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基于MC2DCNN-LSTM模型的齿轮箱全故障分类识别模型
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作者 陈蓉 王磊 《机电工程》 北大核心 2025年第2期287-297,共11页
针对轧机齿轮箱结构复杂、故障信号识别困难、故障部位分类不清等难题,提出了一种基于多通道二维卷积神经网络(MC2DCNN)与长短期记忆神经网络(LSTM)特征融合的故障诊断方法。首先,设计了一种三通道混合编码的二维样本结构,以达到故障识... 针对轧机齿轮箱结构复杂、故障信号识别困难、故障部位分类不清等难题,提出了一种基于多通道二维卷积神经网络(MC2DCNN)与长短期记忆神经网络(LSTM)特征融合的故障诊断方法。首先,设计了一种三通道混合编码的二维样本结构,以达到故障识别与分类目的,对齿轮箱典型故障进行了自适应分类;其次,该模型将齿轮箱的垂直、水平和轴向三个方向的振动信号融合构造输入样本,结合了二维卷积神经网络与长短时记忆神经网络的优势,设计了与之对应的二维卷积神经网络结构,其相较于传统的单通道信号包含了更多的状态信息;最后,分析了轧制过程数据和已有实验数据,对齿轮故障和齿轮箱全故障进行了特征识别和分类,验证了该模型的准确率。研究结果表明:模型对齿轮箱齿面磨损、齿根裂纹、断齿以及齿面点蚀等典型故障识别的平均准确率达到95.9%,最高准确率为98.6%;相较于单通道信号,多通道信号混合编码方式构造的分类样本极大地提升了神经网络分类的准确性,解调出了更丰富的故障信息。根据轧制过程中的运行数据和实验台数据,验证了该智能诊断方法较传统方法在分类和识别准确率上更具优势,为该方法的工程应用提供了理论基础。 展开更多
关键词 高精度轧机齿轮箱 智能故障诊断 多通道二维卷积神经网络 长短期记忆神经网络 数据分类
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改进灰狼优化算法优化CNN-LSTM的PEMFC性能衰退预测
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作者 高锋阳 刘庆寅 +2 位作者 赵丽丽 齐丰旭 刘嘉 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第13期175-187,共13页
为进一步提高车用质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)电堆性能衰退预测与剩余使用寿命预测精度,提出一种改进灰狼优化算法优化卷积神经网络-长短期记忆(convolutional neural network-long short-term memo... 为进一步提高车用质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)电堆性能衰退预测与剩余使用寿命预测精度,提出一种改进灰狼优化算法优化卷积神经网络-长短期记忆(convolutional neural network-long short-term memory, CNN-LSTM)的车用PEMFC性能衰退预测方法。首先,通过稳定小波变换对数据集去噪重构,使用改进灰狼算法对实测PEMFC电堆衰退数据进行分析,获得CNN-LSTM最优超参数。其次,利用最优超参数训练CNN-LSTM网络模型进行PEMFC性能衰退预测,并计算PEMFC电堆剩余使用寿命。最后,在电堆静态和动态工况下,将所提方法与传统长短期记忆循环网络、门控循环单元循环网络和未经优化的CNN-LSTM等模型预测进行比较。结果表明:在静态工况中,当训练集占比为60%时,所提方法相比传统CNN-LSTM预测结果均方根误差缩小59.02%,当训练集占比为70%时,PEMFC剩余使用寿命预测与实际相差1.16 h;在动态工况中,当训练集占比为40%时,平均绝对误差缩小18.78%。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 改进灰狼优化算法 卷积神经网络-长短期记忆 衰退预测 剩余使用寿命
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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
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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-长短期记忆神经网络模型
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融合注意力机制的CNN-LSTM模型预测蒸发皿蒸发量 被引量:1
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作者 李少恒 严新军 +2 位作者 韩克武 王旭 杨怡民 《人民长江》 北大核心 2025年第2期75-81,共7页
蒸发量数据对于水循环机制理解、水资源规划和农业灌溉管理等领域至关重要。基于新疆吐鲁番地区1973~2022年的逐日气象数据,按各气象因素重要性进行分组,以卷积神经网络(CNN)和长短期记忆神经网络(LSTM)模型为基础模型,融入注意力机制(A... 蒸发量数据对于水循环机制理解、水资源规划和农业灌溉管理等领域至关重要。基于新疆吐鲁番地区1973~2022年的逐日气象数据,按各气象因素重要性进行分组,以卷积神经网络(CNN)和长短期记忆神经网络(LSTM)模型为基础模型,融入注意力机制(Attention)以增强模型对关键气象因素的识别和处理能力,构建了一种CNN-LSTM-Attention组合模型来预测蒸发皿蒸发量。将该组合模型与单一模型CNN、LSTM进行对比分析,并采用吐鲁番地区气象站蒸发皿观测数据验证模型的预测精度。研究表明:无论是单一模型还是组合模型,预测精度随输入气象因素增多而提升;组合模型在预测蒸发量方面显著优于传统单一模型,决定系数达到了0.96,相较于传统单一模型CNN、LSTM分别提高了5.4%和6.4%。研究成果可为水资源管理提供数据驱动解决方案。 展开更多
关键词 蒸发皿蒸发量 卷积神经网络 长短期记忆神经网络 注意力机制 斯皮尔曼相关系数
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基于CNN-LSTM算法的电力系统气象灾害故障预测方法 被引量:1
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作者 赵建伟 林雨场 +5 位作者 陈升 李琦 李更丰 张理寅 陆旭 辛正堃 《电工电能新技术》 北大核心 2025年第3期109-118,共10页
近年来,日益频发的台风、冰灾、地震、高温等气象灾害事件严重威胁电力系统的安全可靠运行,极端气象灾害下的大规模电网事故导致极高的社会经济损失,因此,对电力系统灾害故障进行精准有效预测具有重要意义。然而,传统方法考虑的故障影... 近年来,日益频发的台风、冰灾、地震、高温等气象灾害事件严重威胁电力系统的安全可靠运行,极端气象灾害下的大规模电网事故导致极高的社会经济损失,因此,对电力系统灾害故障进行精准有效预测具有重要意义。然而,传统方法考虑的故障影响因素类型较为单一,未能同时考虑气象、地理、电网等多种因素对系统故障的影响。同时,考虑极端气象灾害的空间分布和时序演变特性,故障的时空相关性也是预测中的关键因素。因此,本文提出一种基于卷积-长短期记忆神经网络的电力系统气象灾害故障预测方法,建立包含气象、地理、电网多源数据的电力系统故障预测数据集,提出基于卷积神经网络的多源数据融合分析方法,实现故障空间相关性的高效提取;基于长短期记忆算法设计了具有双层网络结构的故障时序预测方法,实现了故障时间相关性的有效刻画,最终形成卷积-长短期记忆神经网络统一框架,提升气象灾害故障预测的准确度。所提方法的有效性和准确性通过台风“米卡拉”、“卢碧”的历史气象数据以及中国东南沿海某区域地理、电网数据进行验证。 展开更多
关键词 深度学习 卷积神经网络 长短期记忆神经网络 电力系统故障预测 气象灾害
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基于SSA-CNN-LSTM的蛋鸡舍二氧化碳排放量预测研究
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作者 王聆汐 李丽华 +4 位作者 贾宇琛 于尧 李民 谢紫开 付安楠 《中国家禽》 北大核心 2025年第6期88-98,共11页
为准确预测蛋鸡舍二氧化碳排放量,评估和控制集约化养殖对环境的影响,以制定有效的减排措施,研究提出一种基于麻雀搜索算法(SSA)、卷积神经网络(CNN)和长短期记忆神经网络(LSTM)的混合神经网络模型。该模型以华北地区典型的叠层笼养鸡... 为准确预测蛋鸡舍二氧化碳排放量,评估和控制集约化养殖对环境的影响,以制定有效的减排措施,研究提出一种基于麻雀搜索算法(SSA)、卷积神经网络(CNN)和长短期记忆神经网络(LSTM)的混合神经网络模型。该模型以华北地区典型的叠层笼养鸡舍为研究对象,综合考虑二氧化碳、通风量、大气压、温度和湿度等环境因素。研究通过预处理环境数据并计算每小时二氧化碳排放量,构建相应的数据集。利用SSA和CNN对LSTM模型进行特征提取和超参数优化,有效提升模型性能。结果显示:SSA-CNN-LSTM模型的平均绝对误差(MAE)为0.15 kg,R²值稳定在0.95以上,并预测出2024年某蛋鸡舍的二氧化碳排放量,MAE为0.2 kg。研究表明,SSA-CNN-LSTM模型能够较为准确地预测蛋鸡舍二氧化碳排放量,为蛋鸡养殖系统碳排放核算提供更为简单有效的预测方法。 展开更多
关键词 蛋鸡舍 二氧化碳排放量 卷积神经网络 麻雀搜索算法 长短期记忆神经网络
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基于CNN-LSTM模型的燃烧烟气CO_(2)浓度预测研究
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作者 李倬毅 孟骏 +4 位作者 杨晓冬 马钢 刘少俊 郑成航 高翔 《燃烧科学与技术》 北大核心 2025年第4期406-414,共9页
在“碳达峰”和“碳中和”目标下,燃烧装置的低碳化改造是减少CO_(2)排放的重要途径.为了预估碳排放水平,指导碳捕集装置的设计,以燃烧装置运行参数、燃料参数和已有烟气参数等特征变量作为输入,提出了一种卷积-长短期记忆神经网络模型(... 在“碳达峰”和“碳中和”目标下,燃烧装置的低碳化改造是减少CO_(2)排放的重要途径.为了预估碳排放水平,指导碳捕集装置的设计,以燃烧装置运行参数、燃料参数和已有烟气参数等特征变量作为输入,提出了一种卷积-长短期记忆神经网络模型(CNN-LSTM),用于烟气出口CO_(2)浓度的预测.与长短期记忆神经网络模型(LSTM),随机森林模型(Random Forest)和极限梯度增强模型(XGBoost)相比,CNN-LSTM具有更好的准确性.CNN-LSTM的决定系数R^(2)和均方根误差RMSE分别为0.971和0.122,相比前述模型R^(2)提高了0.93%~6.23%,RMSE降低了11.59%~41.3%.进一步优化特征变量后,CNN-LSTM的R^(2)和RMSE分别提升至0.975和0.116. 展开更多
关键词 燃烧烟气 CO_(2)浓度预测 卷积神经网络 长短期记忆神经网络
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一种基于CNN-LSTM的改进CGAN光伏短期出力场景生成方法
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作者 秦卫民 唐昊 +3 位作者 任曼曼 梁肖 王涛 陈韬 《太阳能学报》 北大核心 2025年第4期263-272,共10页
该文考虑新能源机组出力数据的时空特征,设计一种带有卷积神经网络和长短期记忆网络的判别器网络结构,并使用推土机(EM)距离作为判别器的损失函数,提出一种基于条件对抗生成网络的新能源短期场景生成方法。该方法让模型中的判别器与生... 该文考虑新能源机组出力数据的时空特征,设计一种带有卷积神经网络和长短期记忆网络的判别器网络结构,并使用推土机(EM)距离作为判别器的损失函数,提出一种基于条件对抗生成网络的新能源短期场景生成方法。该方法让模型中的判别器与生成器进行对抗并不断优化,使生成器网络更加准确地提取到条件值及噪声分布与样本分布之间的映射关系,从而更好地生成新能源机组出力场景。该文使用开源的光伏出力数据对模型进行验证和测试,相对于传统的生成式对抗网络方法,所提模型能更加准确地生成契合历史数据特征的新能源出力场景集。 展开更多
关键词 光伏发电 场景生成 生成式对抗网络 长短期记忆网络 卷积神经网络 不确定性
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基于CNN-LSTM的高频地波雷达海流方向校正方法
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作者 许毅 韦骏 +1 位作者 魏春雷 杨凡 《热带海洋学报》 北大核心 2025年第3期24-35,共12页
高频地波雷达对近岸区域进行探测时,雷达电磁波往往容易受到海岸线以及岛屿等地形因素的干扰,从而导致雷达探测数据合成的海流方向出现较大的误差,而传统的高频地波雷达反演算法并未将物理因素的影响纳入其中。为了解决这个问题,结合卷... 高频地波雷达对近岸区域进行探测时,雷达电磁波往往容易受到海岸线以及岛屿等地形因素的干扰,从而导致雷达探测数据合成的海流方向出现较大的误差,而传统的高频地波雷达反演算法并未将物理因素的影响纳入其中。为了解决这个问题,结合卷积神经网(convolutional neural networks,CNN)和长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络的特点,本文提出了一种基于CNN-LSTM的组合模型,将海面风、潮汐以及海拔数据输入到模型中,对雷达探测数据合成的海流方向进行校正。实验结果表明,CNN-LSTM模型结合物理海洋因子后能够有效提高受地形影响区域的雷达探测海流数据质量,使合成的海流方向准确性显著提升。经过模型校正后,相较原始雷达数据,经验正交函数椭圆的方向角误差由77.10°降为23.06°,椭圆的长短轴误差由0.0896降为0.0538,海流的平均流方向角误差由20.82°降为6.21°。 展开更多
关键词 高频地波雷达 海流方向 卷积神经网络 长短期记忆神经网络
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基于表面肌电信号的CNN-LSTM模型下肢动作识别
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作者 周智伟 陶庆 +3 位作者 苏娜 刘景轩 李博文 裴浩 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第7期2841-2848,共8页
为了提高对下肢运动的分类准确度,提出了一种基于表面肌电信号(surface electromyography, sEMG)的卷积神经网络与长短期记忆网络融合识别模型(convolutional neural network and long short-term memory network, CNN-LSTM)。首先,采集... 为了提高对下肢运动的分类准确度,提出了一种基于表面肌电信号(surface electromyography, sEMG)的卷积神经网络与长短期记忆网络融合识别模型(convolutional neural network and long short-term memory network, CNN-LSTM)。首先,采集了20名受试者进行上楼、下楼、行走和蹲起4种步态动作的sEMG;接着,对采集到的sEMG数据进行预处理,并提取了两种时域和频域特征,用作机器学习识别模型的特征输入;最后,基于预处理后肌电信号数据,构建了CNN-LSTM的下肢动作识别模型,并与CNN、LSTM和支持向量机(support vector machine, SVM)模型的性能进行对比。结果显示,CNN-LSTM模型在下肢动作识别准确率上分别比CNN、LSTM和SVM模型高出2.16%、8.34%、和11.16%,证明了其优越的分类性能。研究结论为康复医疗器械与助力器械提供了一个有效的下肢运动功能改善方案。 展开更多
关键词 表面肌电信号 下肢动作识别 cnn-lstm 卷积神经网络 长短时记忆网络
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基于无阈值递归图和CNN-LSTM的人体活动识别算法 被引量:1
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作者 史立宇 孙杨帆 +2 位作者 谢溢翀 黄旭萍 周彪 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第3期130-133,共4页
人体活动识别(HAR)可为智慧生活、医疗监护、虚拟现实等上下文感知系统提供重要的基础信息,是模式识别领域的热门研究方向。针对现有基于惯性传感器的活动识别深度学习算法对于多维时间序列特征的提取效果欠佳的问题,提出了一种基于无... 人体活动识别(HAR)可为智慧生活、医疗监护、虚拟现实等上下文感知系统提供重要的基础信息,是模式识别领域的热门研究方向。针对现有基于惯性传感器的活动识别深度学习算法对于多维时间序列特征的提取效果欠佳的问题,提出了一种基于无阈值递归图(URP)和卷积神经网络—长短期记忆(CNN-LSTM)的活动识别算法。首先,使用SMOTE-ENN算法对惯性数据集进行增强,平衡各个类别样本数量比例;然后,使用URP方法将多维惯性传感时序波形构造为对应多个二维递归矩阵;最后,构建CNN-LSTM组合的分类模型。通过在UCI-HAR、WISDM公开数据集上的实验结果表明:所提算法在测试集上4种分类指标均得到提高,其中准确率分别达到98.32%和98.97%,性能优于现存的其他深度学习算法。 展开更多
关键词 人体活动识别 数据增强 深度学习 无阈值递归图 卷积神经网络 长短期记忆神经网络
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基于综合相似日选取的SO-CNN-LSTM光伏功率预测模型研究 被引量:1
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作者 宋煜 许野 +2 位作者 刘锋平 王旭 李薇 《太阳能学报》 北大核心 2025年第4期301-312,共12页
针对当前光伏发电功率预测的相似日选取标准单一、形状相似判定结果有误、组合预测模型的参数选取不合理导致的预测精度偏低问题,创新性地提出一种利用综合相似度选取相似日、蛇优化算法(SO)优化卷积神经网络-长短期记忆网络(CNN-LSTM)... 针对当前光伏发电功率预测的相似日选取标准单一、形状相似判定结果有误、组合预测模型的参数选取不合理导致的预测精度偏低问题,创新性地提出一种利用综合相似度选取相似日、蛇优化算法(SO)优化卷积神经网络-长短期记忆网络(CNN-LSTM)模型关键参数组合的日前光伏发电功率组合预测模型。首先使用皮尔逊相关系数法选取关键气象因素,然后使用欧式距离相似和孪生图形相似的综合相似日选取法选定待预测日的相似日和生成高质量的模型训练样本集,最终构建基于蛇优化算法的CNN-LSTM日前光伏出力组合预测模型。以春季为例,相较于单一的欧式距离相近和孪生形状相似的相似日选取方法,基于综合相似日选取的SO-CNN-LSTM预测模型的平均绝对误差(MAE)分别降低0.15和0.13;另外,与基于综合相似日选取的LSTM和CNN-LSTM两种模型相比,SO-CNN-LSTM模型在夏季、秋季和冬季的MAE值分别降低0.73和0.15、0.36和0.24,以及0.42和0.15。 展开更多
关键词 综合相似度 蛇优化算法 卷积神经网络 长短期记忆网络 光伏发电
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CEEMDAN改进的CNN-LSTM短期电离层TEC预测模型
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作者 焦迎香 李克昭 岳哲 《导航定位学报》 北大核心 2025年第3期107-115,共9页
针对电离层总电子含量(TEC)值的时序变化通常呈现非线性和随机性的问题,提出一种结合完全集合经验模态分解(CEEMDAN)和基于卷积神经网络和长短时记忆网络的时空网络(CNN-LSTM)神经网络的TEC预测模型:采用分解、预测和重构的方法,结合CEE... 针对电离层总电子含量(TEC)值的时序变化通常呈现非线性和随机性的问题,提出一种结合完全集合经验模态分解(CEEMDAN)和基于卷积神经网络和长短时记忆网络的时空网络(CNN-LSTM)神经网络的TEC预测模型:采用分解、预测和重构的方法,结合CEEMDAN在时间序列分解上和CNN-LSTM在预测精度上的优势,对电离层TEC值进行短期预测;然后利用国际全球卫星导航系统服务组织(IGS)中心发布的2019和2023年4个季节,以及分布在中高低纬度的6个格网点的TEC格网数据进行实验分析。实验结果表明,CEEMDAN-CNN-LSTM组合模型的预测结果能很好地反映电离层TEC的时间变化特性,在2019年太阳活动低年和2023年太阳活动高年的预测精度均方根误差(RMSE)相较于长短时记忆(LSTM)网络模型可分别平均提升2.62总电子含量单位(TECU)和10.44TECU,相较于CNN-LSTM模型可提升1.85TECU和7.23TECU。 展开更多
关键词 电离层总电子含量(TEC) 长短期记忆(LSTM)神经网络 卷积神经网络(CNN) 完全集合经验模态分解(CEEMDAN) 预测模型
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基于CNN-LSTM混合模型的风电场集电线路接地故障定位
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作者 刘宝良 张明 +4 位作者 高庆忠 张晨 宋阳 程施霖 吴尚润 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期358-364,共7页
基于风电场复杂运行环境和多分支混合集电线路的单相接地故障定位需求,提出一种基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和长短期记忆网络(long short term memory networks,LSTM)混合模型(CNN-LSTM)的单相接地故障定位策... 基于风电场复杂运行环境和多分支混合集电线路的单相接地故障定位需求,提出一种基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和长短期记忆网络(long short term memory networks,LSTM)混合模型(CNN-LSTM)的单相接地故障定位策略。采集故障时零序电流,构建风电场单相接地故障数据集,将CNNLSTM混合模型改进为适合故障测距的预测模型,将该模型应用于在线故障定位。研究结果表明:与CNN和反向传播神经网络(backpropagation neural network,BP)相比,CNN-LSTM混合模型方法定位准确率更高,在不同故障距离和故障电阻情况下均可使用。研究结论为风电场集电线路接地故障定位提供参考。 展开更多
关键词 故障定位 卷积神经网络 风电场 集电线路 零序电流 长短期记忆网络
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基于CNN-LSTM风光荷预测的主动配电网双层扩展规划方法
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作者 朱夏 陈颂 +1 位作者 袁明瀚 刘扬洋 《高压电器》 北大核心 2025年第5期218-227,共10页
随着大量可再生能源接入配电网,由于其出力的不确定性,需要对配电网进行扩展规划。为此,首先提出一种基于卷积神经网络与长短期记忆网络方法预测风光荷出力,然后构建主动配电网双层扩展规划模型。上层规划模型,以年综合成本最低为优化目... 随着大量可再生能源接入配电网,由于其出力的不确定性,需要对配电网进行扩展规划。为此,首先提出一种基于卷积神经网络与长短期记忆网络方法预测风光荷出力,然后构建主动配电网双层扩展规划模型。上层规划模型,以年综合成本最低为优化目标,同时考虑线路的改造升级与各项成本。下层运行模型,以年综合运行成本最低与节点电压偏移量最小为优化目标,考虑运行状况、分布式电源与储能的规划。在经过上下层关联建模后,将双层模型转化为多目标优化问题,然后采用归一化法向约束法进行求解,以获得分布均匀的帕累托前沿,最后通过算例验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 主动配电网 卷积神经网络 长短期记忆网络 双层规划模型 归一化法向约束法
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基于CNN-LSTM的透射槽波勘探走向断层预测研究
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作者 周官群 薛凯文 +5 位作者 张维鑫 高永新 金学良 王宗涛 任川 王亚飞 《工矿自动化》 北大核心 2025年第7期149-157,共9页
透射槽波地震勘探是探测工作面地质构造和灾害体的有效手段,但存在探测深度浅、分辨率低、易受地形与环境噪声干扰等问题。针对该问题,将深度学习技术引入透射槽波地震勘探,用于实现工作面走向断层位置预测。建立工作面走向断层地质模型... 透射槽波地震勘探是探测工作面地质构造和灾害体的有效手段,但存在探测深度浅、分辨率低、易受地形与环境噪声干扰等问题。针对该问题,将深度学习技术引入透射槽波地震勘探,用于实现工作面走向断层位置预测。建立工作面走向断层地质模型,采用弹性波有限差分算法进行槽波正演模拟,生成槽波模拟数据集。构建卷积神经网络-长短期记忆(CNN-LSTM)网络模型,通过CNN提取槽波数据的局部特征,由LSTM网络捕捉槽波数据的时序依赖关系,实现槽波时空特征协同解析。采用槽波模拟数据集训练CNN-LSTM模型,预测的均方根误差为4.3934m,平均绝对误差为2.9875m,决定系数为0.9883,验证了该模型具有较高的预测精度和较好的泛化能力。采用内蒙古某矿506工作面透射槽波勘探数据对CNN-LSTM模型进行迁移训练和验证,结果表明该模型预测的断层位置和走向与回采揭露的实际位置一致,预测效果优于槽波能量衰减成像、无线电坑透探测技术。 展开更多
关键词 工作面地质勘探 断层预测 断层定位 透射槽波 卷积注意力长短期记忆网络 cnn-lstm
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基于Convolutional-LSTM的蛋白质亚细胞定位研究 被引量:2
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作者 王春宇 徐珊珊 +2 位作者 郭茂祖 车凯 刘晓燕 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2019年第6期982-989,共8页
蛋白质亚细胞位置预测研究是目前蛋白质组学和生物信息学研究的重点问题之一。蛋白质的亚细胞定位决定了它的生物学功能,故研究亚细胞定位对了解蛋白质功能非常重要。由于蛋白质结构的序列性,考虑使用序列模型来进行亚细胞定位研究。尝... 蛋白质亚细胞位置预测研究是目前蛋白质组学和生物信息学研究的重点问题之一。蛋白质的亚细胞定位决定了它的生物学功能,故研究亚细胞定位对了解蛋白质功能非常重要。由于蛋白质结构的序列性,考虑使用序列模型来进行亚细胞定位研究。尝试使用卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)、长短期记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)两种模型挖掘氨基酸序列所包含的信息,从而进行亚细胞定位的预测。随后构建了基于卷积的长短期记忆网络(Convolutional-LSTM)的集成模型进行亚细胞定位。首先通过卷积神经网络对蛋白质数据进行特征抽取,随后进行特征组合,并将其送入长短期记忆神经网络进行特征表征学习,得到亚细胞定位结果。使用该模型能达到0.816 5的分类准确率,比传统方法有明显提升。 展开更多
关键词 蛋白质亚细胞定位 卷积神经网络(CNN) 长短期记忆神经网络(LSTM) 分类
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结合太阳辐射量计算与CNN-LSTM组合的光伏功率预测方法研究 被引量:16
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作者 王东风 刘婧 +2 位作者 黄宇 史博韬 靳明月 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期443-450,共8页
为了提高模型预测性能,提出一种综合太阳辐射模型及深度学习的光伏功率预测模型。首先,利用太阳辐射机理建立太阳辐射模型(SRM),估算出水平面上总辐射值,再由斜面辐照度转换方法计算出光伏组件所接收的斜面辐射值。其次,通过皮尔逊相关... 为了提高模型预测性能,提出一种综合太阳辐射模型及深度学习的光伏功率预测模型。首先,利用太阳辐射机理建立太阳辐射模型(SRM),估算出水平面上总辐射值,再由斜面辐照度转换方法计算出光伏组件所接收的斜面辐射值。其次,通过皮尔逊相关分析法筛选出对光伏功率影响较大的主要因素,将斜面辐射计算值及主要影响因素作为输入,采用卷积神经网络(CNN)和长短期记忆网络(LSTM)建立光伏功率SRM-CNN-LSTM预测模型。分别利用春夏秋冬四季典型日的数据开展对比实验,结果表明:与几种其他方法相比,该文方法具有更好的预测效果。 展开更多
关键词 光伏发电 预测 太阳辐射 神经网络 卷积神经网络 长短期记忆网络
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基于CF-CNN-LSTM模型的滑坡易发性评价 被引量:1
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作者 王守华 王睿菘 +3 位作者 孙希延 刘小明 卢伟萍 林子安 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期84-95,共12页
针对滑坡灾害样本选择以及深度学习模型中的长期依赖、梯度消失、退化等问题,提出了一种结合确定性系数法(certainty factor,CF)、卷积神经网络(convolution neural network,CNN)模型和长短期记忆神经网络(long short-term memory,LSTM... 针对滑坡灾害样本选择以及深度学习模型中的长期依赖、梯度消失、退化等问题,提出了一种结合确定性系数法(certainty factor,CF)、卷积神经网络(convolution neural network,CNN)模型和长短期记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)模型的CF-CNN-LSTM深度学习模型。以广西壮族自治区梧州市辖区为研究区,选取高程、坡度和坡向等13种滑坡评价因子,采用CF-CNN-LSTM模型对研究区进行滑坡易发性评价,并与CNN模型、LSTM模型、循环神经网络模型和逻辑回归模型进行对比,利用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic,ROC)、整体准确率等6种方法对模型预测精度进行评估。结果表明:CF-CNN-LSTM模型的ROC曲线的曲线下面积(area under curve,AUC)值为0.953,高于其它单一模型,同时其它5项评估指标均优于单一模型,证明CF-CNN-LSTM模型具有更高的精度,可用于梧州市辖区的滑坡易发性评价工作,能够对该区域的滑坡风险管理提供科学的建议。 展开更多
关键词 滑坡 易发性评价 确定性系数 卷积神经网络 长短期记忆网络
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SBAS-InSAR技术融合CNN-LSTM模型的矿区开采沉陷监测与预测 被引量:5
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作者 师芸 折夏雨 +3 位作者 张雨欣 王凯 张琨 吴睿 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3429-3438,共10页
针对传统矿区开采沉陷监测方法耗费人力财力和预测预警模型较少的问题,研究提出一种基于短基线集合成孔径雷达干涉测量(Small Baseline Subset-Interferometry Synthetic Aperture Radar,SBAS-InSAR)技术和卷积神经网络(Convolutional N... 针对传统矿区开采沉陷监测方法耗费人力财力和预测预警模型较少的问题,研究提出一种基于短基线集合成孔径雷达干涉测量(Small Baseline Subset-Interferometry Synthetic Aperture Radar,SBAS-InSAR)技术和卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)与长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)相结合的矿区开采沉陷监测预测方法。首先,利用SBAS-InSAR技术对建新煤矿进行矿区开采沉陷监测,获取了该矿区的年平均沉降速率和累计沉降值。用GNSS监测数据与SBAS-InSAR结果进行对比验证,其拟合效果较好。其次,在此基础上利用CNN-LSTM模型预测后6期沉降数据,其结果与CNN和LSTM预测结果进行对比。研究显示,CNN-LSTM模型的平均绝对误差(S_(MAE))和均方根误差(S_(RMSE))比单一的CNN和LSTM分别至少降低了44.8%和40.6%,其决定系数均高于98%。最后,进一步预测前6期和中6期沉降数据,验证了CNN-LSTM预测模型在时间上的一致性。因此,SBAS-InSAR融合CNN-LSTM模型在类似矿山开采沉陷监测和预测中有较好的应用前景。 展开更多
关键词 安全工程 短基线集合成孔径雷达干涉测量(SBAS-InSAR) 开采沉陷 卷积神经网络-长短期记忆(cnn-lstm)模型 沉降预测
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