。结果表明,Optuna-XGBoost模型综合岩性识别准确率为79.91%,分别高于支持向量机(SVM)、朴素贝叶斯、随机森林三种神经网络模型24.89%、12.45%、6.33%。基于Optuna-XGBoost模型的SHAP可解释性的岩性识别方法具有更高的准确性和可解释性,能够更好地满足实际生产需要。 展开更多
关键词 岩性识别 多尺度卷积神经网络 门控循环单元神经网络 XGBoost 超参数优化 可解释性
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基于门控循环单元神经网络的储层孔渗饱参数预测 被引量:21
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作者 王俊 曹俊兴 +2 位作者 尤加春 刘杰 周欣 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期616-627,共12页
孔隙度、渗透率和饱和度等物性参数是表征储层质量的重要参数,也是储层评价的重要依据。根据测井数据估算岩石的孔隙度、渗透率和饱和度参数,进而评价储层,是测井解释的基本内容。作为一种适于解决非线性和时序性问题的新型深度学习算法... 孔隙度、渗透率和饱和度等物性参数是表征储层质量的重要参数,也是储层评价的重要依据。根据测井数据估算岩石的孔隙度、渗透率和饱和度参数,进而评价储层,是测井解释的基本内容。作为一种适于解决非线性和时序性问题的新型深度学习算法,门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)神经网络算法能较好地反映出孔渗饱参数与测井数据之间的非线性映射关系以及不同深度历史数据之间的关联。基于GRU神经网络的储层孔渗饱参数预测方法首先采用基于Copula函数的相关性测度法筛选与孔渗饱参数关联度较高的测井参数,而后利用GRU神经网络建立测井数据与孔渗饱参数之间的非线性映射关系。对四川盆地某探区实际测井数据进行了GRU神经网络储层孔渗饱参数预测的模型训练和预测试验,最后将预测结果与多元回归分析、循环神经网络等方法的预测结果进行比较,结果表明,以均方根误差和Pearson相关系数为评价指标,基于门控循环单元神经网络的储层孔渗饱参数预测方法效果优于其它方法。 展开更多
关键词 相关性分析 COPULA函数 循环神经网络 门控循环单元神经网络 孔隙度 渗透率 饱和度 储层预测
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考虑迟滞特性的卡尔曼滤波和门控循环单元神经网络的锂离子电池SOC联合估计 被引量:10
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作者 胡明辉 朱广曜 +1 位作者 刘长贺 唐国峰 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期1688-1701,共14页
由于迟滞特性的存在,电池管理系统难以准确获得开路电压(OCV)与荷电状态(SOC)之间的状态关系。为有效地运行和管理动力电池,本文研究了考虑迟滞特性的锂离子电池模型,选用带有遗忘因子的递推最小二乘法进行参数在线辨识。提出了一种联... 由于迟滞特性的存在,电池管理系统难以准确获得开路电压(OCV)与荷电状态(SOC)之间的状态关系。为有效地运行和管理动力电池,本文研究了考虑迟滞特性的锂离子电池模型,选用带有遗忘因子的递推最小二乘法进行参数在线辨识。提出了一种联合门控循环单元(GRU)神经网络和自适应扩展卡尔曼滤波(AEKF)的SOC估计,分别以AEKF和GRU神经网络的估计结果为模型值和测量值,通过卡尔曼滤波(KF)得到最终的SOC估计结果,并作为下一时刻AEKF的输入。结果表明,常温环境下考虑迟滞特性的模型对端电压预测及联合估计法对SOC估计的均方根误差(RMSE)分别在0.5 mV和0.64%以内;低温及变温环境下端电压预测及SOC估计的RMSE分别在0.9 mV和0.72%以内。考虑迟滞特性的模型及联合估计法具有良好的精度和鲁棒性。 展开更多
关键词 锂离子电池 迟滞特性 荷电状态 门控循环单元神经网络 自适应扩展卡尔曼滤波
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基于卷积神经网络与门控循环单元的气液两相流流型识别方法 被引量:7
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作者 张立峰 王智 吴思橙 《计量学报》 CSCD 北大核心 2022年第10期1306-1312,共7页
提出了一种基于卷积神经网络(CNN)与门控循环单元(GRU)的垂直管道气液两相流流型识别方法。该方法基于电阻层析成像(ERT)系统的重建图像,对其填充处理后进行离散余弦变换(DCT),求取最大、最小DCT系数的差值,选取一定帧数长度数据作为网... 提出了一种基于卷积神经网络(CNN)与门控循环单元(GRU)的垂直管道气液两相流流型识别方法。该方法基于电阻层析成像(ERT)系统的重建图像,对其填充处理后进行离散余弦变换(DCT),求取最大、最小DCT系数的差值,选取一定帧数长度数据作为网络输入,对流型进行识别。分析了输入序列长度对CNN-GRU、CNN及GRU网络分类准确的影响,确定了最佳输入向量维度分别为60、65及50,使用实验数据对3种网络进行训练、测试,结果表明,CNN-GRU网络分类准确率最高,平均流型识别准确率可达99.40%。 展开更多
关键词 计量学 流型识别 离散余弦变换 卷积神经网络 门控循环单元 电阻层析成像
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基于串联深度神经网络的跨坐式单轨车辆轮胎径向载荷识别模型
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作者 任利惠 周荣笙 +1 位作者 季元进 曾俊玮 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第1期136-148,共13页
针对识别跨坐式单轨车辆轮胎径向载荷时直接测量法成本昂贵、定制复杂,而基于物理模型的方法稳定性差、计算量大、精度不足的问题,建立车辆动力学模型,兼顾物理关系合理性和测量便捷性,选取可通过能观性分解得到的车体和构架振动加速度... 针对识别跨坐式单轨车辆轮胎径向载荷时直接测量法成本昂贵、定制复杂,而基于物理模型的方法稳定性差、计算量大、精度不足的问题,建立车辆动力学模型,兼顾物理关系合理性和测量便捷性,选取可通过能观性分解得到的车体和构架振动加速度以及易直接测量的位移、转角和角速度等车辆姿态信息构建数据集,并验证动力学模型的准确性;预处理数据集时,向其中混入噪声增强数据鲁棒性,进行归一化处理便于数据计算,扩充时间步长增强数据的时序关联性;在此基础上,构建基于一维卷积神经网络(1DCNN)和双向门控循环单元(BiGRU)串联深度神经网络的轮胎径向载荷识别模型,采用Hyperband算法进行模型的超参数优化,在学习率、批量大小和优化器种类最优下通过设置合理的卷积核尺寸和门控循环单元个数规划各层数据维度,在1DCNN中引入逐点卷积和膨胀卷积以提升模型识别效果,并从准确性、鲁棒性和泛化性3个方面对模型的载荷识别效果进行评估。结果表明:与传统模型相比,基于1DCNN-BiGRU的载荷识别模型均方误差较低,低于0.106,准确性较高;数据混入信噪比低至27 dB噪声时仍具有较好的识别效果,鲁棒性较强;在不同的曲线半径、曲线超高率和惯性参数扰动工况下仍能维持较好的识别效果,泛化性较好。 展开更多
关键词 载荷识别 跨坐式单轨车辆 卷积神经网络 双向门控循环单元 超参数优化 车辆动力学模型
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基于粒子群-变分模态分解、非线性自回归神经网络与门控循环单元的滑坡位移动态预测模型研究 被引量:20
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作者 姜宇航 王伟 +3 位作者 邹丽芳 王如宾 刘世藩 段雪雷 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期601-612,共12页
以三峡库区八字门阶跃型滑坡为例,针对静态机器学习模型在周期项位移预测中的不足以及高频随机项位移预测困难等问题,提出了一种新的滑坡位移预测方法。基于时间序列分解思想,采用粒子群算法(PSO)对变分模态分解(VMD)进行参数寻优,并将... 以三峡库区八字门阶跃型滑坡为例,针对静态机器学习模型在周期项位移预测中的不足以及高频随机项位移预测困难等问题,提出了一种新的滑坡位移预测方法。基于时间序列分解思想,采用粒子群算法(PSO)对变分模态分解(VMD)进行参数寻优,并将位移时间序列分解为趋势项、周期项和随机项。趋势项主要受滑坡内部因素影响,采用傅里叶曲线进行拟合预测;周期项由外部因素导致,基于格兰杰因果检验进行成因分析,并引入一种对时间序列历史状态具有较高敏感性的非线性自回归神经网络(NARX)进行预测;随机项频率较高且影响因素无法判定,采用一维门控循环单元(GRU)进行预测。最后将各分量预测位移进行叠加重构,实现滑坡累计位移的预测。结果表明,提出的(PSO-VMD)-NARX-GRU滑坡位移动态预测模型精度较高,且各位移分量预测精度明显高于静态模型中BP神经网络、支持向量机(SVM)和传统自回归模型ARIMA,可为阶跃型滑坡位移预测提供参考。 展开更多
关键词 滑坡位移预测 粒子群算法 变分模态分解 格兰杰因果检验 非线性自回归神经网络 门控循环单元
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基于多重注意力卷积神经网络双向门控循环单元的机械故障诊断方法研究 被引量:15
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作者 程建刚 毕凤荣 +3 位作者 张立鹏 李鑫 杨晓 汤代杰 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期77-83,92,共8页
为解决传统机械故障诊断方法需要人工提取特征的不足,提出一种基于多重注意力卷积神经网络双向门控循环单元(multiple attention-convolutional neural networks-bidirectional gated recurrent unit,MA-CNN-BiGRU)的端到端的故障诊断... 为解决传统机械故障诊断方法需要人工提取特征的不足,提出一种基于多重注意力卷积神经网络双向门控循环单元(multiple attention-convolutional neural networks-bidirectional gated recurrent unit,MA-CNN-BiGRU)的端到端的故障诊断方法。首先将原始时域数据输入卷积神经网络(convolutional meural networks,CNN)进行初步特征提取并降维,然后将结果重组输入双向门控循环单元(bidirectional gated recurrent unit,BiGRU),可以有效地解决BiGRU对于过长序列数据处理困难的问题。采用美国凯斯西储大学开源轴承数据集进行训练,确定了最佳卷积层数和最佳样本长度约减比例分别为2和1/8。同时,通过在CNN和BiGRU中分别加入卷积注意力模块(convolutional block attention module,CBAM)和序列注意力模块(sequence attention module,SAM),进一步加强了模型对于关键信息的提取能力。最后实测柴油机故障振动信号试验表明:MA-CNN-BiGRU模型可以实现端到端的故障诊断,与变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)核模糊C均值聚类算法(VMD-kernel fuzzy C-means clustering,VMD-KFCM)、VMD-反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)和一维CNN等方法进行对比,MA-CNN-BiGRU模型的故障诊断性能更优。 展开更多
关键词 注意力 故障诊断 多重注意力卷积神经网络双向门控循环单元(MA-CNN-BiGRU) 端到端
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基于门控循环单元神经网络的箱型梁结构裂纹损伤检测方法 被引量:7
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作者 骆撷冬 马栋梁 +1 位作者 张松林 王德禹 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2022年第4期194-203,共10页
[目的]随着智能船舶的发展,传统裂纹损伤检测方法已难以满足检测需求,为此,提出一种基于门控循环单元(GRU)神经网络的箱型梁结构裂纹损伤实时检测方法。[方法]通过基于Python语言的ABAQUS二次开发技术,建立箱型梁裂纹损伤模型,计算其在... [目的]随着智能船舶的发展,传统裂纹损伤检测方法已难以满足检测需求,为此,提出一种基于门控循环单元(GRU)神经网络的箱型梁结构裂纹损伤实时检测方法。[方法]通过基于Python语言的ABAQUS二次开发技术,建立箱型梁裂纹损伤模型,计算其在动态高斯白噪声激励下的加速度响应。通过数据裁剪技术扩充原始数据之后生成数据集,并考虑噪声的影响。建立基于GRU的箱型梁裂纹损伤检测模型,直接将加速度响应数据集作为输入,以最小损失函数值为目标来训练模型,并与基于小波包变换的多层感知机神经网络(WPT-MLP)进行对比。[结果]结果显示,所提出的GRU模型在损伤位置和损伤长度的检测上相比WPT-MLP检测精度更高,对噪声的敏感程度更低,且在对损伤位置的近似预测方面精度也较高。[结论]研究证明了GRU神经网络在包含多个板的箱型梁结构裂纹损伤检测中的适用性。 展开更多
关键词 门控循环单元神经网络 箱型梁 裂纹检测 噪声
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基于门控循环单元神经网络的测井曲线预测方法 被引量:6
9
作者 滕建强 邱萌 +3 位作者 杨明任 申辉林 曲萨 孙启鹏 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期93-100,共8页
为了减少泥浆侵入对测井曲线的影响,许多油田采用随钻测井技术,需先预测未钻地层测井曲线,这对随钻测井具有非常重要的指导作用。为此,提出一种基于门控循环单元神经网络(GRU)预测未钻地层测井曲线的方法,该模型将长短期记忆神经网络(LS... 为了减少泥浆侵入对测井曲线的影响,许多油田采用随钻测井技术,需先预测未钻地层测井曲线,这对随钻测井具有非常重要的指导作用。为此,提出一种基于门控循环单元神经网络(GRU)预测未钻地层测井曲线的方法,该模型将长短期记忆神经网络(LSTM)的输入门和遗忘门合并成更新门,输出门变成重置门,使模型结构简单,不易出现过拟合现象,保留LSTM模型的长时记忆功能,且能有效缓解梯度消失或梯度爆炸问题。以新疆油田直井和南海西部油田随钻测井的实际测井数据为例,选取已钻地层以及邻井的自然伽马、深感应电阻率、声波时差、密度和井径5条测井曲线数据作为训练样本输入到LSTM和GRU模型中进行学习训练,将训练好的模型用于预测未钻地层的测井曲线。应用结果表明,GRU比LSTM模型在新疆油田和南海西部油田预测测井曲线的平均相关系数分别提高13.78%和12.13%,平均均方根误差分别下降27.08%和42.17%,GRU模型能够准确地预测未钻地层测井曲线的变化趋势。 展开更多
关键词 随钻测井 长时记忆 测井曲线预测 未钻地层 门控循环单元神经网络
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基于迁移学习与GRU神经网络结合的锂电池SOH估计 被引量:2
10
作者 莫易敏 余自豪 +2 位作者 叶鹏 范文健 林阳 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期233-239,共7页
为解决退役电池梯次利用过程中单体剩余使用寿命估计困难、测试流程复杂与能耗高等问题,提出迁移学习与GRU网络结合的锂离子电池健康状态估计方法;设计的基础模型结构为输入层+GRU层+全连接层+输出层;根据健康因子的得分,选择训练基础... 为解决退役电池梯次利用过程中单体剩余使用寿命估计困难、测试流程复杂与能耗高等问题,提出迁移学习与GRU网络结合的锂离子电池健康状态估计方法;设计的基础模型结构为输入层+GRU层+全连接层+输出层;根据健康因子的得分,选择训练基础模型的数据集、划分电池相似度等级并制定对应的迁移学习策略。实验结果表明:与其他模型相比,分别使用数据集的前40%与前25%训练得到的基础模型与迁移学习模型,两者的精度分别最大提高42.48%与95.28%,而预测稳定性分别最大提高55.38%与93.55%。 展开更多
关键词 机器学习 迁移学习 锂电池 门控循环单元神经网络 健康状态估计
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采用门控循环单元与深度进化策略的股票指数量化模型
11
作者 任晓萍 陈志平 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第2期146-155,共10页
为了提高股票价指数预测的准确性、增强统计建模性能优化与股票指数特征相依的交易策略效果,提出一种将指数预测与量化交易策略有效结合的门控循环单元深度进化量化模型(GRU-DES)。首先,建立循环神经网络(RNN)、长短时记忆神经网络(LSTM... 为了提高股票价指数预测的准确性、增强统计建模性能优化与股票指数特征相依的交易策略效果,提出一种将指数预测与量化交易策略有效结合的门控循环单元深度进化量化模型(GRU-DES)。首先,建立循环神经网络(RNN)、长短时记忆神经网络(LSTM)和门控循环单元网络(GRU)预测模型,分别对上海证券交易所(上证)超大盘股票指数、上证中盘股票指数和上证小盘股票指数进行预测;接着采用所提出的深度进化量化模型(DES)对三大股票指数的预测值与真实值进行回测研究,通过比较预测结果与真实结果在同一策略下的各项回测指标和交易细节等特性确定最优网络结构和策略参数,进而优化深度进化策略;最后根据优化后的策略提出了GRU-DES模型,并再次对三大股票指数进行样本外数据回测来验证模型有效性。实证回测结果表明:所提出的GRU-DES模型在各量化回测指标上较LSTM-DES模型与RNN-DES模型的预测精度均高出14%以上,有效解决了统计预测指标的随机性和过拟合的问题;根据2016年至2024年7年间数据回测,所提出的GRU-DES模型比强化学习模型在各回测指标中均展现了稳定性和有效性。 展开更多
关键词 股票指数 量化模型 长短时记忆神经网络 门控循环单元 收益率
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基于条件变分自编码器和贝叶斯神经网络的短期电力负荷概率预测
12
作者 李丹 罗娇娇 +2 位作者 孙光帆 唐建 黄烽云 《三峡大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第5期68-75,共8页
考虑到输入信息和预测模型的不确定性对负荷预测结果的影响,本文提出一种基于条件变分自编码器和贝叶斯神经网络的短期电力负荷概率预测方法.通过条件变分自编码器生成指定天气因素预测值和日历特征条件下实际天气因素可能的多个随机样... 考虑到输入信息和预测模型的不确定性对负荷预测结果的影响,本文提出一种基于条件变分自编码器和贝叶斯神经网络的短期电力负荷概率预测方法.通过条件变分自编码器生成指定天气因素预测值和日历特征条件下实际天气因素可能的多个随机样本,以模拟天气预测信息的不确定性;构建GRU-S2S贝叶斯神经网络学习模型参数的分布特征,以反映预测模型的不确定性,并结合MC dropout技术获得多个可能的负荷预测值;遍历天气因素全部模拟样本,将预测模型输出的负荷预测值构成集合,并通过核密度估计获得预测时段内各时刻预测负荷服从的概率分布.实际算例结果表明,该方法在短期负荷概率预测中具有更高的分位数预测精度和更可靠稳定的区间预测结果. 展开更多
关键词 负荷概率预测 门控循环单元 贝叶斯神经网络 条件变分自编码器
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基于改进门控单元神经网络的语音识别声学模型研究 被引量:1
13
作者 俞建强 颜雁 +1 位作者 刘葳 孙一鸣 《长春理工大学学报(自然科学版)》 2020年第1期104-111,共8页
传统语音识别系统中,基于循环神经网络的语音声学模型对长距离历史信息记忆能力有限,难以利用语音的上下文相关性信息,标准长短时记忆单元参数规模庞大,神经网络训练收敛速度较慢。针对以上问题提出一种基于改进门控循环单元的双向循环... 传统语音识别系统中,基于循环神经网络的语音声学模型对长距离历史信息记忆能力有限,难以利用语音的上下文相关性信息,标准长短时记忆单元参数规模庞大,神经网络训练收敛速度较慢。针对以上问题提出一种基于改进门控循环单元的双向循环神经网络的语音识别声学模型。改进模型使用ReLU函数代替双曲正切激活函数,选取单位正交矩阵作为网络初始化参数,结合批量规范化方法,在维持网络长期依赖关系的同时加快训练收敛速度。在TIMIT和LibriSpeech数据集上的实验结果表明:与基线系统相比,改进的门控循环单元模型有2.8%的绝对音素错误率的下降;与标准长短时记忆单元模型相比,神经网络训练的平均迭代周期减少了16.6%,在识别性能和计算效率上均有提升。 展开更多
关键词 语音识别 声学模型 神经网络 长短时记忆单元 门控循环单元
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基于神经网络的环境声音分类方法研究
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作者 徐圣林 《电声技术》 2024年第10期54-56,共3页
研究一种基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)和门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)相结合的环境声音分类方法。首先,分析CNN-GRU模型的基本结构;其次,探讨模型进行环境声音分类的数学原理;最后,采用ESC-50数据集... 研究一种基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)和门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)相结合的环境声音分类方法。首先,分析CNN-GRU模型的基本结构;其次,探讨模型进行环境声音分类的数学原理;最后,采用ESC-50数据集在MATLAB平台上对所提方法进行测试。实验结果表明,CNN-GRU模型的准确率、精确率、召回率及F1值分别达到了0.92、0.91、0.89及0.90,验证了该模型在处理环境声音分类任务中的有效性和健壮性。 展开更多
关键词 卷积神经网络(CNN) 门控循环单元(GRU) 声音分类
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采用门控循环神经网络估计锂离子电池健康状态 被引量:12
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作者 张少宇 伍春晖 熊文渊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期228-235,共8页
锂离子电池健康状态(State of Health,SOH)描述了电池当前老化程度,对于提前对电池的故障及失控做出预警避免电池的不安全行为具有重要意义。其估计难点在于难以确定数量合适、相关性高的估计输入以及设计合适的估计算法。通过对现有电... 锂离子电池健康状态(State of Health,SOH)描述了电池当前老化程度,对于提前对电池的故障及失控做出预警避免电池的不安全行为具有重要意义。其估计难点在于难以确定数量合适、相关性高的估计输入以及设计合适的估计算法。通过对现有电池老化数据集的研究发现,电池充电过程中电压曲线数据相对稳定,且随着电池的老化出现规律性变化。因此,文中直接采用充电过程中电压数据作为估计SOH的输入,并在数据驱动的框架下,提出了一种基于门控循环神经网络(Recurrent Neural Networks with Gated Recurrent Unit,GRU-RNN)的锂电池SOH估计方法。该方法能够挖掘出一维电压数据中的时序特征和SOH之间的映射规律。在两个公开的电池老化数据集上的实验结果表明,提出的方法达到了1.25%的均方绝对误差和低于5.62%的最大误差,在估计精度上达到现有技术发展水平。 展开更多
关键词 锂离子电池 健康状态 门控循环单元 循环神经网络 深度学习
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基于CNN-GRU神经网络的锂电池SOH估计与RUL预测 被引量:4
16
作者 辛付宇 邢丽坤 刘笑 《上海节能》 2024年第5期819-826,共8页
随着近几年新能源汽车市场的蓬勃发展,消费者对锂电池的电池性能和储能系统的整体要求逐步提升。锂电池作为新能源汽车的重要组成部分,对新能源汽车品牌的经济性能具有重要影响。针对锂电池健康状态(State Of Health,SOH)估计与剩余有... 随着近几年新能源汽车市场的蓬勃发展,消费者对锂电池的电池性能和储能系统的整体要求逐步提升。锂电池作为新能源汽车的重要组成部分,对新能源汽车品牌的经济性能具有重要影响。针对锂电池健康状态(State Of Health,SOH)估计与剩余有效工作时间(Remaining Useful Life,RUL)预测无法直接测量,为了攻克在线准确测量的难题,提出基于卷积神经网络-门控循环单元(Convolutional Neural Network-Gated Recurrent Unit,CNN-GRU)的锂电池SOH估计与RUL预测方法。运用Python编程语言在TensorFlow框架下搭建CNN-GRU神经网络,利用GRU长时间记忆能力与CNN避免了对数据的复杂前期预处理,采用NASA开放实验数据测试,经过实验结果对比,基于CNN-GRU神经网络的估算模型相对于BP、CNN、GRU单独神经网络模型拥有更高的计算精度,以及更稳定的预测结果。 展开更多
关键词 锂电池 卷积神经网络 门控循环单元 健康状态 剩余有效工作时间
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基于注意力机制的GRU神经网络辅助INS/GNSS组合导航算法 被引量:2
17
作者 黄庆东 王皓 +2 位作者 郭振 李佳欣 张典 《西安邮电大学学报》 2024年第2期11-19,共9页
针对全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)信号失锁导致定位精度低的问题,提出一种基于注意力机制的门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)神经网络辅助惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)和全球导... 针对全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)信号失锁导致定位精度低的问题,提出一种基于注意力机制的门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)神经网络辅助惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)和全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的组合导航算法。在惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)信号中采用5点中值滤波降低随机噪声,训练结合注意力机制的GRU神经网络辅助组合导航。当GNSS信号失锁时,预测伪GNSS位置辅助组合导航,以解决惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)位置随时间发散的问题。仿真结果表明,与基于多层感知机(Multi-Layer Perceptron,MLP)神经网络的算法和基于长短期记忆递归(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络的算法相比,所提算法在转弯和直线场景下,北向和东向位置最大误差均低于对比算法,可以在GNSS信号失锁的情况下提高导航定位精度。 展开更多
关键词 全球导航卫星系统 惯性导航系统 组合导航 中值滤波 注意力机制 门控循环单元神经网络
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卷积神经网络在露天矿5G网络性能测试中的应用
18
作者 李志航 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第S2期99-104,共6页
随着5G网络应用场景的多样化,网络的优化和安全成为不可忽视的问题。为此,提出了一种结合卷积神经网络与门控循环单元的混合模型,用于露天矿5G网络环境下的性能测试与优化。该模型利用卷积神经网络提取网络流量数据的局部特征,通过门控... 随着5G网络应用场景的多样化,网络的优化和安全成为不可忽视的问题。为此,提出了一种结合卷积神经网络与门控循环单元的混合模型,用于露天矿5G网络环境下的性能测试与优化。该模型利用卷积神经网络提取网络流量数据的局部特征,通过门控循环单元对时序特征进行处理,增强模型对网络攻击的检测能力。性能测试结果显示:CNN-GRU模型在训练集上快速收敛,准确率接近1.0;在测试集上的准确率稳定在0.9,展现出良好的泛化能力。仿真实验结果表明,CNN-GRU模型在2个数据集上的检测准确率均达90%以上,误报率分别为4.1%和4.5%,明显优于其他2种对比模型。 展开更多
关键词 露天矿山 5G网络 性能测试 卷积神经网络 门控循环单元
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基于循环神经网络的卫星姿态执行器故障诊断 被引量:5
19
作者 倪平 闻新 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2021年第4期121-126,共6页
针对卫星姿态控制系统执行器机构故障问题,提出了一种基于循环神经网络的故障诊断方法。对卫星姿态控制系统建模,进行故障分析并采集星敏感器和角速度陀螺的连续时刻故障数据。设计六种异构的循环神经网络,对故障数据进行故障诊断和分类... 针对卫星姿态控制系统执行器机构故障问题,提出了一种基于循环神经网络的故障诊断方法。对卫星姿态控制系统建模,进行故障分析并采集星敏感器和角速度陀螺的连续时刻故障数据。设计六种异构的循环神经网络,对故障数据进行故障诊断和分类,分别从网络深度、反馈单元、激活函数和训练算法对比网络效果。带有门循环单元的(gate recurrent unit,GRU)深层循环神经网络训练效果更好,其故障诊断准确率达到了95.7%。结果表明对于时序的卫星数据,门循环单元和带有一定深度的循环神经网络故障诊断效果更优。 展开更多
关键词 卫星姿态 控制系统 循环神经网络 故障诊断 门控循环单元 深度学习
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基于卷积循环神经网络的混凝土坝变形预报 被引量:3
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作者 蒋佳彤 李明伟 +1 位作者 尚宪朝 耿敬 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1270-1274,共5页
针对混凝土坝变形量与变形因子之间作用机理的复杂性,本文结合深度学习网络对复杂特征信息挖掘的优势,建立基于CNN-GRU的混凝土坝变形预测模型。采用卷积神经网络对历史变形监测数据进行卷积以提取时间序列的特征,利用门控循环单元生成... 针对混凝土坝变形量与变形因子之间作用机理的复杂性,本文结合深度学习网络对复杂特征信息挖掘的优势,建立基于CNN-GRU的混凝土坝变形预测模型。采用卷积神经网络对历史变形监测数据进行卷积以提取时间序列的特征,利用门控循环单元生成特征描述,进一步挖掘变形序列变化趋势,实现对混凝土坝的变形预测。基于实际监测数据研究表明:本文所提的方法获得了更高的预测精度,均方根误差达到0.8371,平均绝对误差达到0.6049,平均绝对百分误差达到9.47,在大坝变形监测中具有一定的优越性和实用性。 展开更多
关键词 混凝土坝 变形预测 预测模型 卷积神经网络 门控循环单元 组合模型 预测精度 评价指标
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