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基于改进粒子群算法和极限学习机模型的配电网物资需求预测 被引量:1
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作者 王永利 赵中华 +2 位作者 张一诺 冯天义 刘怡然 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第15期6410-6418,共9页
为解决电网物资品种繁多、规格多样、数量巨大、用途广泛、受政策和投资影响大等特点所导致的预测模型构建困难的问题。首先,通过德尔菲法和灰色关联分析法(gray correlation analysis,GRA)筛选影响基建、业扩及抢修项目物资需求数量的... 为解决电网物资品种繁多、规格多样、数量巨大、用途广泛、受政策和投资影响大等特点所导致的预测模型构建困难的问题。首先,通过德尔菲法和灰色关联分析法(gray correlation analysis,GRA)筛选影响基建、业扩及抢修项目物资需求数量的因素。其次,利用引入自适应惯性因子和学习因子的改进粒子群算法调整极限学习机的最佳参数组合,训练各类配网项目物资需求预测模型。最后,以南方电网深圳市某供电局2020—2022年基建项目10 kV电力电缆需求情况为例,将GRA-IPSO-ELM(grey relational analysis,improved particle swarm optimization,and extreme learning machines)德尔菲法和灰色关联分析法模型与常见的4种预测模型的结果进行对比。结果表明,相较于ELM模型、支持向量机模型以及PSO-ELM模型,GRA-IPSO-ELM模型预测准确率得到10.38%、5.37%、3.83%的提升,可见,所提出的模型实现了对配网物资需求数量准确且高效的预测。 展开更多
关键词 物资需求预测 配电网 极限学习机 改进粒子群优化算法
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车联网中可信隐私保护的恶意行为检测方案研究
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作者 江荣旺 梁志勇 +1 位作者 龙草芳 杨明 《现代电子技术》 北大核心 2025年第11期77-83,共7页
由于集中式数据中心存在隐私泄露问题,使得车联网恶意攻击检测缺乏真实数据和最新数据,导致基于人工智能技术的车联网恶意行为检测的发展受到了限制。为了解决上述车联网恶意攻击检测缺乏真实数据和最新数据等问题,文中提出基于联邦学... 由于集中式数据中心存在隐私泄露问题,使得车联网恶意攻击检测缺乏真实数据和最新数据,导致基于人工智能技术的车联网恶意行为检测的发展受到了限制。为了解决上述车联网恶意攻击检测缺乏真实数据和最新数据等问题,文中提出基于联邦学习和区块链技术的车联网恶意行为检测框架。文中所提框架是一种基于边缘服务器的分布式架构,允许多个边缘节点在保护隐私的同时安全合作;该框架还包括基于区块链技术的信任管理模块,用于维护车联网内联邦学习过程所使用数据的可靠性和可信度;信任管理模块管理各节点的信任数据,保证联邦学习训练过程的完整性和可靠性。实验所使用的数据集是VeReMi数据集。实验结果表明,所提框架在保护隐私的情况下,也具有较高的恶意行为检测性能。减少通信延迟,提高系统整体安全性;联邦学习在保护隐私的情况下实现车辆之间的协作学习;区块链则确保了联邦学习训练过程中数据的可信度和可靠性。 展开更多
关键词 车联网 隐私保护 恶意行为检测 联邦学习 区块链 集中式 分布式 机器学习
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中国XCO_(2)无缝隙逐日数据集构建及时空分布
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作者 刘昭华 谢鹏 +2 位作者 曾昭亮 桂柯 王亚强 《应用气象学报》 北大核心 2025年第4期414-426,共13页
二氧化碳(CO_(2))是关键温室气体,准确掌握其空间分布有助于实现碳达峰与碳中和目标。大气CO_(2)柱平均干空气体积混合比(XCO_(2))是表征大气中CO_(2)体积分数的重要指标。由于卫星观测的XCO_(2)数据受限于狭窄的条带和云层等因素,常出... 二氧化碳(CO_(2))是关键温室气体,准确掌握其空间分布有助于实现碳达峰与碳中和目标。大气CO_(2)柱平均干空气体积混合比(XCO_(2))是表征大气中CO_(2)体积分数的重要指标。由于卫星观测的XCO_(2)数据受限于狭窄的条带和云层等因素,常出现空间数据缺失,因此构建高精度时空无缝XCO_(2)数据集尤为关键。基于轨道碳观测卫星2号(OCO-2)的XCO_(2)观测值,结合多源环境因素,采用XGBoost模型构建了2015年1月-2024年3月中国地区0.05°×0.05°高精度无缝隙逐日XCO_(2)数据集。模型的交叉验证和地面站点验证结果均显示优异的精度,且与瓦里关大气本底站的观测数据变化趋势一致,验证了数据集的高精度和可靠性。基于该数据集,发现中国XCO_(2)的空间分布呈现东高西低特征,高值区主要集中在京津冀、长江三角洲、粤港澳等地区。全国年平均XCO_(2)呈增长趋势,由2015年的401.00×10^(-6)上升至2023年的419.91×10^(-6),年平均增长为2.36×10^(-6),但增长速率逐渐放缓。XCO_(2)季节性波动呈冬春高、夏秋低趋势,可能与植被固碳活动相关。 展开更多
关键词 XCO_(2) 机器学习 数据集构建 时空分布
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基于特征选择的配电网工程造价预测模型
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作者 徐宁 李维嘉 +2 位作者 周波 刘云 李洁 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第5期558-565,共8页
【目的】配电网工程造价受规模容量、设备材料成本、地理条件等多维度因素影响,传统统计方法难以有效处理高维非线性数据,而现有机器学习方法虽引入特征降维技术,但仍存在一定局限性,主成分分析(PCA)虽能降低维度却牺牲了预测精度,而灰... 【目的】配电网工程造价受规模容量、设备材料成本、地理条件等多维度因素影响,传统统计方法难以有效处理高维非线性数据,而现有机器学习方法虽引入特征降维技术,但仍存在一定局限性,主成分分析(PCA)虽能降低维度却牺牲了预测精度,而灰色关联分析(GRA)忽略了特征间的交互作用。因此,亟须构建一种既能保留关键特征信息、又能兼顾特征间复杂关系的预测方法。通过融合递归特征消除(RFE)法与随机森林(RF)算法构建RFE-RF预测模型,旨在解决特征冗余与非线性建模难题。【方法】采用“特征选择-模型构建-实验验证”技术路线,选用RFE法进行特征选择,通过迭代训练模型逐步剔除对预测贡献最小的特征并保留最优特征子集。采用RF算法进行模型构建,基于集成学习思路构建多棵决策树,通过平均化输出结果有效抑制过拟合,提升模型鲁棒性。RF对噪声数据不敏感且能量化特征重要性,可为RFE提供可靠的特征排序依据,从而可将RFE嵌入RF训练流程形成闭环优化过程。【结果】选用某电网公司190个配电网工程项目数据,数据涵盖电压等级、线路长度、设备价格等21个初始特征,对分类型特征进行数值化映射并保留原始分布特征。通过五折交叉验证与均方根误差优化,确定包括线路长度、电缆综合价格、电压等级等关键因素的12个最佳特征子集。与传统线性回归(LR)算法、随机森林算法、基于互信息的随机森林(MI-RF)算法相比,RFE-RF算法在测试集上的预测平均绝对误差为8.6579,预测平均绝对百分误差为6.97%,显著优于其他算法。RFE-RF算法在测试集的平均绝对误差仅比训练集增加约4.5%,其过拟合风险低于其他算法,表明可以通过特征选择有效提升算法稳定性。【结论】特征选择成为提升配电网造价预测精度的关键,RFE法能够通过动态迭代来剔除冗余特征,显著降低数据维度与噪声干扰。RFE-RF模型兼具高精度与强解释性,其平均绝对误差相比传统模型大为降低,且能够清晰量化不同特征对造价的影响权重。将RFE与RF结合应用于配电网造价预测,能够解决特征交互与冗余筛选难题,可为复杂工程系统的数据建模提供新范式。RFE-RF模型可为电网企业提供精准造价预测工具,辅助投资决策与成本控制,推动配电网工程建设的智能化与精细化,并可通过揭示特征选择对机器学习模型泛化能力的影响机制,为高维非线性数据的特征优化提供实践参考。 展开更多
关键词 配电网工程 造价预测 特征维度 非线性 数据冗余 特征选择 递归特征消除 机器学习
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基于二次分解与MAML-MHA-DELM的电力行业碳排放预测模型研究
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作者 张新生 张红文 聂达文 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第9期3386-3399,共14页
为了有效预测电力行业碳排放趋势,解决在碳排放预测中遇到的非线性、复杂性等问题,研究提出了一种新型电力行业碳排放预测模型。该模型基于二次分解方法,结合自适应噪声完备集合经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decompos... 为了有效预测电力行业碳排放趋势,解决在碳排放预测中遇到的非线性、复杂性等问题,研究提出了一种新型电力行业碳排放预测模型。该模型基于二次分解方法,结合自适应噪声完备集合经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN)与变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD),以处理数据的非线性和复杂性。此外,采用模型无关元学习(Model-Agnostic Meta-Learning,MAML)优化结合多头注意力机制(Multi-Head Attention,MHA)增强特征提取的分布式极限学习机(Distributed Extreme Learning Machine,DELM)构建预测框架,以提高模型的准确性和泛化性能。首先,根据政府间气候变化专门委员会(The Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)中方法计算电力行业化石燃料在1991—2022年的碳排放情况;其次,采用广义灰色关联分析(Grey Relation Analysis,GRA)与皮尔逊相关系数(Pearson Correlation Coefficient,Pearson)对影响因素进行筛选,并筛选出一次能源生产总量、城镇化率和电力行业固定投资等11个相关性影响因素;再次,使用CEEMDAN-VMD二次分解将因变量电力行业碳排放量分解成4个多频模态,并将4个模态分别代入经MAML-MHA算法优化的DELM模型进行预测;最后,将各分解序列的预测值进行逆归一化相加,即可得到电力行业碳排放预测值,并进行消融试验。结果显示,CEEMDAN-VMD-MAML-MHA-DELM模型性能最优,其均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)及决定系数(R^(2))分别为0.3494万t、0.3763万t、0.8383%和0.9893。这表明该模型在电力行业碳排放预测方面效果显著,能为电力行业低碳发展提供一定参考。 展开更多
关键词 环境工程学 自适应噪声完备集合经验模态分解 变分模态分解 分布式极限学习机
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横向联邦学习:研究现状、系统应用与挑战 被引量:5
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作者 吴文泰 吴应良 +1 位作者 林伟伟 左文明 《计算机学报》 北大核心 2025年第1期35-67,共33页
随着数据和算力向网络边缘下沉,人工智能应用的研发愈加依赖隐私敏感的用户数据。在这一趋势的推动下,联邦学习因其强调隐私保护的特性而逐渐成为一个广泛应用的分布式机器学习框架。作为联邦学习的原始范式,横向联邦学习(Horizontal Fe... 随着数据和算力向网络边缘下沉,人工智能应用的研发愈加依赖隐私敏感的用户数据。在这一趋势的推动下,联邦学习因其强调隐私保护的特性而逐渐成为一个广泛应用的分布式机器学习框架。作为联邦学习的原始范式,横向联邦学习(Horizontal Federated Learning,HFL)具有扩展能力强和使用场景广泛等特点,因此是近年来该领域的研究重心,同时在产业界相关需求的驱动下有着十分广泛的应用前景。横向联邦学习的研究涉及机器学习、分布式系统、无线通信和信息安全等多个学术领域,从研究动机到技术方法都呈现多样化,但现有文献未能展现相关研究现状的全貌。此外,横向联邦学习相关技术的发展催化出了一系列开源系统框架、公开数据集以及多种场景下的应用,对进一步研究与实践都具有参考价值。为此,本文对横向联邦学习的研究现状和系统应用进行综合性调研:首先,对相关文献按照研究目标和技术角度进行全面地分类梳理,从多领域视角分析了各分支的研究现状;其次,从应用实践的视角,对比分析了面向横向联邦学习的主流系统框架与代码库、描述了数据准备方法以及典型的应用场景。在此基础上,阐明了横向联邦学习算法研究和系统应用面临的6个关键挑战,为如何缩小相关研究与系统实践之间的鸿沟提供了新的参考。 展开更多
关键词 横向联邦学习 数据隐私 分布式系统 机器学习 人工神经网络
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基于弛豫时间分布法的退役动力电池健康状态评估 被引量:2
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作者 张子恒 耿萌萌 +4 位作者 范茂松 金玉红 刘晶冰 杨凯 汪浩 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第2期770-778,共9页
退役电池在进行梯次利用之前需要对其参数进行测试与评估,以保证后续依据电池的性能为其选择适合的应用场景。健康状态(state of health,SOH)的准确评估是退役动力电池是否有梯次利用价值的前提。针对目前退役动力电池SOH评估准确性低... 退役电池在进行梯次利用之前需要对其参数进行测试与评估,以保证后续依据电池的性能为其选择适合的应用场景。健康状态(state of health,SOH)的准确评估是退役动力电池是否有梯次利用价值的前提。针对目前退役动力电池SOH评估准确性低的问题。本工作首先利用弛豫时间分布法对电化学阻抗谱进行分析,用以得到其中能准确反应电池健康状态的特征频率,将特征频率对应的阻抗数据作为特征输入参量,输入麻雀算法优化的极限学习机模型以实现退役动力电池SOH的评估。为了验证评估方法的有效性,针对7只方形磷酸铁锂退役电池进行循环老化实验,并在每个循环周期后进行电化学阻抗测试。使用退役动力电池的实际的电化学阻抗谱用于分析与建模实现SOH评估,并将结果与实际的SOH数据进行对比,并与传统的SOH评估方法进行了对比。评估结果表明,相较于其他方法采用弛豫时间分布法进行分析的均方误差(mean square error,MSE)与平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)更低。相较于使用未优化的极限学习机模型,MSE和MAPE分别降低了47.1%和60.5%,表明本文的SOH评估方法具有更小的误差和更高的准确性,在实际的梯次利用中很有应用价值。 展开更多
关键词 退役动力锂离子电池 健康状态 交流阻抗谱 弛豫时间分布 极限学习机
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利用机器学习模型预测土壤重金属空间分布的研究进展 被引量:2
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作者 苗瑞雪 贺银海 +3 位作者 刘孝阳 陈丹丹 胡昊龙 郭观林 《环境科学研究》 北大核心 2025年第5期1087-1097,共11页
土壤重金属空间分布预测是场地开展风险评估和管控修复工作的重要依据。目前,利用机器学习模型预测土壤重金属空间分布逐渐成为研究热点,模型构建过程的重要性日益凸显。本文从机器学习模型特征指标体系构建、模型选择、精度评估、预测... 土壤重金属空间分布预测是场地开展风险评估和管控修复工作的重要依据。目前,利用机器学习模型预测土壤重金属空间分布逐渐成为研究热点,模型构建过程的重要性日益凸显。本文从机器学习模型特征指标体系构建、模型选择、精度评估、预测结果解释等关键过程综述了其在空间分布预测中的应用进展,分析了树模型、线性模型、神经网络模型等机器学习模型的适用性与不足,阐述了传统地统计学习模型与机器学习模型相结合的优势。结果表明:①机器学习模型输入变量主要包含空间信息、土壤性质和环境变量三类,可结合相关性分析、方差膨胀因子、地理探测器等方法构建预测模型特征指标体系;②随机森林(RF)和极端梯度提升机(XGBoost)模型在空间分布预测方面具有优势;③与地统计模型、机器学习模型相比,混合模型均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)均显著降低,优势明显;④应用于重金属空间分布的模型解释方法主要依赖于树模型主动提供的特征指标重要性度量。建议未来加强特征选择与自动提取研究,提升指标体系科学性;深入探索模型融合方式,用优化算法确定最佳超参数;利用Shapley值等方法及因果分析,发展新算法解释复杂模型;开发综合时空维度的模型,精准把握土壤重金属浓度变化,提升预测准确性。 展开更多
关键词 土壤 重金属 机器学习 空间分布 预测模型
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震后变电站瓷柱型设备性能快速评估方法 被引量:7
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作者 朱旺 张秀丽 谢强 《振动工程学报》 北大核心 2025年第1期68-77,共10页
当前电力系统的抗震研究技术主要针对震前设计、分析与防灾减震。为了快速辅助震后应急响应工作,本文提出了利用监测数据预测结构地震响应的瓷柱型设备震后性能评估方法。该方法在震前融合机器学习和用于算法架构优化的群体智能演化技... 当前电力系统的抗震研究技术主要针对震前设计、分析与防灾减震。为了快速辅助震后应急响应工作,本文提出了利用监测数据预测结构地震响应的瓷柱型设备震后性能评估方法。该方法在震前融合机器学习和用于算法架构优化的群体智能演化技术以构建设备地震响应替代模型,建立瓷柱型设备精细化仿真模型,通过输入大量地震动形成结构响应数据库,进而对替代模型进行训练和性能评价。地震中监测结构响应,震后可利用替代模型快速提供设备根部应力响应以判断设备抗震性能。采用1100 kV变压器套管‐支架体系进行案例研究,并通过振动台试验和分布参数体系理论进行了验证。结果表明利用瓷柱型设备加速度响应数据可在震后准确评估根部应力;粒子群算法能有效调整替代模型的内部结构,提升模型准确性;振动台试验和理论分析结果验证了替代模型评估结果的准确性。 展开更多
关键词 瓷柱型设备 振动台试验 快速评估 机器学习 群体智能演化 分布参数体系
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基于数字孪生和机器学习的卫星未知故障检测方法 被引量:1
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作者 沈英龙 蔡君亮 +1 位作者 林佳伟 杨帆 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2025年第1期46-58,共13页
卫星传统故障诊断方法及现有的数据驱动诊断方法都存在无法找出异于已知故障类型的未知故障的问题,可靠性与安全性较低。针对上述问题,提出基于卫星数字孪生体和多种机器学习模型的故障诊断与未知故障检测方法。首先,通过卫星数字孪生... 卫星传统故障诊断方法及现有的数据驱动诊断方法都存在无法找出异于已知故障类型的未知故障的问题,可靠性与安全性较低。针对上述问题,提出基于卫星数字孪生体和多种机器学习模型的故障诊断与未知故障检测方法。首先,通过卫星数字孪生产生覆盖各种类型故障的仿真数据,并利用XGBoost分类模型和卫星真实故障样本验证了数字孪生数据的高仿真性,实现了已知故障类型的诊断。在此基础上,考虑到现有诊断方法无法精准识别未知类型故障的发生,提出一种分布外检测模型Con-DAGMM,通过正常数据和已知类型故障数据训练模型,实现了对未知故障的及时预警。利用数字孪生数据与在轨卫星真实故障数据进行实验,实验结果表明,所提方法故障诊断精度高,在测试数据上的平均准确率达到98.8%,且Con-DAGMM实现了高性能的未知故障检测,在精准率、召回率和F_(1)分数上优于Deep-SVDD等对比方法。结果表明,卫星数字孪生可以克服卫星历史数据中故障样本稀缺的问题,且分布外检测的思路能成功应用于卫星未知故障的预警,提高了在轨卫星的安全性与可靠性。 展开更多
关键词 卫星控制系统 未知故障检测 故障诊断 数字孪生 机器学习 分布外检测
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基于卷积深度网络的含分布式电源配电网可靠性评价 被引量:1
11
作者 潘凯岩 赵瑞锋 +3 位作者 刘海信 卢建刚 余志文 刘宏达 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期412-419,共8页
现代电网维度和不确定性的增加,使传统可靠性评价方法在计算性能上遇到瓶颈。该文提出一种基于卷积深度网络结合蒙特卡洛仿真的可靠性评价方法来提高含分布式电源复合电力系统的计算效率。该方法以分布式发电机组、输电容量和总负荷组... 现代电网维度和不确定性的增加,使传统可靠性评价方法在计算性能上遇到瓶颈。该文提出一种基于卷积深度网络结合蒙特卡洛仿真的可靠性评价方法来提高含分布式电源复合电力系统的计算效率。该方法以分布式发电机组、输电容量和总负荷组成的样本作为输入,利用卷积特性对纳入电力系统的拓扑结构进行特征提取。采用重要性采样降低由分布式光伏与风电机组输出功率不确定性引发的可靠性评价过程波动。通过网络预测出采样系统状态下的负荷削减,以最小负荷削减量评估系统缺电概率和缺电频率组成的可靠性指数。在IEEE RTS可靠性测试系统上的实验结果表明,所提出的方法在计算综合系统可靠性指标方面是有效的。 展开更多
关键词 分布式电源 可靠性指标 配电系统 机器学习 自愈
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基于高光谱和机器学习的岩石基本质量等级分级模型研究 被引量:2
12
作者 李蕴峰 刘智杰 +3 位作者 陈洋 李涛涛 王岑 李超腾 《地质论评》 北大核心 2025年第3期885-894,共10页
精准获取军事地质要素属性信息,可有效支撑战场地质环境保障体系建设,为军事决策提供基础数据保障。传统军事地质要素获取以实地调查或遥感图像人工解译方法为主,在陌生地域数据获取方面,存在成本高、效率低、精度无法确定等问题;利用... 精准获取军事地质要素属性信息,可有效支撑战场地质环境保障体系建设,为军事决策提供基础数据保障。传统军事地质要素获取以实地调查或遥感图像人工解译方法为主,在陌生地域数据获取方面,存在成本高、效率低、精度无法确定等问题;利用已知地域数据,采用机器学习、深度学习方法构建高光谱卫星影像军事地质要素属性模型,成为陌生地域数据获取的有效手段。笔者等提出机器学习支持下的岩石基本质量等级预测方法,对陌生地域岩石基本质量等级预测效果良好。在系统收集研究区岩石基本质量等级数据基础上,创建样本数据集,以资源一号02E高光谱卫星数据为数据源,采用SVC、RF、XGBoost、Stacking、Blending和ResNet50机器学习方法,开展陌生地域岩石基本质量等级的预测模型研究。研究结果表明,ResNet50模型为研究区岩石基本质量等级最佳预测模型,预测精度达65.53%,其次为Stacking模型,预测精度为41.53%,预测精度最低的是Blending模型;模型预测结果反映出研究区岩石基本质量等级的空间分异明显,总体呈现出北部岩石基本质量等级较高,以Ⅰ、Ⅱ级为主,西南部岩石基本质量等级较低,以Ⅳ、Ⅴ级为主的空间分布特点;陌生地域岩石基本质量等级以Ⅲ级及以下为主,东北方向岩石基本质量等级较高。研究以期为军事地质数据获取和数据应用提供依据。 展开更多
关键词 机器学习 高光谱数据 岩石基本质量等级 空间预测 军事地质
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面向非独立同分布数据的迭代式联邦学习 被引量:1
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作者 陈洪洋 李晓会 王天阳 《计算机工程与设计》 北大核心 2025年第4期1064-1071,共8页
针对现有的面向非独立同分布(non-IID)数据的联邦学习优化算法存在训练的模型缺失个性化、模型在测试集上精度较低的问题,提出一种迭代凝聚式簇估计联邦学习算法FL-ICE(iterative cluster estimation federated)。各个客户端联合训练单... 针对现有的面向非独立同分布(non-IID)数据的联邦学习优化算法存在训练的模型缺失个性化、模型在测试集上精度较低的问题,提出一种迭代凝聚式簇估计联邦学习算法FL-ICE(iterative cluster estimation federated)。各个客户端联合训练单个全局共享模型,迭代地依据客户端更新的相似度执行簇估计并通过梯度下降优化簇估计参数,对全局模型进行个性化处理。实验结果表明,该算法可以有效提升模型在测试集上的准确性,使得更大比例的客户端达到目标精度。 展开更多
关键词 联邦学习 分布式机器学习 个性化模型 迭代式训练 簇估计算法 非独立同分布数据 隐私保护
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物模-数模双驱下的细粒沉积岩储层参数预测方法 被引量:1
14
作者 贺书洲 程超 +6 位作者 谌丽 郭菁 成红秀 叶榆 王丽媛 郑爽 杨富 《地球物理学报》 北大核心 2025年第7期2712-2735,共24页
随着我国非常规油气事业的持续深入,细粒沉积岩因其蕴含丰富的油气资源成为研究的热点,但由于其非均质性强,粒径小,可获取岩心数据少等原因导致储层参数难以准确计算,制约了进一步的储层精细评价.由于地层具有时序性的特点,长短时记忆网... 随着我国非常规油气事业的持续深入,细粒沉积岩因其蕴含丰富的油气资源成为研究的热点,但由于其非均质性强,粒径小,可获取岩心数据少等原因导致储层参数难以准确计算,制约了进一步的储层精细评价.由于地层具有时序性的特点,长短时记忆网络(LSTM)是目前在储层参数预测方面表现最稳定的机器学习模型.但传统数字单驱方法在提取特征参数时通常只考虑了岩石的外部宏观测井响应特征,导致在细粒沉积岩地层中储层参数预测效果欠佳.通过剖析细粒沉积岩储层参数与泥质分布形式的关系,发现泥质分布形式对储层参数有着显著的影响.首先计算出用于表征细粒沉积岩内部微观特征的泥质分布形式作为物理模型,同时用皮尔逊相关系数优选出敏感的测井参数作为数字模型构成外部宏观测井响应特征.本文创新提出将物理模型与数字模型共同输入到LSTM模型的前端,以岩心标定后的核磁测井计算参数作为样本标签建立训练模型,实现物模-数模双重驱动下的细粒沉积岩储层参数预测,预测结果用MAE,RMSE和R2指标进行检验.研究表明:本文提出的物模-数模双驱下储层参数预测方法在细粒沉积背景下表现出优异的应用效果,相比采用传统数字单驱方法,在验证井中孔隙度、渗透率和束缚水饱和度等储层参数预测精度明显提高,预测性能显著提升.该方法不但拥有优异的预测能力,并且还具备较强的地区泛化能力,可推广应用于同一工区其余井,有效地支撑了储层评价、油藏描述等生产任务,极大地降低了勘探开发成本. 展开更多
关键词 细粒沉积 泥质分布形式 储层参数 特征提取 LSTM 机器学习
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AI赋能6G网络安全:架构与关键技术 被引量:1
15
作者 王瀚洲 金子安 +1 位作者 王瑞 刘建伟 《中兴通讯技术》 北大核心 2025年第3期31-38,共8页
针对6G网络架构中的需求与挑战,探讨了“主动免疫-孪生互驱-弹性自治-分布协同”的智慧内生安全架构。该架构通过预训练威胁表征模型实现攻击前预判,利用数字孪生构建虚实结合防御体系,借助联邦学习与区块链技术建立跨域协同机制,形成... 针对6G网络架构中的需求与挑战,探讨了“主动免疫-孪生互驱-弹性自治-分布协同”的智慧内生安全架构。该架构通过预训练威胁表征模型实现攻击前预判,利用数字孪生构建虚实结合防御体系,借助联邦学习与区块链技术建立跨域协同机制,形成“感知-决策-验证-优化”的安全闭环。介绍了5项6G网络安全中的关键技术:分布式机器学习、AI大模型、轻量级认证授权与访问控制、数字孪生、无线物理层安全技术,为6G网络的高效可信运行提供理论支撑与技术路径分析。 展开更多
关键词 6G网络安全 人工智能 分布式机器学习 大模型 轻量级认证授权与访问控制 数字孪生 无线物理层安全
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基于Stacking集成学习的水电机组负荷分配
16
作者 郑晓楠 于洋 +5 位作者 潘虹 郑源 杭晨阳 杨杰 马晓瑶 陈致远 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第10期1040-1048,共9页
在水电机组大型化、运行工况复杂化背景下,针对传统水电机组负荷分配中存在的寻优时间长、易陷入局部最优、结果不稳定等问题,提出一种基于Stacking集成学习模型和约束修正的水电机组负荷分配方法.首先,将历史数据输入至Stacking集成学... 在水电机组大型化、运行工况复杂化背景下,针对传统水电机组负荷分配中存在的寻优时间长、易陷入局部最优、结果不稳定等问题,提出一种基于Stacking集成学习模型和约束修正的水电机组负荷分配方法.首先,将历史数据输入至Stacking集成学习模型进行训练,采用K折交叉验证方法缓解重复学习造成的过拟合,得到机组负荷分配初始方案;其次,对初始方案进行负荷平衡、出力限制、机组组合等约束修正,不断逼近历史决策,形成最终决策方案.以某电站为例,采用耗水量、出力波动率等指标评价分配结果并与传统动态规划法进行对比,通过集成,模型训练完成后在线进行负荷分配,所需时间仅为2.04 s,决策时间大幅缩短,预测精度和鲁棒性显著提高,可为机组负荷分配提供一定参考. 展开更多
关键词 水电机组负荷分配 厂内经济运行 Stacking集成学习 约束修正 机器学习
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县域尺度下土壤有机碳含量反演及空间分布研究——以辽宁省西丰县为例
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作者 刚爽 柳鸿超 +6 位作者 任婉侠 管超 霍焱 付博 朱向新 石晨 薛冰 《贵州师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期51-62,共12页
土壤有机碳(SOC)是衡量土壤质量与肥力的重要依据。东北黑土地退化严重,精准监测SOC含量成为提高土壤质量和保障粮食安全的关键。以辽宁省西丰县为研究区,基于150份土壤样品测试分析数据、Sentinel-1、Sentinel-2遥感数据及地形数据,使... 土壤有机碳(SOC)是衡量土壤质量与肥力的重要依据。东北黑土地退化严重,精准监测SOC含量成为提高土壤质量和保障粮食安全的关键。以辽宁省西丰县为研究区,基于150份土壤样品测试分析数据、Sentinel-1、Sentinel-2遥感数据及地形数据,使用BP神经网络(BPNN)、随机森林(RF)、梯度提升回归树(GBRT)及支持向量回归(SVR)4种机器学习方法建立县域尺度土壤有机碳含量预测模型,并评估模型的预测精度,绘制土壤有机碳空间分布图。研究结果表明,基于土壤指数、Sentinel-1、Sentinel-2及DEM数据组合构成的RF模型预测效果最好(R^(2)=0.858;S_(MAE)=1.292;S_(RMSE)=1.730;S_(MAPE)=0.130),DEM数据、B4波段及极性特征对模型预测精度重要性居前三位。辽宁省西丰县SOC含量整体变化范围在6.22~19.82 g·kg^(-1)之间,总体呈现出东南部高,北部、中西部低的特征。研究结果可为优化黑土地管理和提高农业生产提供参考。 展开更多
关键词 土壤有机碳 机器学习 精度评价 空间分布
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湖南省典型有色金属冶炼场地土壤重金属垂向分布特征及关键影响因素识别
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作者 李素萱 唐博 +3 位作者 常文杰 刘文秀 马福俊 谷庆宝 《环境科学研究》 北大核心 2025年第9期2001-2009,共9页
重金属在污染场地土壤中的垂向分布差异显著,然而影响其垂向分布的关键因素尚不明确。该研究综合考虑企业的规模、生产时间、地理位置及土壤类型等因素,以湖南省14家典型有色金属冶炼场地为研究对象,分析土壤中砷(As)、镉(Cd)和铅(Pb)... 重金属在污染场地土壤中的垂向分布差异显著,然而影响其垂向分布的关键因素尚不明确。该研究综合考虑企业的规模、生产时间、地理位置及土壤类型等因素,以湖南省14家典型有色金属冶炼场地为研究对象,分析土壤中砷(As)、镉(Cd)和铅(Pb)的垂向分布特征,利用机器学习模型识别土壤重金属垂向分布的关键影响因素。结果表明:①湖南省14家典型有色金属冶炼场地土壤重金属含量显著高于湖南省背景值,表层(0~0.5 m)土壤As、Cd和Pb含量点位超背景值比例分别为100%、100%和75%,重金属主要累积在0.5~4.0 m填土层,其含量随土壤深度的增加而下降。②采用随机森林(RF)、XGBoost、支持向量机(SVM)、线性回归(LR)以及神经网络(NNET)机器学习模型对土壤重金属垂向分布进行预测,其中RF模型在预测土壤As、Cd和Pb含量上精度较高,决定系数(R2)分别为0.97、0.76和0.67。③采用RF模型识别出土壤重金属垂向分布的关键影响因素为生产时间、土壤类型、pH、海拔和地下水埋深。研究显示,湖南省典型有色金属冶炼场地土壤重金属垂向分布差异显著;利用机器学习模型可有效识别土壤重金属垂向分布的关键影响因素。研究结果可为有色金属冶炼场地重金属污染土壤治理修复提供参考。 展开更多
关键词 冶炼场地 重金属 垂向分布 影响因素 机器学习
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林龄和林分密度对杨树人工林有机碳储量的影响
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作者 郑思静 方杰 +2 位作者 左思敏 刘钰 方升佐 《森林与环境学报》 北大核心 2025年第3期264-272,共9页
为明确杨树人工林有机碳储量与林龄、密度之间的关系,以江苏省泗洪县马浪湖林场的杨树人工林为研究对象,调查分析林龄在5~21 a、林分密度在200~451株·hm^(-2)的37个杨树人工林样地的生物量及器官碳含量、不同土层深度的有机碳含量... 为明确杨树人工林有机碳储量与林龄、密度之间的关系,以江苏省泗洪县马浪湖林场的杨树人工林为研究对象,调查分析林龄在5~21 a、林分密度在200~451株·hm^(-2)的37个杨树人工林样地的生物量及器官碳含量、不同土层深度的有机碳含量和土壤容重,结合回归模型、机器学习模型拟合以及空间特征分析方法,建立杨树人工林有机碳储量与林龄、密度关系的预测模型,揭示马浪湖林场杨树人工林有机碳储量的空间分布特征。结果表明:不同林龄和林分密度的杨树人工林林分总生物量为5.25~193.82 t·hm^(-2),平均总生物量为79.15 t·hm^(-2),且林分各器官生物量均表现为树干>树枝>根系>树叶,树干生物量显著高于其他器官(P<0.05)。杨树不同器官的碳含量为42.31~49.05 g·kg^(-1),表现为树干>树枝>根系>树叶。土壤有机碳含量随土层加深逐渐降低,而土壤容重则逐渐增大。林龄及林分密度均对杨树人工林林分碳储量和总有机碳储量有显著影响(P<0.05)且两者之间存在明显的交互作用;林龄显著影响土壤(0~60 cm土层深度)有机碳储量(P<0.05),而林分密度对土壤有机碳储量的影响不显著(P>0.05)。与回归模型相比,机器学习模型中的梯度提升回归(GBR)和随机森林(RF)在揭示林龄、林分密度与有机碳储量之间的非线性关系时,均表现出较高的拟合度(R2>0.9),预测误差较小,能够有效揭示林龄、林分密度与杨树人工林有机碳储量之间的复杂关系。马浪湖林场杨树人工林总有机碳储量呈带状分布,总有机碳储量为41.00~964.76 t·hm^(-2)。 展开更多
关键词 杨树 经营措施 林分生物量 土壤有机碳 回归模型 机器学习模型 空间分布
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秦岭地区森林火灾发生预测模型及火险区划研究
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作者 唐映雪 黄远程 赵国梁 《西北林学院学报》 北大核心 2025年第4期175-184,共10页
为研究秦岭地区2003—2018年林火发生与林火驱动因子之间的关系,对林火发生概率进行预测,使用2003—2018年MODIS卫星火点数据,基于逻辑斯蒂回归、随机森林和支持向量机建立秦岭地区林火发生预测模型,并进行精确度评价,选择拟合结果较好... 为研究秦岭地区2003—2018年林火发生与林火驱动因子之间的关系,对林火发生概率进行预测,使用2003—2018年MODIS卫星火点数据,基于逻辑斯蒂回归、随机森林和支持向量机建立秦岭地区林火发生预测模型,并进行精确度评价,选择拟合结果较好的随机森林林火发生预测模型绘制林火发生风险等级图。结果表明,1)随机森林对林火发生预测拟合结果较好,精确度为87.04%,AUC值为0.949。2)秦岭地区林火发生驱动因子重要性排序为NDVI、月平均风速、海拔、月平均气压、风速、气压、月平均降水、坡度、月平均空气比湿、空气比湿、连续无降水日和降水量。3)秦岭地区东部和南部为林火易发区域,建议在这些地区加大森林火灾防范宣传,增加瞭望台等基础设施,减少人为火灾的发生,做到林火早发现、早扑灭。 展开更多
关键词 秦岭地区 森林火灾 预测模型 机器学习 火险区划
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