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基于多空间维度联合方法改进的BiLSTM出水氨氮预测方法 被引量:2
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作者 王雷 张煜 +3 位作者 赵艺琨 刘明勇 刘子航 李杰 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第2期17-24,共8页
出水氨氮作为衡量污水处理厂水质处理工艺的重要指标之一,准确预测污水处理厂出水水质中的氨氮含量对于及时调整处理工艺,保障水环境安全有着重要的作用。提出了一种基于联合多空间维度(Multi-spatial Dimensional Cooperative Attenti... 出水氨氮作为衡量污水处理厂水质处理工艺的重要指标之一,准确预测污水处理厂出水水质中的氨氮含量对于及时调整处理工艺,保障水环境安全有着重要的作用。提出了一种基于联合多空间维度(Multi-spatial Dimensional Cooperative Attention)改进的双向长短期记忆网络(Bi-directional Long Short-Term Memory,BiLSTM)的水质预测模型,首先通过皮尔逊(Pearson)系数法筛选出与出水氨氮相关性较强的总氮、污泥沉降比和温度3个指标作为模型输入,联合3个维度的强相关信息对未来6 h的出水氨氮进行预测。结果表明,MDCA-BiLSTM模型在融合残差序列后对出水氨氮的预测准确率R2为0.979,并在太平污水处理厂和文昌污水处理厂两个站点收集到的数据集上总氮、总磷和溶解氧的均方根误差分别为0.002、0.003、0.001和0.004、0.003、0.002;预测精度分别为0.959、0.947、0.971和0.962、0.951、0.983;与BiLSTM相比,均方根误差分别降低了0.007、0.007、0.007和0.017、0.006、0.005;预测精度分别提高了0.176、0.183、0.258和0.098、0.109、0.11。同时,该模型在面对未来6、12和24 h的预测步长时,仍能够达到0.956、0.933和0.917的预测精度,说明改进后的模型在预测准确性和鲁棒性方面表现出显著优势。该方法能够有效提高污水处理厂出水氨氮的及其他指标的预测准确性,可作为水资源循环和管理决策的一种有效参考手段,具有较强的实际应用价值。 展开更多
关键词 水质参数 时序预测 时序卷积网络 双向长短期记忆循环神经网络 注意力机制
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融合BiLSTM与CNN的推特黑灰产分类模型 被引量:3
2
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
3
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
4
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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基于自注意力机制的CNN-BiLSTM生鲜物流服务质量影响因素
5
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HPO优化ECA-CNN-BiLSTM的变压器运行状态分类与识别方法
6
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SSA-CNN-BiLSTM的提升机制动系统故障诊断模型
7
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Hyperband-CNN-BiLSTM模型的车辆油耗预测方法
8
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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CNN-BiLSTM-attention模型在卫星钟差预报中的应用
9
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EWBiLSTM-ATT的数据手套手语识别
10
作者 武东辉 王金凤 +1 位作者 仇森 刘国志 《计算机工程》 北大核心 2025年第8期107-119,共13页
手语识别近年来受到广泛关注,但现有手语识别模型存在训练时间长和计算成本高的问题。为此,基于穿戴式数据手套提出一种融合注意力机制的首层宽卷积核扩展深度卷积神经网络(EWDCNN)和双向长短期记忆网络(BiLSTM)的混合深度学习方法——E... 手语识别近年来受到广泛关注,但现有手语识别模型存在训练时间长和计算成本高的问题。为此,基于穿戴式数据手套提出一种融合注意力机制的首层宽卷积核扩展深度卷积神经网络(EWDCNN)和双向长短期记忆网络(BiLSTM)的混合深度学习方法——EWBiLSTM-ATT模型。首先通过加宽首层卷积层来减少模型参数量,提升计算速度,通过扩展WDCNN卷积层深度来提高模型自动提取手语特征的能力;其次引入BiLSTM作为时间建模器捕捉手语序列数据的时间动态信息,有效处理传感器数据中的时序关系;最后利用注意力机制通过映射加权和学习参数矩阵赋予BiLSTM隐含状态不同权重,通过计算每个时间段的注意力权重,模型自动选择与手势动作相关的关键时间段。以STM32F103为主控模块,以MPU6050与Flex Sensor 4.5传感器为核心搭建数据手套手语采集平台。选取16种动态手语动作用于构建GR-Dataset数据训练模型。同一实验条件下,EWBiLSTM-ATT准确率为99.40%,相对于CLT-net、CNN-GRU、CLA-net、CNN-GRU-ATT模型分别提升10.36、8.41、3.87、3.05百分点,训练总时间分别缩减至这4种对比模型的57%、61%、55%、56%。 展开更多
关键词 扩展深度卷积神经网络 双向长短期记忆网络 注意力模块 手语识别 数据手套 深度学习
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基于模态分解和RIME-CNN-BiLSTM-AM的风速预测方法
11
作者 朱婷 颜七笙 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第20期8514-8525,共12页
作为一种清洁的可再生能源,风能在缓解日益严重的能源危机方面充当着重要作用。然而,风速的波动性和随机性给电力系统的稳定运行带来了严峻的挑战。针对该问题,提出一种基于自适应噪声完备集合经验模态分解(complete ensemble empirical... 作为一种清洁的可再生能源,风能在缓解日益严重的能源危机方面充当着重要作用。然而,风速的波动性和随机性给电力系统的稳定运行带来了严峻的挑战。针对该问题,提出一种基于自适应噪声完备集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)与霜冰优化算法(rime optimization algorithm,RIME)-卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)-双向长短期记忆网络(bidirectional long short-term memory network,BiLSTM)-注意力机制(attention mechanism,AM)的短期风速预测组合模型CEEMDAN-RIME-CNN-BiLSTM-AM。首先,对初始风速序列采用CEEMDAN算法,得到一系列较平稳的子模态,以降低风速序列的波动性;然后,采用RIME霜冰优化算法优化CNN超参数,建立CNN-RIME模型,对风速数据进行自适应提取和挖掘;接着,采用BiLSTM-AM模型对处理后的数据进行预测;最后,将各子序列的预测结果叠加,得到最终预测结果。以某地实际风速数据集进行对比试验,该模型在单步与多步预测中均展现出良好的预测性能,可以为制定调度计划提供参考,以最大程度地提高能源利用率和供电。 展开更多
关键词 风速预测 自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN) 霜冰优化算法(RIME) 卷积神经网络(CNN) 双向长短期记忆网络(bilstm) 注意力机制(AM)
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融合CNN与BiLSTM模型的短期电能负荷预测 被引量:5
12
作者 杨桂松 高炳涛 何杏宇 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2024年第9期2253-2260,共8页
针对卷积神经网络(CNN)在捕捉预测序列间历史相关性方面的不足以及在变量复杂情况下出现的无法精准提取预测关键信息的问题,提出一种将双向长短期记忆网络(BiLSTM)与卷积神经网络结合的CNN-BiLSTM模型.首先,采用数据预处理方法保证数据... 针对卷积神经网络(CNN)在捕捉预测序列间历史相关性方面的不足以及在变量复杂情况下出现的无法精准提取预测关键信息的问题,提出一种将双向长短期记忆网络(BiLSTM)与卷积神经网络结合的CNN-BiLSTM模型.首先,采用数据预处理方法保证数据的正确性和完整性,并对数据进行分析以探究多变量之间的相关性;其次,通过CNN与L1正则化对多维输入特征进行特征筛选,选取与预测相关的重要性特征向量;最后,使用BiLSTM对CNN输出的关键特征信息进行保存,形成向量与预测序列,并通过分析时序特征的潜在特点,提取用户的内在消费模式.实验比较了该模型与其他时序模型在不同时间分辨率下的预测效果,实验结果表明,CNN-BiLSTM模型在不同的回望时间间隔下表现出了最佳的预测性能,能够实现更好的短期负荷预测. 展开更多
关键词 卷积神经网络 双向长短期记忆网络 特征筛选 CNN-bilstm模型 短期负荷预测
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结合Word2vec和BiLSTM的民航非计划事件分析方法 被引量:1
13
作者 王捷 周迪 +1 位作者 左洪福 黄维 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第7期917-924,共8页
安全是民航业的核心主题。针对目前民航非计划事件分析严重依赖专家经验及分析效率低下的问题,文章提出一种结合Word2vec和双向长短期记忆(bidirectional long short-term memory,BiLSTM)神经网络模型的民航非计划事件分析方法。首先采... 安全是民航业的核心主题。针对目前民航非计划事件分析严重依赖专家经验及分析效率低下的问题,文章提出一种结合Word2vec和双向长短期记忆(bidirectional long short-term memory,BiLSTM)神经网络模型的民航非计划事件分析方法。首先采用Word2vec模型针对事件文本语料进行词向量训练,缩小空间向量维度;然后通过BiLSTM模型自动提取特征,获取事件文本的完整序列信息和上下文特征向量;最后采用softmax函数对民航非计划事件进行分类。实验结果表明,所提出的方法分类效果更好,能达到更优的准确率和F 1值,对不平衡数据样本同样具有较稳定的分类性能,证明了该方法在民航非计划事件分析上的适用性和有效性。 展开更多
关键词 民航安全 文本分析 非计划事件 Word2vec 双向长短期记忆(bilstm)神经网络
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基于ICEEMDAN分解重构的BiLSTM-KELM短期电力负荷预测 被引量:3
14
作者 王晨 李又轩 +2 位作者 王淑侠 邬蓉蓉 吴其琦 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第32期13836-13843,共8页
短期电力负荷预测在维持电力系统稳定运行、优化资源配置中发挥着至关重要的作用。针对电力负荷数据的复杂性和随机性以及现有预测模型的低精度问题,提出了一种新型的短期电力负荷预测模型。该模型包括改进的自适应噪声完备集经验模态分... 短期电力负荷预测在维持电力系统稳定运行、优化资源配置中发挥着至关重要的作用。针对电力负荷数据的复杂性和随机性以及现有预测模型的低精度问题,提出了一种新型的短期电力负荷预测模型。该模型包括改进的自适应噪声完备集经验模态分解(improved complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,ICEEMDAN)和排列熵(permutation entropy,PE)重构部分,以及双向长短期记忆神经网络(bidirectional long short-term memory,BiLSTM)与核极限学习(kernel extreme learning machine,KELM)预测部分。首先,使用ICEEMDAN将复杂的负荷数据分解成n个相对平稳的子序列,从而降低数据的随机性,并引入排列熵来计算每个子序列的PE值来进行重构,有效减小了模型的计算规模。其次,采用BiLSTM模型来挖掘数据之间的内在联系,对各个重构序列进行学习和预测。最后,利用KELM对重构序列的预测值进行非线性拟合,进一步提高预测精度。实验结果表明:ICEEMDAN-PE-BiLSTM-KELM模型比传统长短期记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)模型的均方根误差(root mean square error,RMSE)降低了106.05 MW,平均绝对误差(mean absolute error,MAE)降低了62.34 MW,平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)降低了0.877%,可见该模型能够更好地解决数据的复杂性和随机性,同时提高预测精度。 展开更多
关键词 短期电力负荷预测 改进的自适应噪声完备集经验模态分解(ICEEMDAN) 排列熵(PE) 双向长短期记忆神经网络(bilstm) 核极限学习(KELM)
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基于DBO-VMD和IWOA-BILSTM神经网络组合模型的短期电力负荷预测 被引量:28
15
作者 刘杰 从兰美 +3 位作者 夏远洋 潘广源 赵汉超 韩子月 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期123-133,共11页
新能源在现代电力系统中占比不断提高,其负荷不规律性、波动性远大于传统电力系统,这就导致负荷预测精度不高。针对这个问题,提出了蜣螂优化(dung beetle optimizer,DBO)算法优化变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)与改... 新能源在现代电力系统中占比不断提高,其负荷不规律性、波动性远大于传统电力系统,这就导致负荷预测精度不高。针对这个问题,提出了蜣螂优化(dung beetle optimizer,DBO)算法优化变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)与改进鲸鱼优化算法优化双向长短期记忆(improved whale optimization algorithm-bidirectional long short-term memory,IWOA-BILSTM)神经网络相结合的短期负荷预测模型。首先利用DBO优化VMD,分解时间序列数据,并根据最小包络熵对各种特征数据进行分类,增强了分解效果。通过对原始数据进行有效分解,降低了数据的波动性。然后使用非线性收敛因子、自适应权重策略与随机差分法变异策略增强鲸鱼优化算法的局部及全局搜索能力得到改进鲸鱼优化算法(improved whale optimization algorithm,IWOA),并用于优化双向长短期记忆(bidirectional long short-term memory,BILSTM)神经网络,增加了模型预测的精确度。最后将所提方法应用于某地真实的负荷数据,得到最终相对均方根误差、平均绝对误差和平均绝对百分比误差分别为0.0084、48.09、0.66%,证明了提出的模型对于短期负荷预测的有效性。 展开更多
关键词 蜣螂优化算法 VMD 改进鲸鱼算法 短期电力负荷预测 双向长短期记忆神经网络 组合算法
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基于SSA-BiLSTM和奇异谱分析的短期风电功率预测 被引量:4
16
作者 杨仁峥 黄艳国 何烜 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第22期9392-9399,共8页
针对风电功率序列具有波动性和较高复杂度的特点,提出了一种基于麻雀算法(sparrow search algorithm,SSA)优化的双向长短期记忆神经网络(bidirectional long and short-term memory neural network,BiLSTM)和奇异谱分析的短期风电功率... 针对风电功率序列具有波动性和较高复杂度的特点,提出了一种基于麻雀算法(sparrow search algorithm,SSA)优化的双向长短期记忆神经网络(bidirectional long and short-term memory neural network,BiLSTM)和奇异谱分析的短期风电功率预测模型。首先,采用奇异值分析对历史功率数据进行特征提取,去噪处理减少噪声信息干扰;其次,利用麻雀算法对BiLSTM模型超参数寻优,以BiLSTM为基础构建风电功率预测模型,提高了模型训练效率;最后,采用某风电场的运行数据验证模型精度并对比其他模型验证模型合理性。实验结果表明:改进后的模型相对于基准模型,绝对误差降低了14.2%,均方根误差降低了4.24%,本文所提改进BiLSTM模型具有较好的预测性能,能有效提高短期风电功率预测的精度。 展开更多
关键词 风电功率预测 双向长短期记忆神经网络(bilstm) 麻雀搜索算法 奇异谱分析
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基于VMD-CNN-BiLSTM的轴承故障多级分类识别 被引量:6
17
作者 王祎颜 王衍学 姚家驰 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第9期1554-1564,共11页
双馈风力发电机(DFIG)作为风能发电领域的关键设备之一,保障其稳定运行显得尤为重要。针对DFIG轴承故障的多级分类问题,提出了一种基于参数优化的变分模式分解-卷积神经网络-双向长短期记忆(VMD-CNN-BiLSTM)故障诊断模型。首先,采用改... 双馈风力发电机(DFIG)作为风能发电领域的关键设备之一,保障其稳定运行显得尤为重要。针对DFIG轴承故障的多级分类问题,提出了一种基于参数优化的变分模式分解-卷积神经网络-双向长短期记忆(VMD-CNN-BiLSTM)故障诊断模型。首先,采用改进的麻雀优化算法——鱼鹰-柯西-麻雀搜索算法(OCSSA)对变分模态分解(VMD)的惩罚因子、模态分量进行了优化,OCSSA算法是将鱼鹰算法和柯西变异策略与麻雀算法进行了融合,形成了一种新的优化算法,该算法利用强大的参数搜索能力获取了更精确的频率特征;然后,利用卷积神经网络(CNN)提取了信号的时域和频域特征,并对特征进行了融合;最后,利用双向长短期记忆网络(BiLSTM)学习了故障的序列模式,完成了故障的多级分类任务。研究结果表明:基于OCSSA算法优化的VMD-CNN-BiLSTM模型在多级轴承故障识别方面表现出明显的优势,平均识别准确率可达98.36%,与CNN-LSTM、CNN-BiLSTM和VMD-BiLSTM模型进行对比,该模型具有更卓越的故障诊断性能、出色的泛化能力和快速的计算速度。这一结果充分验证了该模型在双馈风力发电机轴承故障的多级分类识别任务上的有效性,且适用于在线监测和智能诊断,为实现高效、可靠的风能发电提供了重要的实际应用价值。 展开更多
关键词 双馈风力发电机 变分模式分解-卷积神经网络-双向长短期记忆 鱼鹰-柯西-麻雀搜索算法 轴承故障诊断 多级分类 识别准确率 泛化能力
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基于Transformer与BiLSTM的网络流量入侵检测 被引量:17
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作者 石磊 张吉涛 +2 位作者 高宇飞 卫琳 陶永才 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期29-36,57,共9页
网络流量入侵检测技术对主机和平台安全起着重要作用。目前常采用机器学习和深度学习技术进行网络流量入侵检测,然而相关数据集的不平衡问题导致模型偏向于学习多数类数据的特征而忽视少数类数据的特征,严重影响了检测准确率。结合SMOT... 网络流量入侵检测技术对主机和平台安全起着重要作用。目前常采用机器学习和深度学习技术进行网络流量入侵检测,然而相关数据集的不平衡问题导致模型偏向于学习多数类数据的特征而忽视少数类数据的特征,严重影响了检测准确率。结合SMOTE算法和生成对抗网络(GAN)构建OSW模型对训练数据进行预处理,通过Wasserstein GAN学习少数类数据分布情况,避免边缘分布问题,构造平衡数据集。建立基于Transformer与双向长短时记忆-深度神经网络(BiLSTM-DNN)的TBD入侵检测模型,使用Transformer中的编码器捕捉全局联系并对输入数据进行初步特征提取,利用BiLSTM网络进行长距离依赖特征提取保留数据的序列化特征,采用DNN进一步提取深层次特征,最终通过Softmax分类器获得分类结果。在NSL_KDD数据集上的实验结果表明,在进行数据平衡处理后TBD模型的二分类和五分类任务检测准确率分别达到90.3%和79.8%,均高于对比的深度神经网络模型以及机器学习算法。 展开更多
关键词 入侵检测 多头注意力 双向长短时记忆网络 深度神经网络 数据平衡处理
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基于CNN和BiLSTM网络特征融合的文本情感分析 被引量:123
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作者 李洋 董红斌 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2018年第11期3075-3080,共6页
卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN)在自然语言处理上得到广泛应用,但由于自然语言在结构上存在着前后依赖关系,仅依靠卷积神经网络实现文本分类将忽略词的上下文含义,且传统的循环神经网络存在梯度消失或梯度爆炸问题,限制了文本分... 卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN)在自然语言处理上得到广泛应用,但由于自然语言在结构上存在着前后依赖关系,仅依靠卷积神经网络实现文本分类将忽略词的上下文含义,且传统的循环神经网络存在梯度消失或梯度爆炸问题,限制了文本分类的准确率。为此,提出一种卷积神经网络和双向长短时记忆(Bi LSTM)特征融合的模型,利用卷积神经网络提取文本向量的局部特征,利用Bi LSTM提取与文本上下文相关的全局特征,将两种互补模型提取的特征进行融合,解决了单卷积神经网络模型忽略词在上下文语义和语法信息的问题,也有效避免了传统循环神经网络梯度消失或梯度弥散问题。在两种数据集上进行对比实验,实验结果表明,所提特征融合模型有效提升了文本分类的准确率。 展开更多
关键词 词向量 卷积神经网络 双向长短时记忆 特征融合 文本情感分析
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融合CNN与BiLSTM的网络入侵检测方法 被引量:19
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作者 刘月峰 蔡爽 +1 位作者 杨涵晰 张晨荣 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期127-133,共7页
针对网络入侵检测准确率偏低而误报率偏高的问题,提出一种融合卷积神经网络(CNN)与双向长短期记忆(BiLSTM)网络的网络入侵检测方法。对KDDcup99数据集进行预处理,并分别使用CNN模型、BiLSTM模型提取局部特征和长距离依赖特征,通过注意... 针对网络入侵检测准确率偏低而误报率偏高的问题,提出一种融合卷积神经网络(CNN)与双向长短期记忆(BiLSTM)网络的网络入侵检测方法。对KDDcup99数据集进行预处理,并分别使用CNN模型、BiLSTM模型提取局部特征和长距离依赖特征,通过注意力机制计算特征的重要性,利用softmax分类器获得最终的分类结果。实验结果表明,与基于CNN和基于LSTM的方法相比,该方法的网络入侵检测效果较好,其准确率可提高至95.0%,误检率可降低至5.1%。 展开更多
关键词 深度学习 卷积神经网络 双向长短期记忆 注意力机制 入侵检测
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