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基于GA-QLightGBM分位数回归的爆破块度预测模型
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作者 王淑贤 杨溢 +1 位作者 石玉莲 沈亚玺 《中国安全科学学报》 北大核心 2026年第2期163-171,共9页
针对矿山爆破块度预测中存在的不确定性高、影响因素复杂等问题,提出一种融合遗传算法(GA)优化与分位数回归的轻量级梯度提升机(LightGBM)预测模型(GA-QLightGBM)。首先,利用GA优化LightGBM超参数,通过模拟自然选择过程(选择、交叉、变... 针对矿山爆破块度预测中存在的不确定性高、影响因素复杂等问题,提出一种融合遗传算法(GA)优化与分位数回归的轻量级梯度提升机(LightGBM)预测模型(GA-QLightGBM)。首先,利用GA优化LightGBM超参数,通过模拟自然选择过程(选择、交叉、变异)进行寻优,提升模型预测精度与稳定性;然后,通过设置不同分位数构建爆破块度的预测区间,量化预测结果的不确定性;最后,将该模型应用于矿山实测数据集,对比验证其预测性能与泛化能力,为爆破块度预测及不确定性分析提供新思路。结果表明:该模型在点预测方面的决定系数为0.880,均方误差(MSE)为0.004,优于传统点预测模型;在区间预测方面,覆盖概率(PICP)、归一化平均带宽(PINAW)和修正区间预测精度(CPIA)分别为0.947、0.228和0.762,验证了GA-QLightGBM的准确性与可靠性。 展开更多
关键词 遗传算法(GA) 轻量级梯度提升机(lightgbm) 爆破块度 不确定性 分位数回归 预测模型
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基于WMA-LightGBM的露天矿边坡稳定性预测
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作者 李山 王文静 +2 位作者 白佩云 马彪 李利 《工矿自动化》 北大核心 2026年第4期96-104,共9页
对于露天矿边坡稳定性预测,传统物理力学分析或数值模拟方法存在建模过程复杂、计算成本高的问题,而现有机器学习模型对不同数据类型的敏感度不同且难以找到全局最优解。针对上述问题,提出了一种融合鲸鱼迁徙优化算法(WMA)与轻量级梯度... 对于露天矿边坡稳定性预测,传统物理力学分析或数值模拟方法存在建模过程复杂、计算成本高的问题,而现有机器学习模型对不同数据类型的敏感度不同且难以找到全局最优解。针对上述问题,提出了一种融合鲸鱼迁徙优化算法(WMA)与轻量级梯度提升机(LightGBM)的边坡稳定性预测模型(WMA-LightGBM模型)。以边坡高度、边坡角、容重、黏聚力、内摩擦角和孔隙压力比6项边坡主控影响特征作为模型输入,利用WMA的双阶段协同优化与自适应迁徙策略对LightGBM超参数进行自适应全局寻优,实现边坡稳定性状态的精准预测。实验结果表明,WMA-LightGBM模型具备良好的泛化能力,实现了对失稳边坡的零漏判,且将稳定边坡误判控制在较低水平,预测准确率为96.3%、精确率为100%、召回率为94%、F1分数为0.9680、曲线下面积为0.98,在工程安全性和预测精度上均显著优于对比模型;基于SHAP算法的特征依赖性分析揭示了特征对预测结果的影响规律,验证了模型预测逻辑的合理性,为该模型在边坡稳定性预测场景中的可靠工程应用提供了关键支撑。 展开更多
关键词 露天矿 边坡稳定性预测 鲸鱼迁徙优化算法 WMA 轻量级梯度提升机 lightgbm
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基于IDBO-LightGBM的光伏阵列故障诊断方法
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作者 吴亚钧 王璐 张金江 《电源学报》 北大核心 2026年第4期122-132,共11页
为提高光伏阵列故障诊断的准确率,提出1种基于改进蜣螂优化IDBO(improved dung beetle optimazation)算法优化轻量级梯度提升机Light GBM(light gradient boosting machine)的光伏阵列故障诊断方法。通过IDBO对LightGBM中的特定超参数... 为提高光伏阵列故障诊断的准确率,提出1种基于改进蜣螂优化IDBO(improved dung beetle optimazation)算法优化轻量级梯度提升机Light GBM(light gradient boosting machine)的光伏阵列故障诊断方法。通过IDBO对LightGBM中的特定超参数进行寻优,建立基于IDBO-LightGBM的光伏阵列故障诊断模型。为有效区分各种故障,使用从电流-电压曲线中提取的特征点。为验证所提方法的效果,对模型进行仿真分析,将所提方法与LightGBM算法、DBO-LightGBM算法、其他决策树算法和支持向量机算法进行对比,验证了所提方法的稳定性与准确率。 展开更多
关键词 光伏阵列 故障诊断 改进蜣螂优化算法 轻量级梯度提升机
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一种基于EMD-LightGBM模型的地铁隧道盾构姿态预测方法 被引量:1
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作者 冷伍明 吴卓霖 +3 位作者 袁立刚 梁琳 刘涛墨 岳健 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第7期96-107,共12页
针对地铁隧道盾构姿态难以控制的问题,以长春某隧道工程为例,基于现场实测数据,构建了一个融合经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和轻量级梯度提升机(light gradient boosting machine,LightGBM)的盾构姿态预测模型(EMD-L... 针对地铁隧道盾构姿态难以控制的问题,以长春某隧道工程为例,基于现场实测数据,构建了一个融合经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和轻量级梯度提升机(light gradient boosting machine,LightGBM)的盾构姿态预测模型(EMD-LightGBM)。首先,通过特征重要性和相关性分析筛选原始数据集特征。然后,利用EMD技术将数据分解为多个平稳子序列,并组成新数据集。最后,通过该新数据集拟合训练EMD-LightGBM来实现盾构姿态的预测,并且比较了该模型与单纯的LightGBM及融合EMD的反向传播神经网络(backpropagation neural network,BPNN)的预测效果。通过预测精度和预测稳定性两种评价体系来验证EMD-LightGBM模型的优良性能。结果表明:与LightGBM和EMD-BPNN相比,EMD-LightGBM在盾构姿态偏差预测折线图中的表现最佳,其平均绝对误差(mean absolute error,E MA)和均方根误差(root mean square error,E RMS)最大分别为2.89 mm和4.13 mm,决定系数R 2最小值为0.95;同时,EMD-LightGBM的预测平均绝对误差E MA和均方误差(mean square error,E MS)的95%置信区间最大值分别为3.5 mm与25.6 mm 2,结合其预测值的绝对误差(absolute error,E A)和平方误差(square error,E S)的良好频数分布,都说明了EMD-LightGBM在预测盾构姿态时的高精度和稳定性。研究成果可为类似工程的盾构姿态控制提供一种理论方法。 展开更多
关键词 地铁隧道 盾构 姿态预测 经验模态分解 轻量级梯度提升机
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近红外光谱结合LightGBM的含油污泥多环芳烃含量快速定量分析方法研究 被引量:2
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作者 向宇 李茂刚 +2 位作者 闫春华 张天龙 李华 《分析测试学报》 北大核心 2025年第8期1602-1611,共10页
该研究利用近红外(NIR)技术结合轻量级梯度提升(LightGBM)预测含油污泥中菲(Phe)和荧蒽(Flt)的含量。首先对模型参数进行优化,然后对样品近红外光谱数据进行预处理,并通过竞争性自适应重加权算法(CARS)、互信息(MI)、鲸鱼优化算法(WOA)... 该研究利用近红外(NIR)技术结合轻量级梯度提升(LightGBM)预测含油污泥中菲(Phe)和荧蒽(Flt)的含量。首先对模型参数进行优化,然后对样品近红外光谱数据进行预处理,并通过竞争性自适应重加权算法(CARS)、互信息(MI)、鲸鱼优化算法(WOA)对光谱特征变量进行筛选,利用最优输入变量构建模型,最后将LightGBM与偏最小二乘(PLS)、随机森林(RF)、支持向量机(SVM)模型进行对比。结果表明,对于菲,基于Nor-SG-WOA-LightGBM建立的模型最佳,预测决定系数(R^(2)_(p))和预测均方根误差(RMSE_(p))分别为0.9952和0.2426 mg/g;对于荧蒽,基于SNV-SG-CARS-LightGBM建立的模型最佳,R^(2)_(p)和RMSE_(p)分别为0.9951和0.2452 mg/g。该方法为含油污泥中多环芳烃(PAHs)的分析提供了一定的技术参考。 展开更多
关键词 近红外光谱 轻量级梯度提升 含油污泥 多环芳烃
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基于BO-LightGBM算法的XLPE配电电缆绝缘状态评估 被引量:1
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作者 罗正均 叶刚 +3 位作者 周箩鱼 李涛 陈楠 张志熙 《绝缘材料》 北大核心 2025年第3期131-140,共10页
为提升电缆绝缘状态评估的精度,本文提出了一种基于贝叶斯优化(BO)算法与轻量级梯度提升机(LightGBM)算法的电缆绝缘状态评估方法。首先将数据集中所有特征进行组合,形成不同的特征子集,通过遍历所有的特征子集,找到五折交叉验证的准确... 为提升电缆绝缘状态评估的精度,本文提出了一种基于贝叶斯优化(BO)算法与轻量级梯度提升机(LightGBM)算法的电缆绝缘状态评估方法。首先将数据集中所有特征进行组合,形成不同的特征子集,通过遍历所有的特征子集,找到五折交叉验证的准确率最高所对应的特征组合,完成对输入特征的筛选。然后使用BO算法对LightGBM中的7个超参数进行寻优。最后利用本文所提出的BO-LightGBM算法完成对电缆绝缘状态的评估。结果表明:本文提出的特征子集法与主成分分析法和互信息筛选法相比能更好地提升模型表现;经过BO算法优化后,LightGBM模型的精度能得到进一步的提升,与粒子群优化算法(PSO)和遗传算法优化(GA)相比,BO算法的计算效率能在几乎相同的精度下分别提升约80%和86.9%;与其他常用机器学习算法进行对比,本文模型的相关性能指标均为最优。 展开更多
关键词 XLPE电缆 状态评估 机器学习 贝叶斯优化算法 轻量级梯度提升机算法
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耦合二次模态分解和优化LightGBM的大坝变形预测模型
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作者 孔颢 丁勇 李登华 《大地测量与地球动力学》 北大核心 2025年第11期1171-1179,共9页
提出一种结合二次模态分解与蝴蝶优化算法(BOA)优化轻量梯度提升机(LightGBM)的大坝变形预测模型。首先,利用自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)对训练集数据进行分解并计算分解子序列的复合熵;然后,通过K-means聚类算法将分解子... 提出一种结合二次模态分解与蝴蝶优化算法(BOA)优化轻量梯度提升机(LightGBM)的大坝变形预测模型。首先,利用自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)对训练集数据进行分解并计算分解子序列的复合熵;然后,通过K-means聚类算法将分解子序列分为高、低频两类,对高频信号数据进行变分模态分解(VMD);最后,使用BOA优化的LightGBM模型进行预测。实例表明,该方法能有效处理变形数据,提高数据平稳性,且预测精度明显优于传统方法,nMAPE、MSE、MAE指标分别降低16.2%~22.5%、16.8%~28.1%、16.2%~22.5%。 展开更多
关键词 二次模态分解 高低频信号划分 蝴蝶优化算法 轻量梯度提升机 变形预测
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基于PSO-LightGBM模型的边坡稳定性预测研究 被引量:1
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作者 张仕杰 张煜 张宁 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第5期1233-1240,共8页
边坡稳定性的准确预测对降低边坡失稳风险具有重要意义。为高效且准确地预测边坡稳定性,提出了一种基于粒子群(PSO)优化轻量级梯度提升机(LightGBM)的边坡稳定性预测模型,即PSO-LightGBM模型。该模型首先采用粒子群算法优化LightGBM模... 边坡稳定性的准确预测对降低边坡失稳风险具有重要意义。为高效且准确地预测边坡稳定性,提出了一种基于粒子群(PSO)优化轻量级梯度提升机(LightGBM)的边坡稳定性预测模型,即PSO-LightGBM模型。该模型首先采用粒子群算法优化LightGBM模型中的重要参数,在实际工程应用中,降低了LightGBM模型参数所产生的影响。然后采用优化后的LightGBM模型对边坡稳定性进行分类预测。选取K近邻(KNN)、支持向量机(SVM)、LightGBM、网格搜索优化LightGBM(GS-LightGBM)以及遗传优化LightGBM(GA-LightGBM)作为对比模型,并采用准确率、精确率、召回率与F1分数作为各模型预测性能的评价指标,并通过混淆矩阵可视化各模型的分类结果。基于PSO-LightGBM模型的特征重要性分析,量化了各因素在边坡稳定性预测中的相对重要性。研究结果表明,在测试集上PSO-LightGBM模型的各项评价指标上均显著优于其他对比模型,表现出较强的分类预测性能与泛化能力。通过特征重要性分析,影响边坡稳定性的因素从大到小依次为:坡角、坡高、内聚力、内摩擦角、土体重度与孔隙水压力。本研究为边坡稳定性的准确预测提供了一种新方法,对边坡工程安全设计与风险评估具有重要参考意义。 展开更多
关键词 边坡稳定性 机器学习 轻量级梯度提升机(lightgbm) 粒子群算法
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基于IWOA-LightGBM的煤自燃程度预测方法研究 被引量:1
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作者 臧燕杰 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第S1期64-70,共7页
为提升煤自燃预测精度,提出基于改进鲸鱼优化算法(IWOA)与轻量级梯度提升机(LightGBM)融合的预测模型。首先,通过SPSS 27分析煤自燃程序升温试验中指标气体浓度的相关性,采用核主成分分析法(KPCA)提取主成分数据;然后,针对传统鲸鱼算法(... 为提升煤自燃预测精度,提出基于改进鲸鱼优化算法(IWOA)与轻量级梯度提升机(LightGBM)融合的预测模型。首先,通过SPSS 27分析煤自燃程序升温试验中指标气体浓度的相关性,采用核主成分分析法(KPCA)提取主成分数据;然后,针对传统鲸鱼算法(WOA)易陷入局部最优的问题,引入Circle混沌映射、自适应权重及最优领域扰动策略改进其全局搜索能力,进而优化LightGBM超参数以提升预测精度并抑制过拟合;最后,将该模型应用于新疆沙吉海煤矿实际预测场景。结果表明:IWOA-LightGBM模型相较于其他模型,在测试样本中的准确率A分别提高13.33%、26.66%、20%、20%、13.33%;精确率P分别提高12.23%、24.45%、18.89%、18.89%、12.23%;召回率R分别提高13.1%、23.02%、18.1%、16.07%、10.56%;F_( 1)分别提高12.56%、23.79%、18.52%、17.58%、13.15%。模型在复杂条件下的可靠性与稳定性,展现出优于传统模型的泛化性与鲁棒性,能够为矿井煤自燃灾害预警提供了新的技术方案。 展开更多
关键词 煤自燃 改进鲸鱼优化算法(IWOA) 轻量级梯度提升机(lightgbm) 核主成分分析法(KPCA) 预测模型
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基于聚类和RIME-LightGBM的光热电站太阳直接法向辐射预测
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作者 周灿 周育才 +5 位作者 谭艳祥 肖添 谢七月 申忠利 付强 秦缘恒 《电力科学与技术学报》 北大核心 2025年第6期241-249,共9页
太阳直接法向辐射的间歇性与不确定性会影响光热电站电力输出的稳定性。针对该问题,提出一种基于聚类、霜冰优化算法(rime optimization algorithm,RIME)与优化轻梯度提升机(light gradient boosting machine,LightGBM)的光热电站太阳... 太阳直接法向辐射的间歇性与不确定性会影响光热电站电力输出的稳定性。针对该问题,提出一种基于聚类、霜冰优化算法(rime optimization algorithm,RIME)与优化轻梯度提升机(light gradient boosting machine,LightGBM)的光热电站太阳直接法向辐射预测模型。先通过皮尔逊相关系数筛选太阳直接法向辐射的强相关气象参数,并采用小批量K均值(mini batch K⁃means,MBK)聚类算法对历史气象数据进行分类;再利用RIME对LightGBM超参数寻优,建立不同类别历史气象数据的太阳直接法向辐射预测模型;然后,以预测日每小时与各聚类中心强相关气象参数数据的欧式距离为依据,选择相应预测模型,对太阳直接法向辐射进行预测;最后,采用美国加州某地光热电站2000—2019年的历史气象数据,对所提模型进行验证。研究结果表明:所提预测模型能较准确地预测太阳直接法向辐射的数值及变化趋势。 展开更多
关键词 光热发电 太阳直接法向辐射 小批量K均值聚类 轻梯度提升机 霜冰优化算法
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一种基于LightGBM的UWB非视距识别方法
11
作者 李乾 刘卓伦 +3 位作者 孙晓云 陈勇 宋士济 张醒龙 《电讯技术》 北大核心 2025年第11期1766-1772,共7页
针对超宽带非视距(Non-Line-of-Sight,NLOS)识别中最优特征子集选取与模型参数优化问题,提出了一种基于轻量级梯度提升机(Light Gradient Boosting Machine,LightGBM)的交叉验证递归特征消除算法与Optuna参数调优相结合的NLOS识别方法... 针对超宽带非视距(Non-Line-of-Sight,NLOS)识别中最优特征子集选取与模型参数优化问题,提出了一种基于轻量级梯度提升机(Light Gradient Boosting Machine,LightGBM)的交叉验证递归特征消除算法与Optuna参数调优相结合的NLOS识别方法。首先通过递归特征消除加交叉验证算法分析选取首径信号与总信号接收功率差值、噪声最大值等6个重要特征作为最优特征子集,之后使用Optuna调参框架优化LightGBM模型超参数。采集视距与非视距特征数据,使用支持向量机、极限梯度提升算法和参数优化后的LightGBM等模型进行训练与测试,结果表明,所选取特征具有良好区分性,参数优化后的LightGBM模型识别准确率达95.28%。 展开更多
关键词 超宽带非视距识别 轻量级梯度提升机(lightgbm) 交叉验证递归特征消除算法(RFECV) 超参数优化
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基于DGA的LightGBM-ICOA-CNN变压器故障诊断方法
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作者 孙涛 陈鑫 +3 位作者 杜民生 郭文凯 张佳 李亚兴 《电气工程学报》 北大核心 2025年第6期459-468,共10页
为提高基于深度学习的变压器故障诊断精度,提出了基于油中溶解气体分析(Dissolved gas analysis,DGA)的LightGBM-ICOA-CNN变压器故障诊断方法。首先,基于变压器油中溶解气体含量对变压器特征变量进行丰富,利用轻量梯度提升机算法(Light ... 为提高基于深度学习的变压器故障诊断精度,提出了基于油中溶解气体分析(Dissolved gas analysis,DGA)的LightGBM-ICOA-CNN变压器故障诊断方法。首先,基于变压器油中溶解气体含量对变压器特征变量进行丰富,利用轻量梯度提升机算法(Light gradient boosting machine,LightGBM)量化其重要性,实现特征变量优选;其次,引入改进浣熊优化算法(Improved coati optimization algorithm,ICOA)对卷积神经网络(Convolutional neural network,CNN)的学习率、卷积核大小与数量、全连接层神经元数量等超参数实现优化,提高模型诊断结果的准确率;最后,通过算例分析对建立的LightGBM-ICOA-CNN方法性能进行评估,验证了所提方法对变压器故障诊断的有效性,且收敛性较好,精度较高。 展开更多
关键词 变压器 故障诊断 轻量梯度提升机 特征变量 改进浣熊优化算法 卷积神经网络
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基于LightGBM的电动汽车行驶工况下电池剩余使用寿命预测 被引量:28
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作者 肖迁 焦志鹏 +2 位作者 穆云飞 陆文标 贾宏杰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第24期5176-5185,共10页
行驶工况下电动汽车锂离子电池剩余使用寿命(RUL)衰退情况复杂,准确的RUL预测可为电池的定期维护和安全稳定运行提供指导,避免安全隐患。为此,该文提出一种适用于行驶工况下电动汽车电池的RUL预测方法。首先,针对行驶工况,提出一种基于... 行驶工况下电动汽车锂离子电池剩余使用寿命(RUL)衰退情况复杂,准确的RUL预测可为电池的定期维护和安全稳定运行提供指导,避免安全隐患。为此,该文提出一种适用于行驶工况下电动汽车电池的RUL预测方法。首先,针对行驶工况,提出一种基于轻量型梯度提升机(LightGBM)的RUL预测模型,利用元学习超参数优化方法对其进行超参数调优;其次,搭建行驶工况下电池全生命周期容量测试系统,模拟行驶工况下电池所受振动应力、充放电应力环境和测试电池容量衰退情况;然后,基于动态时间规整对容量衰退的相似性分析结果,使用生成对抗网络(GAN)生成新的容量序列;最后,通过实验数据验证所提模型和生成容量序列的有效性。 展开更多
关键词 电动汽车 行驶工况 锂离子电池 剩余使用寿命 轻量型梯度提升机
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基于TVF-EMD、GRA和LightGBM的日径流预测组合模型 被引量:13
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作者 王秀杰 乔鸿飞 +2 位作者 曾勇红 田福昌 张帅 《水资源保护》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期135-142,151,共9页
针对径流过程的非线性和非平稳性特点及预报精度低的问题,提出了结合时变滤波器的经验模态分解(TVF-EMD)、灰色关联度分析(GRA)和轻量级梯度提升机(LightGBM)的日径流预测组合模型。以黄河利津站和珠江高要站实测日径流序列为例,建立TVF... 针对径流过程的非线性和非平稳性特点及预报精度低的问题,提出了结合时变滤波器的经验模态分解(TVF-EMD)、灰色关联度分析(GRA)和轻量级梯度提升机(LightGBM)的日径流预测组合模型。以黄河利津站和珠江高要站实测日径流序列为例,建立TVF-EMD-GRA-LightGBM(TGL)组合模型,并将其预测结果与多种单一或组合预测模型的预测结果进行了对比分析。结果表明:TGL组合模型高效且预测性能最佳,利津站和高要站日径流预测结果的纳什效率系数分别为0.949和0.966,相关系数分别为0.974和0.984,峰值流量预测误差分别小于0.078和0.073。TGL组合模型具有预测精度高、运行效率快、适用性强等优势,可用于日径流预测。 展开更多
关键词 日径流预测 轻量级梯度提升机 TVF-EMD 灰色关联度分析
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基于LightGBM的航班延误多分类预测 被引量:37
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作者 丁建立 孙玥 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期847-854,共8页
航班延误是民航业的一大难题,提前对航班的延误情况进行预测,以采取合理的应对措施,对缓解航班延误产生的负面影响有着重要意义。为提升预测性能,提出一种基于轻量级梯度提升机(Light gradient boosting machine,LightGBM)的航班延误多... 航班延误是民航业的一大难题,提前对航班的延误情况进行预测,以采取合理的应对措施,对缓解航班延误产生的负面影响有着重要意义。为提升预测性能,提出一种基于轻量级梯度提升机(Light gradient boosting machine,LightGBM)的航班延误多分类预测模型。该模型结合航班信息与天气信息,运用方差过滤与递归特征消除进行特征筛选,并采用合成少数过采样技术(Synthetic minority oversampling technique,SMOTE)与Tomek Link对数据进行不平衡处理,最后使用LightGBM进行建模,实现对航班延误时长的多分类预测。为验证模型的合理性,将所提模型与其他先进算法构建的模型进行对比。实验结果表明,所提模型在各种预测性能指标上结果更优,将预测精度提升至90%以上,同时大幅度降低了训练时间成本。 展开更多
关键词 航班延误 预测模型 轻量级梯度提升机 贝叶斯调参
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基于边界自适应SMOTE和Focal Loss函数改进LightGBM的信用风险预测模型 被引量:13
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作者 陈海龙 杨畅 +1 位作者 杜梅 张颖宇 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2022年第7期2256-2264,共9页
针对信用风险评估中数据集不平衡影响模型预测效果的问题,提出一种基于边界自适应合成少数类过采样方法(BA-SMOTE)和利用FocalLoss函数改进LightGBM损失函数的算法(FLLightGBM)相结合的信用风险预测模型。首先,在边界合成少数类过采样(B... 针对信用风险评估中数据集不平衡影响模型预测效果的问题,提出一种基于边界自适应合成少数类过采样方法(BA-SMOTE)和利用FocalLoss函数改进LightGBM损失函数的算法(FLLightGBM)相结合的信用风险预测模型。首先,在边界合成少数类过采样(Borderline-SMOTE)的基础上,引入自适应思想和新的插值方式,使每个处于边界的少数类样本生成不同数量的新样本,并且新样本的位置更靠近原少数类样本,以此来平衡数据集;其次,利用FocalLoss函数来改进LightGBM算法的损失函数,并以改进的算法训练新的数据集以得到最终结合BA-SMOTE方法和FLLightGBM算法建立的BA-SMOTE-FLLightGBM模型;最后,在LendingClub数据集上进行信用风险预测。实验结果表明,与其他不平衡分类算法RUSBoost、CUSBoost、KSMOTE-AdaBoost和AK-SMOTE-Catboost相比,所建立的模型在G-mean和AUC两个指标上都有明显的提升,提升了9.0%~31.3%和5.0%~14.1%。以上结果验证了所提出的模型在信用风险评估中具有更好的违约预测效果。 展开更多
关键词 信用风险 不平衡数据 过采样 lightgbm FocalLoss
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基于LightGBM-SHAP的民机硬着陆可解释预测
17
作者 肖国松 刘嘉琛 +2 位作者 张元珊 董磊 陈曦 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期134-142,共9页
为预防民用飞机的硬着陆超限事件,首先,收集包含动力学变量、系统性能和其他工程参数的机载快速存取记录器(QAR)数据,开展机场航段聚类、样本平衡、统计特征提取等数据处理活动;然后,基于轻量级梯度提升机(LightGBM)模型预测民机硬着陆... 为预防民用飞机的硬着陆超限事件,首先,收集包含动力学变量、系统性能和其他工程参数的机载快速存取记录器(QAR)数据,开展机场航段聚类、样本平衡、统计特征提取等数据处理活动;然后,基于轻量级梯度提升机(LightGBM)模型预测民机硬着陆事件,并与极限梯度提升(XGBoost)、决策树(DT)、长短期记忆网络(LSTM)模型进行综合对比;最后,利用Shapley可加性解释(SHAP)算法进一步分析硬着陆事件的致因机制及各飞行参数特征对模型预测结果的影响。结果表明:所提方法不仅显示出良好的硬着陆事件预测性能,准确率、正确率和召回率分别达到99%,92%和88%,还可针对具体航段对硬着陆预测模型的决策过程提供定量的、可视化的解释信息。 展开更多
关键词 轻量级梯度提升机(lightgbm) 民用飞机 硬着陆 快速存取记录器(QAR)数据 机器学习 可解释
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基于ESPRIT-PSA与LightGBM算法的感应电动机转子断条数目诊断新方法
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作者 许伯强 王晨曦 何俊驰 《华北电力大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2023年第5期27-34,共8页
提出一种基于旋转不变信号参数估计技术ESPRIT(Estimation of signal parameters via rotational invariance technique)、模式搜索算法PSA(Pattern search algorithm)与轻型梯度提升机LightGBM(Light gradient boosting machine)结合... 提出一种基于旋转不变信号参数估计技术ESPRIT(Estimation of signal parameters via rotational invariance technique)、模式搜索算法PSA(Pattern search algorithm)与轻型梯度提升机LightGBM(Light gradient boosting machine)结合的感应电动机转子断条数目诊断新方法。模拟了转子断条故障下的瞬时无功功率信号并用其衡量ESPRIT-PSA的性能。结果表明:ESPRIT-PSA只需短时数据就能准确测量瞬时无功功率信号中的转子断条故障特征分量。随后,为解决现有的电机瞬时无功功率信号分析MIRPSA(Motor instantaneous reactive power signal analysis)类方法无法准确诊断转子断条数目的问题,引入LightGBM对转子断条故障进行多分类以准确诊断转子断条数目。最后针对一台异步电动机进行转子断条诊断实验,结果表明:该方法是有效的,并且因将瞬时无功功率作为分析信号而适用于电机低转差率的情况。 展开更多
关键词 异步电动机 转子断条 故障诊断 旋转不变信号参数估计技术 轻型梯度提升机 电机瞬时无功功率信号分析
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基于LightGBM-SSA-ELM的新疆羊舍CO_(2)浓度预测 被引量:25
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作者 尹航 吕佳威 +3 位作者 陈耀聪 岑红蕾 李景彬 刘双印 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期261-270,共10页
为减少肉羊集约化养殖过程中因环境恶化产生的应激反应,精准调控CO_(2)质量浓度,提出了基于分布式梯度提升框架(LightGBM)、麻雀搜索算法(SSA)融合极限学习机(ELM)的CO_(2)质量浓度预测模型。首先利用LightGBM筛选出与CO_(2)质量浓度相... 为减少肉羊集约化养殖过程中因环境恶化产生的应激反应,精准调控CO_(2)质量浓度,提出了基于分布式梯度提升框架(LightGBM)、麻雀搜索算法(SSA)融合极限学习机(ELM)的CO_(2)质量浓度预测模型。首先利用LightGBM筛选出与CO_(2)质量浓度相关的重要特征,降低预测模型的输入维度;然后选择Sigmoid为激活函数,使用具有较强非线性处理能力的单隐含层ELM神经网络算法构建CO_(2)质量浓度预测模型;最后通过麻雀智能优化算法对ELM模型中所需要的超参数进行优化,并将优化后模型应用于新疆玛纳斯集约化肉羊养殖基地。试验结果表明,该模型预测均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和决定系数(R^(2))分别为0.0213 mg/L、0.0136 mg/L和0.9886,综合性能指标优于支持向量回归(SVR)、反向传播神经网络(BPNN)、长短记忆神经网络(LSTM)、门限循环单元(GRU)和LightGBM等;CO_(2)质量浓度预测曲线贴近真实曲线,具有良好的预测效果,能有效满足集约化肉羊养殖过程中CO_(2)质量浓度精准预测及调控要求。 展开更多
关键词 羊舍 集约化养殖 CO_(2)质量浓度预测 极限学习机 麻雀搜索算法 分布式梯度提升框架
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基于深度LightGBM集成学习模型的谷歌商店顾客购买力预测 被引量:18
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作者 叶志宇 冯爱民 高航 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2019年第12期3434-3439,共6页
针对轻量化梯度促进机(LightGBM)等集成学习模型只对数据信息进行一次挖掘,无法自动地细化数据挖掘粒度或通过深入挖掘得到更多的数据中潜在内部关联信息的问题,提出了深度LightGBM集成学习模型,该模型由滑动窗口和加深两部分组成。首先... 针对轻量化梯度促进机(LightGBM)等集成学习模型只对数据信息进行一次挖掘,无法自动地细化数据挖掘粒度或通过深入挖掘得到更多的数据中潜在内部关联信息的问题,提出了深度LightGBM集成学习模型,该模型由滑动窗口和加深两部分组成。首先,通过滑动窗口使得集成学习模型能够自动地细化数据挖掘粒度,从而更加深入地挖掘数据中潜在的内部关联信息,同时赋予模型一定的表示学习能力。然后,基于滑动窗口,用加深步骤进一步地提升模型的表示学习能力。最后,结合特征工程对数据集进行处理。在谷歌商店数据集上进行的实验结果表明,所提深度集成学习模型相较原始集成学习模型的预测精度高出6.16个百分点。所提方法能够自动地细化数据挖掘粒度,从而获取更多数据集中的潜在信息,并且深度LightGBM集成学习模型与传统深度神经网络相比是非神经网络的深度模型,参数更少,可解释性更强。 展开更多
关键词 机器学习 轻量化梯度促进机 数据挖掘 深度模型 集成学习 特征工程
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