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基于优化VMD和BiLSTM的短期负荷预测 被引量:3
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作者 谢国民 陆子俊 《电力系统及其自动化学报》 北大核心 2025年第4期30-39,共10页
针对电力负荷数据周期性强、波动性高,预测效果不佳的问题,建立一种基于优化变分模态分解、改进沙猫群优化(improved sand cat swarm optimization,ISCSO)算法和双向长短时记忆(bidirectional long short-term memory,BiLSTM)网络的集... 针对电力负荷数据周期性强、波动性高,预测效果不佳的问题,建立一种基于优化变分模态分解、改进沙猫群优化(improved sand cat swarm optimization,ISCSO)算法和双向长短时记忆(bidirectional long short-term memory,BiLSTM)网络的集成预测模型。首先,对原始电力负荷数据进行变分模态分解,降低数据复杂度,在变分模态分解中,引入白鲸算法对分解层数和惩罚因子寻优,优化分解效果。其次,采用Logistic混沌映射、螺旋搜索和麻雀思想引入的多策略改进方法,增加原始沙猫群优化算法的种群多样性,提升收敛精度和全局搜索能力,并用改进后的算法对BiLSTM中的超参数进行优化。然后,结合AdaBoost集成学习算法构建ISCSO-Bi LSTM-AdaBoost预测模型,将分解后的各分量输入模型预测。最后将各预测值叠加,得到最终预测结果。实验结果表明,本文建立的组合模型预测精度高,稳定性强。 展开更多
关键词 电力负荷预测 变分模态分解 双向长短期记忆网络 改进沙猫群优化算法 集成学习算法
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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
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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)-双向长短期记忆网络(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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融合BiLSTM与CNN的推特黑灰产分类模型 被引量:3
3
作者 朱恩德 王威 高见 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第1期186-195,共10页
当前推特等国外社交平台,已成为从事网络黑灰产犯罪不可或缺的工具,对推特上黑灰产账号进行发现、检测和分类对于打击网络犯罪、维护社会稳定具有重大意义。现有的推文分类模型双向长短时记忆网络(bi-directional long short-term memor... 当前推特等国外社交平台,已成为从事网络黑灰产犯罪不可或缺的工具,对推特上黑灰产账号进行发现、检测和分类对于打击网络犯罪、维护社会稳定具有重大意义。现有的推文分类模型双向长短时记忆网络(bi-directional long short-term memory,BiLSTM)可以学习推文的上下文信息,却无法学习局部关键信息,卷积神经网络(convolution neural network,CNN)模型可以学习推文的局部关键信息,却无法学习推文的上下文信息。结合BiLSTM与CNN两种模型的优势,提出了BiLSTM-CNN推文分类模型,该模型将推文进行向量化后,输入BiLSTM模型学习推文的上下文信息,再在BiLSTM模型后引入CNN层,进行局部特征的提取,最后使用全连接层将经过池化的特征连接在一起,并应用softmax函数进行四分类。模型在自主构建的中文推特黑灰产推文数据集上进行实验,并使用TextCNN、TextRNN、TextRCNN三种分类模型作为对比实验,实验结果显示,所提的BiLSTM-CNN推文分类模型在对四类推文进行分类的宏准确率为98.32%,明显高于TextCNN、TextRNN和TextRCNN三种模型的准确率。 展开更多
关键词 文本分类 双向长短期记忆网络(bilstm) 卷积神经网络(CNN) 黑灰产 推特
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GWO优化CNN-BiLSTM-Attenion的轴承剩余寿命预测方法 被引量:5
4
作者 李敬一 苏翔 《振动与冲击》 北大核心 2025年第2期321-332,共12页
滚动轴承作为机械设备的重要部件,对其进行剩余使用寿命预测在企业的生产过程中变得越来越重要。目前,虽然主流的卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)可以自动地从轴承的振动信号中提取特征,却不能给特征分配不同的权重来... 滚动轴承作为机械设备的重要部件,对其进行剩余使用寿命预测在企业的生产过程中变得越来越重要。目前,虽然主流的卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)可以自动地从轴承的振动信号中提取特征,却不能给特征分配不同的权重来提高模型对重要特征的关注程度,对于长时间序列容易丢失重要信息。另外,神经网络中隐藏层神经元个数、学习率以及正则化参数等超参数还需要依靠人工经验设置。为了解决上述问题,提出基于灰狼优化(grey wolf optimizer, GWO)算法、优化集合CNN、双向长短期记忆(bidirectional long short term memory, BiLSTM)网络和注意力机制(Attention)轴承剩余使用寿命预测方法。首先,从原始振动信号中提取时域、频域以及时频域特征指标构建可选特征集;然后,通过构建考虑特征相关性、鲁棒性和单调性的综合评价指标筛选出高于设定阈值的轴承退化敏感特征集,作为预测模型的输入;最后,将预测值和真实值的均方误差作为GWO算法的适应度函数,优化预测模型获得最优隐藏层神经元个数、学习率和正则化参数,利用优化后模型进行剩余使用寿命预测,并在公开数据集上进行验证。结果表明,所提方法可在非经验指导下获得最优的超参数组合,优化后的预测模型与未进行优化模型相比,平均绝对误差与均方根误差分别降低了28.8%和24.3%。 展开更多
关键词 灰狼优化(GWO)算法 卷积神经网络(CNN) 双向长短期记忆(bilstm)网络 自注意力机制 剩余使用寿命预测
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基于IBWO-CNN-BiLSTM-Attention的机床刀具磨损预测模型
5
作者 崔业梅 杨焕峥 +1 位作者 薛洪惠 徐玲 《机床与液压》 北大核心 2025年第8期72-78,共7页
为了提高机床刀具磨损预测的准确性,对优化算法进行改进,设计人工智能模型,并利用PHM2010刀具磨损数据集进行验证。构建一种基于IBWO-CNN-BiLSTM-Attention的预测模型,采用卷积神经网络(CNN)和双向长短时记忆网络(BiLSTM)学习数据的空... 为了提高机床刀具磨损预测的准确性,对优化算法进行改进,设计人工智能模型,并利用PHM2010刀具磨损数据集进行验证。构建一种基于IBWO-CNN-BiLSTM-Attention的预测模型,采用卷积神经网络(CNN)和双向长短时记忆网络(BiLSTM)学习数据的空间和时间特征,引入注意力机制(Attention)提高模型对关键信息的关注度。提出一种改进的白鲸优化算法(IBWO)优化模型参数和迭代次数,结合种群混沌映射初始化、准反向学习和萤火虫扰动策略,经CEC2005函数测试,该算法收敛速度和寻优精度明显优于传统BWO等对比算法。将该模型与CNN-BiLSTM-Attention模型、BWO-CNN-BiLSTM-Attention模型进行对比。结果表明:该模型在机床刀具磨损预测方面具有更高的准确性和可靠性。最后,在STM32H7单片机设备中部署了“剪枝”模型,并验证了“剪枝”模型在嵌入式设备中运行的可行性。 展开更多
关键词 机床刀具 磨损预测 改进的白鲸优化算法(IBWO) 双向长短时记忆网络(bilstm) 卷积神经网络(CNN)
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基于CNN-BiLSTM-Attention模型的胡麻产量预测
6
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 双向长短期记忆模型
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基于滚动模态分解和GCN-DABiLSTM的综合能源系统多元负荷预测模型
7
作者 罗林霖 王霄 +1 位作者 何志琴 尹曜华 《广东电力》 北大核心 2025年第9期130-144,共15页
针对综合能源系统(integrated energy system,IES)中因多元负荷复杂性和耦合性导致的预测精度受限问题,提出一种基于滚动模态分解和GCN-DABiLSTM的IES多元负荷预测模型。首先,利用完全自适应噪声集合经验模态分解(complete ensemble emp... 针对综合能源系统(integrated energy system,IES)中因多元负荷复杂性和耦合性导致的预测精度受限问题,提出一种基于滚动模态分解和GCN-DABiLSTM的IES多元负荷预测模型。首先,利用完全自适应噪声集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)对电、冷、热负荷进行初步分解,生成一系列子序列;其次,采用模糊散布熵(fuzzy discrete entropy,FDE)对子序列进行复杂性评估并聚合;然后,通过变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)对高频分量进行二次分解,将原始序列解耦为特征聚焦且平稳的子序列。在分解过程中,引入滚动分解策略,规避了传统基于模态分解的预测方法带来的信息渗透问题。最后,构建一个结合图卷积网络(graph convolutional network,GCN)和双重注意力(dual-attention mechanism,DA)机制优化的双向长短期记忆网络(bidirectional long short-term memory,BiLSTM)的组合预测框架,用于多元负荷预测。基于美国亚利桑那州立大学IES数据的验证表明,该模型相较于其他模型,预测误差显著降低,验证了其在预测任务中的有效性。 展开更多
关键词 负荷预测 滚动模态分解 模糊散布熵 图卷积网络 双向长短期记忆网络 双重注意力机制
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基于HPO优化ECA-CNN-BiLSTM的变压器运行状态分类与识别方法
8
作者 邹德旭 毛雅婷 +5 位作者 权浩 周涛 彭庆军 洪志湖 代维菊 王山 《南京信息工程大学学报》 北大核心 2025年第3期301-314,共14页
变压器运行状态分类与准确识别对于变压器稳定运行和电力系统安全供电至关重要,此类研究目前还存在对变压器负荷数据的关注使用较少、机理模型复杂度高以及油温等数据和过负荷状态并不明确对应等问题.因此,本文提出一种改进的混合模型,... 变压器运行状态分类与准确识别对于变压器稳定运行和电力系统安全供电至关重要,此类研究目前还存在对变压器负荷数据的关注使用较少、机理模型复杂度高以及油温等数据和过负荷状态并不明确对应等问题.因此,本文提出一种改进的混合模型,结合了猎人猎物优化(Hunter-Prey Optimization,HPO)算法和高效通道注意力(Efficient Channel Attention,ECA)模块,应用于卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)和双向长短时记忆(Bidirectional Long Short-Term Memory,BiLSTM)神经网络,用于变压器运行状态分类和过负荷故障识别.选取某主变包含9种变压器负荷相关特征的数据作为样本,通过K-Means++聚类和变压器正常周期性负荷分析选定负荷状态类别,基于HPO优化混合模型参数,提高模型的性能和泛化能力.通过对变压器负荷数据进行预处理和特征提取,使用优化后的模型进行负荷阶段的准确识别.实验结果表明,所提出方法的识别准确率可达99.24%,在变压器运行状态的分类和识别上取得了良好的效果. 展开更多
关键词 电力变压器 状态分类识别 高效通道注意力 卷积神经网络 双向长短时记忆
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基于自注意力机制的CNN-BiLSTM生鲜物流服务质量影响因素
9
作者 倪昭鑫 舒帆 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第16期6821-6830,共10页
为探究影响顾客对生鲜物流服务质量评价的因素,提出并建立基于在线评论情感分析与LDA(latent Dirichlet allocation)相结合的物流服务质量评价模型,构建一种融合多头自注意力机制和双向长短期记忆网络(bidirectional long short-term me... 为探究影响顾客对生鲜物流服务质量评价的因素,提出并建立基于在线评论情感分析与LDA(latent Dirichlet allocation)相结合的物流服务质量评价模型,构建一种融合多头自注意力机制和双向长短期记忆网络(bidirectional long short-term memory network,BiLSTM)的卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)模型(CNN-BiLSTM-Attention)对在线评论进行情感分析,并针对分类后的正负面评价进行LDA主题建模,挖掘顾客对生鲜产品物流服务需求的关注重点,得出影响生鲜物流服务质量评价的关键因素。通过Python编程实现了基于CNN-BiLSTM-Attention的情感分析,并与支持向量机(SVM)、CNN、BiLSTM和CNN-BiLSTM对在线评论进行情感分析的结果进行比较,对比结果分析发现,相较于其他模型的分类结果,CNN-BiLSTM-Attention模型在准确率、精确度、召回率、F1等指标上均较优,有效提高了文本情感分类的准确率。研究成果表明,基于在线评论数据对生鲜电商物流服务质量的影响因素进行研究,可帮助电商企业更好地从消费者需求出发提升物流效率、改善服务质量。 展开更多
关键词 在线评论 物流服务质量 自注意力机制 双向长短期记忆网络(bilstm) 卷积神经网络(CNN) 情感分析
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基于MLP和注意力机制BiLSTM的水电机组劣化趋势预测
10
作者 何一纯 李超顺 杨云鹏 《水电能源科学》 北大核心 2025年第3期177-181,100,共6页
水电站因工作时间长、内部结构复杂及运行环境等因素导致水电机组部件逐步老化受损,使电站运行存在重大安全隐患。水电机组劣化趋势预测能反映机组的运行安全,为此提出一种基于多层感知机(MLP)和注意力机制的双向长短时记忆(Attention-B... 水电站因工作时间长、内部结构复杂及运行环境等因素导致水电机组部件逐步老化受损,使电站运行存在重大安全隐患。水电机组劣化趋势预测能反映机组的运行安全,为此提出一种基于多层感知机(MLP)和注意力机制的双向长短时记忆(Attention-BiLSTM)相结合的劣化趋势预测模型(MLP-BiLSTM-Attention),首先将机组各工况数据与各个振摆数据进行相关性分析,获取关键部分之间的高度相关性;然后提取较高相关度特征值并输入改进后的MLP模型构建健康模型,利用实际机组运行数据与健康模型数据构建机组劣化度,劣化度信息输入Attention-BiLSTM预测网络实现劣化度预测;最后通过多种模型对比验证了所提模型的可行性和有效性。 展开更多
关键词 水轮机组 劣化预测 健康模型 多层感知机 双向长短时记忆网络
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基于序列成分重组与时序自注意力机制改进TCN-BiLSTM的短期电力负荷预测
11
作者 易雅雯 娄素华 《电力系统及其自动化学报》 北大核心 2025年第4期78-87,共10页
针对区域级电力负荷预测精度较低的问题,提出一种基于序列成分重组与时序自注意力机制改进时间卷积网络-双向长短期记忆网络(TCN-BiLSTM)的短期负荷预测方法。首先,通过中心频率法确定最佳初始分解数目,进而采用变分模态分解算法将原始... 针对区域级电力负荷预测精度较低的问题,提出一种基于序列成分重组与时序自注意力机制改进时间卷积网络-双向长短期记忆网络(TCN-BiLSTM)的短期负荷预测方法。首先,通过中心频率法确定最佳初始分解数目,进而采用变分模态分解算法将原始负荷序列分解为多个不同频率的成分序列;其次,基于各成分序列的样本熵对多个成分序列进行K均值聚类,以获得最佳聚类数量的重组负荷序列分量;接着,将各重组分量输入所提出的负荷预测模型,获得各重组分量预测结果;最终,线性叠加各重组成分序列预测结果以获得最终负荷预测结果。算例分析表明,该方法与其他相关对比模型相比,预测均方根误差降低46.37%、模型拟合效果平均提升3.24%,表明该方法负荷预测精度高、模型拟合效果好,适用于区域级电力负荷预测。 展开更多
关键词 负荷预测 变分模态分解 样本熵 K均值聚类 时序自注意力机制 时间卷积网络 双向长短期记忆网络
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基于SSA-CNN-BiLSTM的提升机制动系统故障诊断模型
12
作者 陈竞 张宏伟 王凯旋 《机电工程》 北大核心 2025年第8期1615-1624,共10页
作为连接地面与井下的重要枢纽,矿井提升机的运行对煤矿的生产效率和安全有着直接影响,而制动系统则在提升机运行中发挥着不可或缺的作用。为了充分挖掘监测数据间的故障关系,提出了一种基于麻雀搜索算法(SSA)优化的卷积-双向长短时记... 作为连接地面与井下的重要枢纽,矿井提升机的运行对煤矿的生产效率和安全有着直接影响,而制动系统则在提升机运行中发挥着不可或缺的作用。为了充分挖掘监测数据间的故障关系,提出了一种基于麻雀搜索算法(SSA)优化的卷积-双向长短时记忆神经网络(CNN-BiLSTM)的提升机制动系统故障诊断方法。首先,对矿井提升机制动系统的工作原理和故障原因进行了分析,确定了需要采集的监测数据;其次,搭建了基于SSA-CNN-BiLSTM的神经网络模型,其中CNN能够有效地捕捉数据的局部特征,同时提供关于全局的空间信息;LSTM网络主要用于获取数据在时间序列上的特征,BiLSTM则能够实现数据的双向传递目的,将这两者结合起来,可以在空间和时间两个维度上对数据进行复杂的特征提取和识别,从而提升模型的整体表现;SSA用于优化CNN-BiLSTM网络结构,寻找最优参数;最后,采集了提升机的运行数据,并对搭建的故障诊断模型进行了训练与测试,以某矿井提升机实际运行的数据开展了实验研究,并对SSA优化的CNN-BiLSTM和其他算法进行了性能对比。研究结果表明:SSA优化的CNN-BiLSTM神经网络模型准确率为95.7%,相比于CNN-BiLSTM、BiLSTM和CNN准确率分别提高了6.3%、11.2%和14.1%。该模型具有较高的预测性,可用于提升机制动系统的故障诊断。 展开更多
关键词 起重机械 矿井提升机 制动系统 麻雀搜索算法 卷积-双向长短时记忆神经网络 故障识别与分类
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基于注意力机制的CNN-BiLSTM模型磨粒含量预测
13
作者 么大钊 邢广笑 +1 位作者 冯伟 周新聪 《润滑与密封》 北大核心 2025年第5期122-129,共8页
磨粒含量是反映机械设备磨损状况的重要指标,精确预测磨粒含量对于设备的维护和故障预防具有重要意义。针对多变量影响的磨粒含量序列非线性、时序性等特征,提出一种基于注意力机制的CNN-BiLSTM磨粒含量预测模型。该模型利用皮尔森相关... 磨粒含量是反映机械设备磨损状况的重要指标,精确预测磨粒含量对于设备的维护和故障预防具有重要意义。针对多变量影响的磨粒含量序列非线性、时序性等特征,提出一种基于注意力机制的CNN-BiLSTM磨粒含量预测模型。该模型利用皮尔森相关系数法分析并筛选与磨粒含量较高相关性的变量作为模型输入,利用一维卷积神经网络(1D-CNN)提取输入变量的局部特征,并通过双向长短期记忆网络(BiLSTM)捕捉磨粒含量时间序列中的双向依赖关系,最后采用注意力机制(Attention Mechanism)对磨粒含量序列中的重要特征进行加权处理,进一步提高预测性能。根据采集到的销盘摩擦磨损试验数据进行实验分析,结果表明,基于注意力机制的CNN-BiLSTM磨粒含量预测模型具有较高的预测精度和稳定性,可以为机械设备磨损状态监测和维护提供更准确的依据。 展开更多
关键词 注意力机制 预测模型 卷积神经网络 双向长短期记忆网络 磨损状态监测
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基于ANN-KF-BiLSTM的桥梁温度多步预测
14
作者 闫文佳 江鸥 +1 位作者 李鸿先 徐嘉璐 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期131-138,共8页
利用深度学习中学习特征能力较强的人工神经网络(ANN)模型和学习时间序列能力较强的双向长短期记忆网络(BiLSTM)模型,辅以卡尔曼滤波(KF)对人工神经网络模型的结果进行动态调整,基于stacking集成策略融合ANN和BiLSTM模型,构建了一个既... 利用深度学习中学习特征能力较强的人工神经网络(ANN)模型和学习时间序列能力较强的双向长短期记忆网络(BiLSTM)模型,辅以卡尔曼滤波(KF)对人工神经网络模型的结果进行动态调整,基于stacking集成策略融合ANN和BiLSTM模型,构建了一个既能利用气象温度又能记忆桥梁自身温度时间序列的ANN-KF-BiLSTM模型。以云南省某连续刚构桥的温度预测为例,验证了该模型的有效性。研究结果表明:ANN-KF-BiLSTM模型在桥梁温度多步预测中表现出明显优势,在预测时间步数小于96时,拟合程度超过0.89,在预测步数达到168时,平均拟合程度仍可达到约0.76;相较于基准模型,ANN-KF-BiLSTM模型拟合程度更高,预测稳定性更好。研究结果改善了当前利用深度学习模型预测桥梁温度集中于单步预测的状况,为桥梁温度的多步预测提供了一种有效的方法。 展开更多
关键词 桥梁工程 桥梁温度 双向长短期记忆网络 卡尔曼滤波 ANN-KF-bilstm模型
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基于Hyperband-CNN-BiLSTM模型的车辆油耗预测方法
15
作者 吐尔逊·买买提 孙慧 刘亚楼 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第9期3896-3904,共9页
为了有效地预测车辆的燃油消耗,提高燃油经济性并推动节能减排,提出一种基于Hyperband-CNN-BiLSTM的机动车油耗预测方法。首先基于实际道路测试收集到的车辆运行状态数据和油耗数据,分析了影响车辆油耗的显著性因素;其次结合卷积神经网... 为了有效地预测车辆的燃油消耗,提高燃油经济性并推动节能减排,提出一种基于Hyperband-CNN-BiLSTM的机动车油耗预测方法。首先基于实际道路测试收集到的车辆运行状态数据和油耗数据,分析了影响车辆油耗的显著性因素;其次结合卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)强大的特征提取能力和双向长短期记忆网络(bidirectional long short-term memory,BiLSTM)在处理时序数据方面的优势,构建了基于CNN-BiLSTM的车辆油耗预测组合模型;然后,为提高模型预测准确性,通过Hyperband优化算法对组合模型进行优化,并将车辆油耗影响因素作为模型输入特征,对模型进行训练,实现对车辆油耗的建模和预测;最后,选取CNN、LSTM、BiLSTM、CNN-LSTM、CNN-BiLSTM作为对比模型,对Hyperband-CNN-BiLSTM预测模型效果进行评价。结果表明,相较于其他模型,Hyperband-CNN-BiLSTM模型的平均绝对误差(mean absolute error,MAE)和均方根误差(root mean squared error,RMSE)最小,分别为0.05769和0.11925,R^(2)最大,为0.99176,模型预测效果最佳。 展开更多
关键词 Hyperband 油耗预测 卷积神经网络(CNN) 双向长短期记忆网络(bilstm) 组合模型
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面向lncRNA亚细胞定位预测的注意力BiLSTM与原型网络
16
作者 孙荣能 刘琳 亢元召 《计算机工程》 北大核心 2025年第8期168-180,共13页
长链非编码RNA(lncRNA)在细胞的许多生命过程中发挥着重要作用,而lncRNA亚细胞定位可为其功能识别带来关键信息。通过传统生物生化实验方法鉴定lncRNA亚细胞定位时存在程序复杂、难以复制、成本高等缺点,为此,提出一种面向lncRNA亚细胞... 长链非编码RNA(lncRNA)在细胞的许多生命过程中发挥着重要作用,而lncRNA亚细胞定位可为其功能识别带来关键信息。通过传统生物生化实验方法鉴定lncRNA亚细胞定位时存在程序复杂、难以复制、成本高等缺点,为此,提出一种面向lncRNA亚细胞定位预测的注意力双向长短时记忆(BiLSTM)与原型网络方法BP-lncLoc。首先,基于原始序列数据获取K-mer初始特征,并对其进行平衡处理;其次,结合注意力BiLSTM有效提取lncRNA序列的深层隐含特征,并优化神经网络在处理高维数据时可能出现的梯度消失问题;随后,针对lncRNA亚细胞定位数据的小样本特性,构建不依赖大规模训练样本的原型网络预测框架;最后,从量化输入特征对输出决策重要性的角度出发,实现预测模型的可解释性。实验结果表明,该方法在公开数据集上的准确率达到了98.89%,优于对比方法,为lncRNA亚细胞定位预测的应用提供了一种新思路。 展开更多
关键词 lncRNA亚细胞定位 不平衡学习 双向长短时记忆网络 原型网络 可解释
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基于多头注意力机制和TCN-BiLSTM的IGBT剩余寿命预测方法
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作者 田源 高树国 +2 位作者 邢超 朱瑞敏 姜士哲 《电气工程学报》 北大核心 2025年第3期69-77,共9页
针对电力电子设备精准运维和半导体功率器件的态势感知需求,提出一种基于多头注意力机制(Multi-head attention mechanism,MA)和时域卷积网络(Temporal convolutional network,TCN)-双向长短时记忆(Bidirectional long short-term memor... 针对电力电子设备精准运维和半导体功率器件的态势感知需求,提出一种基于多头注意力机制(Multi-head attention mechanism,MA)和时域卷积网络(Temporal convolutional network,TCN)-双向长短时记忆(Bidirectional long short-term memory,BiLSTM)网络融合的IGBT剩余寿命预测方法。首先,基于IGBT封装模块老化机理的深入分析,设计并搭建加速老化试验平台,通过控制功率循环过程中的结温波动,施加电流加速IGBT模块的老化进程,采用高精度数据采集系统获取特征参量集-射极饱和压降Vce(sat)老化数据。其次,以TCN模型为基础,引入MA和BiLSTM神经网络构建预测模型,对IGBT劣化特征序列进行预测验证。结果表明,在相同条件下,所提模型相对于传统时序预测模型,在不显著增加模型复杂度和计算负担的情况下,具有更高的精度,充分验证了该模型在工程实践中应用于IGBT剩余寿命在线预测的可行性与高效性。 展开更多
关键词 IGBT 时域卷积网络 双向长短时记忆网络 多头注意力机制 老化预测
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基于VMD和GA-BiLSTM组合模型的河流水质预测
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作者 张海霞 李瑞 +3 位作者 王霞 赵泽霏 康彦付 孙岩 《环境工程技术学报》 北大核心 2025年第4期1181-1188,共8页
溶解氧(DO)是河流水质监测的关键指标之一,为了精准预测河流水体中DO浓度,融合变分模态分解(VMD)、遗传算法(GA)和双向长短期记忆神经网络(BiLSTM),构建了VMD-GA-BiLSTM深度学习组合模型,对邢台市艾辛庄断面2020—2023年的DO浓度数据进... 溶解氧(DO)是河流水质监测的关键指标之一,为了精准预测河流水体中DO浓度,融合变分模态分解(VMD)、遗传算法(GA)和双向长短期记忆神经网络(BiLSTM),构建了VMD-GA-BiLSTM深度学习组合模型,对邢台市艾辛庄断面2020—2023年的DO浓度数据进行了训练与测试,并与多个经典的深度学习模型(BiLSTM、GA-BiLSTM、EMD-GA-BiLSTM)预测结果进行对比。结果表明:VMD-GA-BiLSTM模型在测试集上的均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、决定系数(R^(2))分别为0.149、0.135和0.974,相较于BiLSTM、GA-BiLSTM、EMD-GA-BiLSTM模型,RMSE分别降低0.464、0.307、0.290,MAE分别降低0.413、0.173、0.239,R^(2)分别提升了0.216、0.133、0.088,表明构建的模型预测精度最高。将构建模型应用于邢台市后西吴桥断面对pH、DO和氨氮3项水质指标进行验证,与其他经典模型相比,VMD-GA-BiLSTM模型的RMSE、MAE最小且R²最大,可见其在水质时间序列数据预测方面具高度的通用性和稳定性。VMD-GA-BiLSTM模型能够准确预测DO浓度以及其他水质指标浓度,为水资源的可持续利用和水环境保护提供科学依据。 展开更多
关键词 河流 水质预测 溶解氧 变分模态分解 遗传算法 双向长短期记忆神经网络(bilstm)
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CNN-BiLSTM-attention模型在卫星钟差预报中的应用
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作者 周家华 刘景旺 《导航定位学报》 北大核心 2025年第3期162-170,共9页
卫星钟差是影响全球卫星导航系统(GNSS)定位精度和时间同步的重要因素之一,精准的钟差预报对提升导航系统性能及满足高精度应用需求具有重要意义。针对由于卫星钟差数据呈现非线性和随机性,传统钟差预报模型在建模过程中存在一定局限性... 卫星钟差是影响全球卫星导航系统(GNSS)定位精度和时间同步的重要因素之一,精准的钟差预报对提升导航系统性能及满足高精度应用需求具有重要意义。针对由于卫星钟差数据呈现非线性和随机性,传统钟差预报模型在建模过程中存在一定局限性的问题,提出将卷积神经网络-双向长短期记忆网络-注意力机制(CNN-BiLSTM-attention)组合模型应用于卫星钟差预报:对原始卫星钟差数据进行一次差分处理;然后利用卷积神经网络(CNN)提取局部特征,双向长短期记忆网络(BiLSTM)捕捉时间序列特征,注意力机制通过为输入序列中的每个元素分配权重,使模型聚焦于关键特征。实验结果表明,组合模型在C26、C27、C28、C29、C38和C40卫星的预报精度均优于传统预报模型,且在多次独立的预报实验中,24 h预报的均方根误差(RMSE)均低于0.5 ns,展现出优异的预报精度和稳定性。 展开更多
关键词 卫星钟差 卷积神经网络(CNN) 双向长短时记忆网络(bilstm) 注意力机制 钟差预报
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基于特征增强时间序列和Transformer-BiLSTM的低速重载轴承故障诊断
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作者 许一凡 雪增红 +3 位作者 郭军 程峰 王启峥 王道帅 《机电工程》 北大核心 2025年第9期1659-1668,共10页
针对低速重载设备滚动轴承故障诊断需要较高的识别准确度和时间效率,且存在故障信息特征提取不充分的问题,提出了一种基于特征增强时间序列(FRTS)和Transformer-BiLSTM的滚动轴承故障诊断方法。首先,对原始数据频域信号进行了低通滤波处... 针对低速重载设备滚动轴承故障诊断需要较高的识别准确度和时间效率,且存在故障信息特征提取不充分的问题,提出了一种基于特征增强时间序列(FRTS)和Transformer-BiLSTM的滚动轴承故障诊断方法。首先,对原始数据频域信号进行了低通滤波处理,对滤波后的信号进行了频域上采样,重构了幅值和相位,增强了故障信息;然后,采用逆傅里叶变换将信号转换为故障特征增强的时域信号,将数据输入Transformer编码器层提取特征,同时引入双向长短时记忆网络(BiLSTM),使网络能够提取信号双向时间序列上的依赖关系;最后,将信号特征池化并传输至全连接层进行了故障分类,使用低速重载轴承实例数据集验证了基于FRTS和Transformer-BiLSTM方法的有效性和可行性,并采用西储大学数据集验证了其泛化能力和鲁棒性。研究结果表明:基于FRTS和Transformer-BiLSTM的轴承故障诊断方法在低速重载轴承实例数据集上的准确率为85.0%,相比于其他传统深度学习模型,其故障识别率更高;在西储大学数据集中,采用该方法时获得诊断准确率达到99.6%。该诊断方法可满足轴承故障诊断的要求,为轴承故障诊断提供了一种新方法。 展开更多
关键词 轴承故障分类识别 深度学习 特征增强时间序列 多头注意力机制 双向长短时记忆网络 信号重构
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