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Classification of hyperspectral remote sensing images based on simulated annealing genetic algorithm and multiple instance learning 被引量:3
1
作者 高红民 周惠 +1 位作者 徐立中 石爱业 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2014年第1期262-271,共10页
A hybrid feature selection and classification strategy was proposed based on the simulated annealing genetic algonthrn and multiple instance learning (MIL). The band selection method was proposed from subspace decom... A hybrid feature selection and classification strategy was proposed based on the simulated annealing genetic algonthrn and multiple instance learning (MIL). The band selection method was proposed from subspace decomposition, which combines the simulated annealing algorithm with the genetic algorithm in choosing different cross-over and mutation probabilities, as well as mutation individuals. Then MIL was combined with image segmentation, clustering and support vector machine algorithms to classify hyperspectral image. The experimental results show that this proposed method can get high classification accuracy of 93.13% at small training samples and the weaknesses of the conventional methods are overcome. 展开更多
关键词 hyperspectral remote sensing images simulated annealing genetic algorithm support vector machine band selection multiple instance learning
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A novel hybrid estimation of distribution algorithm for solving hybrid flowshop scheduling problem with unrelated parallel machine 被引量:10
2
作者 孙泽文 顾幸生 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第8期1779-1788,共10页
The hybrid flow shop scheduling problem with unrelated parallel machine is a typical NP-hard combinatorial optimization problem, and it exists widely in chemical, manufacturing and pharmaceutical industry. In this wor... The hybrid flow shop scheduling problem with unrelated parallel machine is a typical NP-hard combinatorial optimization problem, and it exists widely in chemical, manufacturing and pharmaceutical industry. In this work, a novel mathematic model for the hybrid flow shop scheduling problem with unrelated parallel machine(HFSPUPM) was proposed. Additionally, an effective hybrid estimation of distribution algorithm was proposed to solve the HFSPUPM, taking advantage of the features in the mathematic model. In the optimization algorithm, a new individual representation method was adopted. The(EDA) structure was used for global search while the teaching learning based optimization(TLBO) strategy was used for local search. Based on the structure of the HFSPUPM, this work presents a series of discrete operations. Simulation results show the effectiveness of the proposed hybrid algorithm compared with other algorithms. 展开更多
关键词 hybrid estimation of distribution algorithm teaching learning based optimization strategy hybrid flow shop unrelated parallel machine scheduling
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Q-learning算法及其在囚徒困境问题中的实现 被引量:7
3
作者 张春阳 陈小平 +1 位作者 刘贵全 蔡庆生 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2001年第13期121-122,128,共3页
Q-learning是一种优良的强化学习算法。该文首先阐述了Q-learning的基本学习机制,然后以囚徒困境问题为背景,分析、对比T Q-learning算法与TFT算法,验证了 Q-learning算法的优良特性。
关键词 机器学习 强化学习 Q-learning算法 囚徒困境问题 人工智能
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优化算法在污水处理中的应用进展 被引量:1
4
作者 刘良才 毛文煜 +6 位作者 郑逸洁 戴泽军 胡启星 胡智泉 陈鹏 郑军 刘李侃 《工业水处理》 北大核心 2025年第7期11-18,共8页
现有的污水处理系统存在自动化水平低、运行成本高和出水不稳定等问题,优化算法的应用可以提高水处理过程的处理效率和自动化控制水平。综述了污水处理系统几种主要的优化算法,包括遗传算法(GA)、粒子群优化算法(PSO)、随机森林(RF)、... 现有的污水处理系统存在自动化水平低、运行成本高和出水不稳定等问题,优化算法的应用可以提高水处理过程的处理效率和自动化控制水平。综述了污水处理系统几种主要的优化算法,包括遗传算法(GA)、粒子群优化算法(PSO)、随机森林(RF)、人工神经网络(ANN)、模糊逻辑控制(FLC)和混合优化算法,并介绍了各类优化算法的优缺点及适用范围,随后讨论了优化算法在水质异常数据监测与补偿、运行参数预测、控制参数优化和多目标优化控制等不同水处理环节中的应用。优化算法的应用提升了污水处理的自动化控制水平、出水质量,降低了运营成本,可有效预测和调节操作参数。最后,探讨了优化算法在实际工程应用中面临的挑战,指出优化算法和系统集成技术仍存在局限,并为优化算法在水处理领域的深入研究与应用指明了发展方向。 展开更多
关键词 污水处理 优化算法 机器学习 模型预测 神经网络
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一种基于机器学习的井间水驱优势通道识别方法 被引量:2
5
作者 杨二龙 陈柄君 +2 位作者 董驰 曾傲 张梓彤 《钻采工艺》 北大核心 2025年第1期157-164,共8页
井间优势渗流通道的形成受多方面的因素综合影响,识别过程中需要分析的因素众多、过程复杂,最直观可靠的做法是通过剖面测试数据结合生产动态分析来判定,或者通过措施见效井来验证是否存在优势渗流通道,但是实际生产中剖面测试数据量不... 井间优势渗流通道的形成受多方面的因素综合影响,识别过程中需要分析的因素众多、过程复杂,最直观可靠的做法是通过剖面测试数据结合生产动态分析来判定,或者通过措施见效井来验证是否存在优势渗流通道,但是实际生产中剖面测试数据量不足,措施见效井分析结果又属于后验知识,时效性差,导致识别的精度和效率较低。因此,本文以大庆油田特高含水典型区块M区块为例,结合主控因素分析方法构建特征参数集,应用粒子群算法(PSO)优化深度置信神经网络(DBN)的结构参数,通过逐层递推和全局优化融合、有监督和无监督学习算法融合提升模型性能,形成了一种基于机器学习算法的注采井间优势通道识别的方法。构建的优势通道识别PSO-DBN模型应用于典型区块,识别准确率比未经过优化的DBN神经网络模型预测准确率提高了2.8%,比MLP神经网络模型预测准确率提高了8.6%,通过增补无标注样本、实现有监督和无监督学习算法融合,可以进一步提升识别精度。 展开更多
关键词 特高含水油藏 井间优势通道 深度置信神经网络 算法融合 机器学习
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基于衰老视角的3种常见慢病共有机制与中药发现 被引量:1
6
作者 崔春利 闫浩晨 +2 位作者 王敏 王川 孙继佳 《西安交通大学学报(医学版)》 北大核心 2025年第1期101-111,共11页
目的 通过生物信息学分析、机器学习算法和分子对接等方法和技术探讨非酒精性脂肪肝(NAFLD)、2型糖尿病(T2DM)和动脉粥样硬化(AS)3种常见慢病和衰老基因相关的共有机制和潜在治疗药物。方法 从AgingAtlas、CellAge、GenAge和MSigDB等数... 目的 通过生物信息学分析、机器学习算法和分子对接等方法和技术探讨非酒精性脂肪肝(NAFLD)、2型糖尿病(T2DM)和动脉粥样硬化(AS)3种常见慢病和衰老基因相关的共有机制和潜在治疗药物。方法 从AgingAtlas、CellAge、GenAge和MSigDB等数据库中收集和整理与衰老相关的基因。将从CTD、DisGeNET、GeneCards、OMIM、PharmGKB和TTD等数据库中获得与NAFLD、T2DM、AS相关的基因和基于GEO差异基因分析得到的基因集取交集后,得到这3种常见慢性疾病的相关疾病基因集。利用clusterProfiler包对衰老基因集、3种疾病相关基因集进行KEGG通路富集分析并取交集。将筛选得到的KEGG通路上的富集基因合并后,导入STRING数据库并构建PPI网络,利用MCODE工具分析得到PPI网络中的核心子模块,计算其中每个节点、模块的重要值Nim和Cim。同时,采用Lasso回归模型、Boruta算法以及随机森林模型等3种机器学习模型进行特征基因筛选。利用HIT2.0数据库查找关键特征基因相关的靶向中药小分子。利用SwissADME和ADMETlab 3.0在线系统对小分子进行ADMET评价和分析。利用分子对接方法对关键作用靶点和筛选到的小分子进行对接。结果 总共获得1 325、616、78、597个与衰老、NAFLD、T2DM、AS相关的基因。衰老和3种疾病的KEGG通路富集分析结果取交集后得到2条共有交集通路,共包含243个基因。构建PPI网络,3个核心子模块中Cluster 2的Cim值最高。根据特征基因筛选结果,结合PPI网络模块分析结果,找到4个与衰老相关的特征基因:CDK6、CDKN1A、MYC、PTEN。这4个靶点具有94个潜在中药小分子候选药物,其中,白藜芦醇(resveratrol, RSV)是这4个靶点共有的中药小分子。ADMET评价显示,其具有良好的成药性。PTEN靶点具有较高的Nim值,RSV与PTEN进行分子对接,显示有较好的结合稳定性。结论 从衰老的角度来看,发现了一种潜在的中药小分子RSV,它可能通过调节关键基因PTEN来预防和治疗NAFLD、T2DM和AS这3种常见的慢性疾病。 展开更多
关键词 衰老相关基因 生物信息学分析 老年慢性疾病 机器学习算法
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面向含噪中规模量子处理器的量子机器学习 被引量:1
7
作者 石金晶 肖子萌 +2 位作者 王雯萱 张师超 李学龙 《计算机学报》 北大核心 2025年第3期602-631,共30页
量子计算与人工智能结合,在增强模型表达能力、加速和优化机器学习等方面可能产生颠覆性影响,有望突破人工智能领域所面临的可解释性差、最优解难等问题,量子人工智能已成为国内外重点关注的学科前沿。量子机器学习是量子人工智能领域... 量子计算与人工智能结合,在增强模型表达能力、加速和优化机器学习等方面可能产生颠覆性影响,有望突破人工智能领域所面临的可解释性差、最优解难等问题,量子人工智能已成为国内外重点关注的学科前沿。量子机器学习是量子人工智能领域的重要研究内容,它将量子计算基础理论与机器学习原理相结合,以实现具有量子加速的机器学习任务。随着量子计算软硬件的快速发展,含噪中规模量子(NISQ)处理器的学习优势被证明,国内外学者相继提出一系列量子机器学习方法,以挖掘量子计算助力人工智能技术发展的创新应用。然而,当前的量子机器学习仍局限于对算法的优化,缺乏系统层面的理论架构,仍有许多科学问题亟待解决。本文首先从量子机器学习系统表征角度出发,建立量子机器学习系统的层次模型,概括和总结了面向各类任务的量子机器学习方案,分析了量子机器学习在提高经典算法速度等方面可能体现的“量子优势”。接着根据量子机器学习系统的层次结构,从原理层、计算层、应用层这三个方面对现有量子机器学习方法进行了总结与梳理,系统性地分析和讨论了其中的关键问题与解决方案。最后,结合当前阶段量子人工智能的发展特点,重点分析了量子机器学习领域面临的科学问题与挑战,并对未来该领域的发展趋势进行了深入分析与展望。 展开更多
关键词 量子计算 量子人工智能 量子机器学习 量子算法 含噪中规模量子处理器
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基于机器学习的简支梁式渡槽结构地震响应与易损性分析 被引量:3
8
作者 韦芳芳 林澳庆 +2 位作者 赵有正 王永泉 陈卓然 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期101-108,共8页
为提高渡槽结构地震响应预测的速度和精度,以界河渡槽为研究对象,采用Midas Civil-2021构建有限元模型,在验证有限元模型可靠性的基础上,基于该模型获取样本数据,利用长短期记忆(LSTM)算法和时序转换(TSTF)算法构建机器学习模型来预测... 为提高渡槽结构地震响应预测的速度和精度,以界河渡槽为研究对象,采用Midas Civil-2021构建有限元模型,在验证有限元模型可靠性的基础上,基于该模型获取样本数据,利用长短期记忆(LSTM)算法和时序转换(TSTF)算法构建机器学习模型来预测渡槽非线性地震响应,并通过调整时间窗口大小和采样周期使预测结果达到最佳。对槽墩顶点位移响应的预测结果表明,LSTM模型和TSTF模型平均准确率分别为76.22%和88.30%;与有限元模型的预测速度相比,LSTM模型和TSTF模型分别提升了128.54%和47.90%。对渡槽结构易损性分析结果表明,槽墩的损伤超越概率随着水位上升而逐渐增大。 展开更多
关键词 简支梁式渡槽 地震响应预测 机器学习 长短期记忆算法 时序转换算法
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基于监督学习的稀疏矩阵乘算法优选
9
作者 彭林 张鹏 +2 位作者 陈俊峰 唐滔 黄春 《计算机工程与科学》 北大核心 2025年第3期381-391,共11页
稀疏矩阵乘算法中主流的row-by-row计算公式上的SPA、HASH、ESC 3种稀疏矩阵乘实现算法,在对不同的稀疏矩阵进行计算时性能差异显著,在不同非零元规模上单一算法不总是能取得最佳性能,而且单一算法与最优选择存在明显差距。为此,提出了... 稀疏矩阵乘算法中主流的row-by-row计算公式上的SPA、HASH、ESC 3种稀疏矩阵乘实现算法,在对不同的稀疏矩阵进行计算时性能差异显著,在不同非零元规模上单一算法不总是能取得最佳性能,而且单一算法与最优选择存在明显差距。为此,提出了一种基于机器学习的最优稀疏矩阵乘算法选择模型,以给定矩阵集作为数据源,抽取稀疏矩阵的特征,并使用SPA、HASH、ESC计算获得的性能数据进行训练和验证,获得的模型能够仅使用稀疏矩阵的特征即可完成对新数据集的算法优选。实验结果表明,该模型可以获得91%以上的预测准确率,平均性能达到最优选择的98%,是单一算法性能的1.55倍以上,并且可在实际库函数中使用,具有良好的泛化能力和实用价值。 展开更多
关键词 稀疏矩阵乘 SpGEMM SPA算法 HASH算法 ESC算法 机器学习
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基于GA-RELM多特征优选的烟叶多部位正反面识别方法 被引量:2
10
作者 陈婷 赵晓琳 +5 位作者 张冀武 盖小雷 张晓伟 刘宇晨 王燕 龙杰 《湖南农业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期113-122,共10页
针对现有烟叶分级模型多基于平整烟叶的正面特征构建,分级模型准确率和实用性较低的问题,提出一种基于遗传算法-正则化极限学习机(GA-RELM)多特征优选的烟叶多部位正反面识别方法。首先,对自然状态下的烟叶进行多尺度正反面特征提取,构... 针对现有烟叶分级模型多基于平整烟叶的正面特征构建,分级模型准确率和实用性较低的问题,提出一种基于遗传算法-正则化极限学习机(GA-RELM)多特征优选的烟叶多部位正反面识别方法。首先,对自然状态下的烟叶进行多尺度正反面特征提取,构建正反面数据集,根据特征重要性和特征间的潜在关系,实现特征降维并构建新特征组合。其次,对正则化极限学习机(RELM)进行隐藏层偏置寻优,以提高模型实际应用性和分类精度。结果表明:与原极限学习机(ELM)相比,GA-RELM对自然状态下的烟叶正反面和多部位正反面的分类精度分别提高了0.84%和7.88%,运算时间分别减少2.56 s和5.72 s;与其他烟叶分级算法相比,GA-RELM在准确率、精确率、召回率、F1评分等多个指标上表现出明显优势。 展开更多
关键词 烤烟 烟叶分级 多特征优选 遗传算法 正则化极限学习机
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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
11
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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术前双能CT影像组学联合机器学习对弥漫型胃腺癌的预测价值
12
作者 李敏 秦洪涛 +4 位作者 高磊 张霞 尤杨 石佳宝 杨丽 《放射学实践》 北大核心 2025年第7期873-881,共9页
目的:探讨双能量CT影像组学联合不同机器学习算法在术前预测弥漫型胃腺癌中的价值。方法:回顾性分析两个医疗中心209例手术切除的进展期胃腺癌患者,分为训练集(中心1,122例)、内部验证集(中心1,53例)和外部验证集(中心2,34例)。使用单... 目的:探讨双能量CT影像组学联合不同机器学习算法在术前预测弥漫型胃腺癌中的价值。方法:回顾性分析两个医疗中心209例手术切除的进展期胃腺癌患者,分为训练集(中心1,122例)、内部验证集(中心1,53例)和外部验证集(中心2,34例)。使用单因素逻辑回归筛选与弥漫型胃癌相关的传统特征(P<0.1),构建临床模型。基于静脉期融合图像和碘图提取影像组学特征,采用组内相关系数(ICC>0.8)、稳定性特征限定及LASSO方法筛选特征,应用逻辑回归(LR)、支持向量机(SVM)和随机森林(RF)3种机器学习算法分别构建影像组学模型。通过受试者操作特征(ROC)曲线、DeLong检验、校准曲线、临床决策曲线(DCA)评价预测模型效能及临床收益,并采用Shapley Additive Explanations(SHAP)方法对最优模型进行可解释性分析。结果:单因素结果显示肿瘤位置是弥漫型胃癌的预测因素,以其建立的临床模型在训练集、内部验证集、外部验证集中的AUC分别为0.599(95%CI:0.509~0.691)、0.625(95%CI:0.474~0.762)和0.495(95%CI:0.306~0.661)。从融合图像和碘图中共筛选出18个影像组学特征,以其构建的LR模型、SVM模型、RF模型在训练集中AUC分别为0.869(95%CI:0.806~0.926)、0.847(95%CI:0.772~0.916)和0.838(95%CI:0.764~0.905),均优于临床模型(P<0.05),其中LR模型预测效能最佳;内部验证集中LR模型AUC为0.833(95%CI:0.701~0.938),优于临床模型(P<0.05);外部验证集中LR模型AUC为0.682(95%CI:0.476~0.856),优于临床模型(P>0.05)。相比于其他模型,LR模型校准曲线最接近参考线,且临床收益较高。结论:采用LR算法的双能量CT影像组学模型在术前区分弥漫型胃腺癌方面具有较高的价值。 展开更多
关键词 胃癌 弥漫型 机器学习算法 双能量CT 影像组学
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骨质疏松症病证结合风险预测模型研究进展及优化思路
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作者 魏戌 金子开 +3 位作者 章轶立 申浩 谢雁鸣 朱立国 《世界科学技术-中医药现代化》 北大核心 2025年第9期2444-2452,共9页
病证结合风险预测方法更符合骨质疏松症临床诊疗需要。前期已经形成“目标结局选取→关键信息采集→数据挖掘建模→模型效能评价”的模型建立方法共识。在此基础上,建立稳定随访的骨质疏松症病证结合人群队列,基于人工智能算法将中医症... 病证结合风险预测方法更符合骨质疏松症临床诊疗需要。前期已经形成“目标结局选取→关键信息采集→数据挖掘建模→模型效能评价”的模型建立方法共识。在此基础上,建立稳定随访的骨质疏松症病证结合人群队列,基于人工智能算法将中医症状、证候中的关键信息与影像类数据进行客观化表征及量化处理,运用多组学测序技术寻求特异性强的微观分子信息,分析各维度信息之间的潜在关联,建立更具中医特色优势的多维度骨质疏松症病证结合风险预测模型,开发兼具“病”“证”属性的生物标志物,助推骨质疏松症精确诊疗体系构建。 展开更多
关键词 骨质疏松症 病证结合 风险评估 机器学习算法
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多传感器数据融合和改进卷积神经网络的车轮踏面损伤识别方法
14
作者 缪炳荣 徐松源 +2 位作者 吴啸林 王思明 张哲 《振动工程学报》 北大核心 2025年第6期1221-1231,共11页
针对轨旁信号难以完全表征车轮信息和车轮损伤难以定位与量化的问题,提出一种多传感器数据融合算法和改进卷积神经网络(CNN)的车轮踏面缺陷识别方法。基于多体动力学和有限元理论构建车辆-轨道动力学耦合模型。通过布置较少的传感器,进... 针对轨旁信号难以完全表征车轮信息和车轮损伤难以定位与量化的问题,提出一种多传感器数据融合算法和改进卷积神经网络(CNN)的车轮踏面缺陷识别方法。基于多体动力学和有限元理论构建车辆-轨道动力学耦合模型。通过布置较少的传感器,进行多模态特征的提取,对车轮几何特征、车速等参数进行了数据融合的算法优化。基于1D-CNN和2D-CNN提出改进的CNN模型。同时,将频域特征和图像特征进行数据融合,并提出考虑融合特征的CNN算法模型。对重构信号进行缺陷特征提取,并利用改进的CNN融合数据特征实现车轮损伤识别。结合比例车辆试验平台,并利用仿真数据和实际算例验证提出方法的有效性。在不同信号测试集和数据特征下,对CNN、BP神经网络(BPNN)和支持向量机(SVM)的损伤识别效果进行对比分析。结果表明:所提损伤识别模型可以更好地识别车轮踏面缺陷,识别结果与实测结果有很好的一致性;将不同维度的数据特征进行融合,可以表征不同损伤程度下的缺陷并提高识别效果;能够解决轨旁数据不能完整重构车轮状态等问题,为车轮缺陷的在线损伤识别提供技术支撑。 展开更多
关键词 损伤识别 数据融合 机器学习 优化算法 车轮缺陷
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改进SSA-HKELM模型在海洋弯管剩余寿命预测中的应用 被引量:1
15
作者 骆正山 王良雨 +1 位作者 高懿琼 骆济豪 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第5期1770-1779,共10页
针对海洋油气弯管剩余寿命预测问题,建立了基于改进麻雀搜索算法(Improved Sparrow Search Algorithm,ISSA)优化混合核极限学习机(Hybrid Kernel Extreme Learning Machine,HKELM)的腐蚀深度预测模型。通过最优拉丁超立方初始化种群分布... 针对海洋油气弯管剩余寿命预测问题,建立了基于改进麻雀搜索算法(Improved Sparrow Search Algorithm,ISSA)优化混合核极限学习机(Hybrid Kernel Extreme Learning Machine,HKELM)的腐蚀深度预测模型。通过最优拉丁超立方初始化种群分布,采用黄金正弦、Tent混沌扰动和柯西变异提高麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)的收敛速度和搜索能力,运用ISSA算法优化HKELM的网络参数,构建海洋弯管腐蚀深度预测模型。依据改进的ASME B31G剩余强度评价准则,计算最大允许腐蚀深度,结合管道腐蚀发展趋势模型,对薄弱弯管进行腐蚀剩余寿命预测。以某海洋管道弯管试验数据为基础对模型进行验证,模型预测精度高达0.989 7,能较好地预测海洋弯管的最大腐蚀深度及未来腐蚀发展趋势。寿命预测结果表明,部分弯管剩余寿命未超过其预期服役时间,为海洋弯管的安全运维及维修更换提供了决策支持。 展开更多
关键词 安全工程 海洋弯管 剩余寿命 改进麻雀搜索算法 混合核极限学习机 腐蚀深度预测模型
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基于IMLZC和SOA-ELM的轴承损伤识别方法 被引量:1
16
作者 龙有强 姜峰 《机电工程》 北大核心 2025年第4期726-734,共9页
现有故障诊断方法大多是仅针对轴承故障类型进行分析,而缺少对故障程度进行相应的判断。为此,提出了一种基于改进多尺度Lempel-Ziv复杂度(IMLZC)和海鸥优化算法优化极限学习机(SOA-ELM)的滚动轴承损伤识别方法。首先,利用IMLZC复杂度测... 现有故障诊断方法大多是仅针对轴承故障类型进行分析,而缺少对故障程度进行相应的判断。为此,提出了一种基于改进多尺度Lempel-Ziv复杂度(IMLZC)和海鸥优化算法优化极限学习机(SOA-ELM)的滚动轴承损伤识别方法。首先,利用IMLZC复杂度测量指标对信号复杂度变化敏感的特点,将其用于提取滚动轴承振动信号的故障特征以构造特征矩阵;然后,利用海鸥优化算法对极限学习机(ELM)的关键参数进行了优化,建立了参数自适应优化的ELM分类模型;最后,将故障特征输入至SOA-ELM分类模型中进行了训练和测试,完成了滚动轴承不同故障状态的智能诊断和故障程度评估,利用滚动轴承和自吸式离心泵损伤振动信号对IMLZC-SOA-ELM模型的实用性和泛化性开展了研究,并将其与其他特征提取模型开展了对比。研究结果表明:基于IMLZC-SOA-ELM的故障诊断方法不仅能够准确识别滚动轴承的故障,而且能判断故障的严重程度,该故障诊断模型在诊断滚动轴承的故障时分别取得了100%和98.4%的识别准确率,平均识别准确率达到了99.9%,能够有效识别滚动轴承的故障类型和故障程度。与其他特征提取方法相比,IMLZC-SOA-ELM模型具有更高的识别准确率,更适合于滚动轴承的故障识别。 展开更多
关键词 滚动轴承 自吸式离心泵 故障诊断 故障程度和损伤程度 改进多尺度Lempel-Ziv复杂度 海鸥优化算法 参数最优极限学习机
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基于权重平衡算法的专利可交易性预测研究
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作者 冉从敬 丁群哲 +2 位作者 李旺 宋永辉 刘爽 《情报学报》 北大核心 2025年第5期549-561,共13页
专利交易作为技术创新与市场价值实现的重要环节,对专利交易潜力的识别与预测在支持国家关键科技战略目标、推动科技创新以及促进企业和研究机构间技术转移与合作方面具有重要意义。基于此,本研究提出一种基于权重平衡算法的专利可交易... 专利交易作为技术创新与市场价值实现的重要环节,对专利交易潜力的识别与预测在支持国家关键科技战略目标、推动科技创新以及促进企业和研究机构间技术转移与合作方面具有重要意义。基于此,本研究提出一种基于权重平衡算法的专利可交易性预测方法,该方法首先整合incoPat专利数据库与中国专利信息服务平台数据库形成初始数据集,同时基于专利转让记录、转让与受让地址、利益相关方信息等规则和算法对初始专利交易数据集进行二次筛选,构建专利交易数据集;其次,基于专利交易数据集,将专利的可交易预测问题转化为监督式二分类任务,将专利在交易发生之前的多维度技术特征作为预测的输入变量,并以专利在失效前是否发生交易作为预测目标,最终完成专利可交易性预测。结果表明,本研究提出的基于权重平衡算法的专利可交易性预测模型在综合性能上优于基础模型,并通过实证结果验证了其有效性;通过模型的可解释性算法,本研究识别出了申请人国家、申请人类型和同族国家数以及同族专利数等是影响专利交易的重要技术特征。尽管本研究取得了一定进展,专利交易预测仍面临挑战,未来可以尝试引入专利文本和图像等多维特征,以进一步提升模型的预测性能。 展开更多
关键词 权重平衡算法 改进机器学习模型 专利可交易性预测
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基于LightGBM和SHAP算法的致密油储层孔隙度预测
18
作者 王伟 党海龙 +3 位作者 康胜松 肖前华 丁磊 石立华 《油气地质与采收率》 北大核心 2025年第5期90-99,共10页
为了准确高效地表征致密油储层孔隙度的空间分布特征,同时对机器学习模型的可解释性进行评价,采用Z-Score方法对特征属性进行归一化处理,并应用Optuna超参数优化框架对模型的超参数进行调优,建立了一种基于LightGBM算法的孔隙度预测模型... 为了准确高效地表征致密油储层孔隙度的空间分布特征,同时对机器学习模型的可解释性进行评价,采用Z-Score方法对特征属性进行归一化处理,并应用Optuna超参数优化框架对模型的超参数进行调优,建立了一种基于LightGBM算法的孔隙度预测模型,与GBDT和XGBoost算法模型进行了预测效果的综合对比,并利用SHAP算法对LightGBM模型的输出结果进行了可视化解释分析。研究结果表明:LightGBM模型在训练数据集和测试数据集上的预测决定系数分别为0.984和0.855,模型预测准确度高、泛化能力强,综合预测效果好于GBDT和XGBoost模型。应用SHAP算法对LightGBM模型结果的可解释性进行分析,结果表明,影响LightGBM孔隙度预测模型最重要的5项测井参数为密度、阵列感应电阻率、自然伽马、声波时差和光电吸收截面指数。在研究区某单井X致密层段孔隙度的预测实例中,LightGBM模型预测准确度达93.9%,分别高于GBDT和XGBoost模型的预测准确度86.53%和89.08%;训练时长为0.016 s,分别为GBDT和XGBoost模型训练时长的0.096倍和0.025倍;预测时长为0.01 s,分别为GBDT和XGBoost模型预测时长的0.42倍和0.19倍;LightGBM模型的预测效率相对GBDT和XGBoost模型具有明显优势,其在取心井段上对孔隙度的预测误差更小,预测能力更强,且能更好地拟合低值孔隙度。该方法的应用不仅解决了单井致密层段获取完整准确孔隙度分布的难题,而且提高了孔隙度预测的精度和效率,对致密油储层的评价及高效勘探开发具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 致密油储层 机器学习 LightGBM算法 SHAP算法 孔隙度预测
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基于IVYA-FMD和EELM-Yager的轴承小样本故障诊断模型 被引量:1
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作者 王恒迪 王豪馗 +2 位作者 陈鹏 吴升德 马盈丰 《机电工程》 北大核心 2025年第6期1093-1101,共9页
针对滚动轴承故障特征提取难度大以及不同故障类型训练样本稀缺的问题,提出了一种基于参数优化特征模态分解(FMD)和集成极限学习机(EELM)的小样本滚动轴承故障诊断方法。首先,采用常春藤算法(IVYA)对FMD参数进行了优化,提升了模态分解... 针对滚动轴承故障特征提取难度大以及不同故障类型训练样本稀缺的问题,提出了一种基于参数优化特征模态分解(FMD)和集成极限学习机(EELM)的小样本滚动轴承故障诊断方法。首先,采用常春藤算法(IVYA)对FMD参数进行了优化,提升了模态分解的精确度,并采用最小残差指数(REI)作为最优模态分量的选取准则,从最优模态分量中提取了故障信号时域、频域及熵值的关键特征;然后,将所提取的特征输入EELM中进行了故障识别;最后,采用Yager加权平均规则对EELM的分类结果进行了融合,得到了综合故障诊断结果。研究结果表明:IVYA-FMD在信号处理过程中,具有优秀的特征提取和抗干扰能力,可有效提取原始信号的故障特征;IVYA-FMD和EELM-Yager模型在实验数据中,训练集与测试集按照8∶2的比例进行分割时的准确率达到99.12%;当训练集与测试集按照2:8的比例进行分割时,该方法在实验数据中的准确率高达92.5%,在CWRU数据集和SEU数据集中的准确率均超过96.8%。与其他智能诊断模型相比,IVYA-FMD和EELM-Yager在小样本滚动轴承故障诊断领域展现出显著的可行性和优越性。 展开更多
关键词 特征模态分解 常春藤算法 集成极限学习机 Yager加权平均 小样本故障诊断 滚动轴承
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基于不同机器学习算法预测初次全膝关节置换术后慢性疼痛的效能比较
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作者 赖兵 梁斐 +2 位作者 黄杰贤 刘松浪 王军 《医学研究与战创伤救治》 北大核心 2025年第9期962-967,共6页
目的探究不同机器学习算法预测初次全膝关节置换术(TKA)术后慢性疼痛的预测效能。方法回顾性收集2020年1月-2023年6月梅州市人民医院收治的404例初次TKA患者的病历资料,根据TKA术后是否发生慢性疼痛分为发生组(n=102)和未发生组(n=302)... 目的探究不同机器学习算法预测初次全膝关节置换术(TKA)术后慢性疼痛的预测效能。方法回顾性收集2020年1月-2023年6月梅州市人民医院收治的404例初次TKA患者的病历资料,根据TKA术后是否发生慢性疼痛分为发生组(n=102)和未发生组(n=302)。采用单因素、多因素Logistic回归分析TKA术后慢性疼痛的影响因素,基于诺莫图、随机森林及决策树构建初次TKA术后慢性疼痛的预测模型,采用受试者工作特征曲线(ROC)验证其预测效能。结果两组患者合并糖尿病、遵循康复锻炼计划、术前疼痛视觉模拟(VAS)评分、术前股四头肌回声强度、术前股四头肌厚度、疼痛灾难化量表(PCS)评分、医院焦虑抑郁量表(HADS)评分、疼痛信念与感知量表(PBPI)评分比较,差异均有统计学意义(P<0.05);多因素Logistic回归分析显示,合并糖尿病、术前VAS评分、PCS评分、HADS评分、PBPI评分是初次TKA术后发生慢性疼痛的危险因素,遵循康复锻炼计划、术前股四头肌厚度是其保护因素(P<0.05);根据Logistic回归获得影响因素构建的诺莫图、随机森林及决策树构建初次TKA术后慢性疼痛的AUC分别为0.903、0.948、0.861,随机森林模型的AUC>诺莫图预测模型>决策树模型,差异均有统计学意义(Z1=5.106,Z2=4.562,均P<0.001)。结论初次TKA术后发生慢性疼痛的影响因素较多,根据其因素构建不同机器学习算法模型,其中随机森林模型在评估初次TKA术后发生慢性疼痛中具有良好预测效能。 展开更多
关键词 机器学习算法 全膝关节置换术 慢性疼痛 诺莫图 随机森林 决策树
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