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基于SSA-LSTM-Attention的日光温室环境预测模型 被引量:1
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作者 孟繁佳 许瑞峰 +3 位作者 赵维娟 宋文臻 高艺璇 李莉 《农业工程学报》 北大核心 2025年第11期256-263,共8页
建立准确的温室环境预测模型有助于精准调控温室环境促进作物的生长发育,针对温室小气候具有时序性、非线性和强耦合等特点,该研究提出了一种基于SSA-LSTM-Attention(sparrow search algorithm-long short-term memoryattention mechani... 建立准确的温室环境预测模型有助于精准调控温室环境促进作物的生长发育,针对温室小气候具有时序性、非线性和强耦合等特点,该研究提出了一种基于SSA-LSTM-Attention(sparrow search algorithm-long short-term memoryattention mechanism)的日光温室环境预测模型。首先,通过温室物联网数据采集系统获取温室内外环境数据;其次,使用皮尔逊相关性分析法筛选出强相关性因子;最后,构建环境特征时间序列矩阵输入模型进行温室环境预测。对日光温室的室内温度、室内湿度、光照强度和土壤湿度4种环境因子的预测,SSA-LSTM-Attention模型的平均拟合指数达到了97.9%。相较于反向传播神经网络(back propagation neural network,BP)、门控循环单元(gate recurrent unit,GRU)、长短期记忆神经网络(long short term memory,LSTM)和LSTM-Attention(long short-term memory-attention mechanism)模型,分别提高8.1、4.1、3.5、3.0个百分点;平均绝对百分比误差为2.6%,分别降低6.5、3.2、2.8、2.5个百分点。试验结果表明,通过利用SSA自动优化LSTM-Attention模型的超参数,提高了模型预测精度,为日光温室环境超前调控提供了有效的数据支持。 展开更多
关键词 日光温室 麻雀搜索算法 长短期记忆网络 注意力机制 环境预测模型
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基于Attention-1DCNN-CE的加密流量分类方法
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作者 耿海军 董赟 +3 位作者 胡治国 池浩田 杨静 尹霞 《计算机应用》 北大核心 2025年第3期872-882,共11页
针对传统加密流量识别方法存在多分类准确率低、泛化性不强以及易侵犯隐私等问题,提出一种结合注意力机制(Attention)与一维卷积神经网络(1DCNN)的多分类深度学习模型——Attention-1DCNN-CE。该模型包含3个核心部分:1)数据集预处理阶段... 针对传统加密流量识别方法存在多分类准确率低、泛化性不强以及易侵犯隐私等问题,提出一种结合注意力机制(Attention)与一维卷积神经网络(1DCNN)的多分类深度学习模型——Attention-1DCNN-CE。该模型包含3个核心部分:1)数据集预处理阶段,保留原始数据流中数据包间的空间关系,并根据样本分布构建成本敏感矩阵;2)在初步提取加密流量特征的基础上,利用Attention和1DCNN模型深入挖掘并压缩流量的全局与局部特征;3)针对数据不平衡这一挑战,通过结合成本敏感矩阵与交叉熵(CE)损失函数,显著提升少数类别样本的分类精度,进而优化模型的整体性能。实验结果表明,在BOT-IOT和TON-IOT数据集上该模型的整体识别准确率高达97%以上;并且该模型在公共数据集ISCX-VPN和USTC-TFC上表现优异,在不需要预训练的前提下,达到了与ET-BERT(Encrypted Traffic BERT)相近的性能;相较于PERT(Payload Encoding Representation from Transformer),该模型在ISCX-VPN数据集的应用类型检测中的F1分数提升了29.9个百分点。以上验证了该模型的有效性,为加密流量识别和恶意流量检测提供了解决方案。 展开更多
关键词 网络安全 加密流量 注意力机制 一维卷积神经网络 数据不平衡 成本敏感矩阵
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中国保险业系统性风险的评估与预警研究——基于Attention-LSTM模型的分析 被引量:1
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作者 师荣蓉 杨娅 《财经理论与实践》 北大核心 2025年第2期26-34,共9页
基于保险业系统性风险传导机制和预警机制的理论分析,利用CoVaR方法评估保险业系统性风险,从微观保险机构和宏观经济环境构建Attention-LSTM模型对保险业系统性风险进行预警分析。研究发现:当遭遇重大事件冲击时,系统重要性保险机构对... 基于保险业系统性风险传导机制和预警机制的理论分析,利用CoVaR方法评估保险业系统性风险,从微观保险机构和宏观经济环境构建Attention-LSTM模型对保险业系统性风险进行预警分析。研究发现:当遭遇重大事件冲击时,系统重要性保险机构对保险业的风险溢出增加;将金融压力指数纳入风险预警体系,其预测平均绝对误差、均方根误差和平均绝对百分比误差分别降低8.59%、7.27%和4.55%;Attention-LSTM模型能捕捉风险间的关联性和传染性,在预测准确性、泛化能力和时间稳定性方面均优于传统机器学习模型。鉴于此,应建立保险业风险分区管理体系,融合深度学习模型多维度构建保险业系统性风险预警机制。 展开更多
关键词 保险业系统性风险 评估 预警 attention-LSTM模型
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基于CNN-LSTM-Attention的中国省域交通运输业碳达峰预测研究
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作者 杨青 江宇航 +3 位作者 吴婵媛 段召琳 陈梦柯 刘星星 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第10期4064-4075,共12页
交通运输业减排是实现全局减排目标的关键。研究基于改进的随机性环境影响评估(Stochastic Impacts by Regression on Population,Affluence,and Technology,STIRPAT)模型分析影响交通运输业碳排放的主要因素,设置低碳、基准和高碳3种... 交通运输业减排是实现全局减排目标的关键。研究基于改进的随机性环境影响评估(Stochastic Impacts by Regression on Population,Affluence,and Technology,STIRPAT)模型分析影响交通运输业碳排放的主要因素,设置低碳、基准和高碳3种情景方案,利用卷积神经网络-长短期记忆网络-注意力机制(Convolutional Neural Networks-Long short-Term Memory-Attention Mec.hanism,CNN-LSTM-Attention)交通运输业碳排放预测模型对中国30个省、自治区、直辖市2022—2035年交通运输业碳排放进行预测。结果显示:人口情况、经济水平和交通运输等3个维度的影响因素对交通运输业碳排放具有正向驱动作用,能源技术维度的影响因素则起负向驱动作用;CNN-LSTM-Attention交通运输业碳排放预测模型提升了模型在小样本数据集的预测能力,预测效果较好;低碳、基准和高碳3种情景下中国交通运输业的碳排放峰值将晚于2030年的总排放峰值目标实现;各省在碳排放峰值和达峰时间上存在异质性,应采取差异化、精准化的政策策略,局部上分区域、分梯次达峰,以整体上实现碳达峰目标。 展开更多
关键词 环境工程学 交通运输业 碳达峰 STIRPAT模型 CNN-LSTM-attention模型 情景分析
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基于Trans-Attention的飞行区航空器监视数据融合方法
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作者 王兴隆 尹昊 丁俊峰 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第4期1215-1223,共9页
针对飞行区航空器单一监视源存在监视精度低、位置跳变的问题,提出一种基于Transformer和注意力机制的航空器监视数据融合方法。利用Transformer的编码器结构分别对各监视源数据进行特征提取,通过注意力机制对不同监视源赋予权重值,经... 针对飞行区航空器单一监视源存在监视精度低、位置跳变的问题,提出一种基于Transformer和注意力机制的航空器监视数据融合方法。利用Transformer的编码器结构分别对各监视源数据进行特征提取,通过注意力机制对不同监视源赋予权重值,经过全连接网络进行回归计算,获得最终的融合结果。选取场面监视雷达(SMR)和广播式自动相关监视(ADS-B)系统的监视数据作为融合源,多点定位(MLAT)数据作为真实标签,实验结果表明:所提方法有效降低了单一监视源的监视误差,且融合效果优于基于注意力机制的长短期记忆网络、循环神经网络和扩展卡尔曼滤波融合方法,平均绝对误差分别提升了2.81%、16.73%和35.80%。 展开更多
关键词 数据融合 TRANSFORMER 注意力机制 场面监视雷达 广播式自动相关监视
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基于音视频信息融合与Self-Attention-DSC-CNN6网络的鲈鱼摄食强度分类方法
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作者 李道亮 李万超 杜壮壮 《农业机械学报》 北大核心 2025年第1期16-24,共9页
摄食强度识别分类是实现水产养殖精准投喂的重要环节。现有的投喂方式存在过度依赖人工经验判断、投喂量不精确、饲料浪费严重等问题。基于多模态融合的鱼类摄食程度分类能够综合不同类型的数据(如:视频、声音和水质参数),为鱼群的投喂... 摄食强度识别分类是实现水产养殖精准投喂的重要环节。现有的投喂方式存在过度依赖人工经验判断、投喂量不精确、饲料浪费严重等问题。基于多模态融合的鱼类摄食程度分类能够综合不同类型的数据(如:视频、声音和水质参数),为鱼群的投喂提供更加全面精准的决策依据。因此,提出了一种融合视频和音频数据的多模态融合框架,旨在提升鲈鱼摄食强度分类性能。将预处理后的Mel频谱图(Mel Spectrogram)和视频帧图像分别输入到Self-Attention-DSC-CNN6(Self-attention-depthwise separable convolution-CNN6)优化模型进行高层次的特征提取,并将提取的特征进一步拼接融合,最后将拼接后的特征经分类器分类。针对Self-Attention-DSC-CNN6优化模型,基于CNN6算法进行了改进,将传统卷积层替换为深度可分离卷积(Depthwise separable convolution,DSC)来达到减少计算复杂度的效果,并引入Self-Attention注意力机制以增强特征提取能力。实验结果显示,本文所提出的多模态融合框架鲈鱼摄食强度分类准确率达到90.24%,模型可以有效利用不同数据源信息,提升了对复杂环境中鱼群行为的理解,增强了模型决策能力,确保了投喂策略的及时性与准确性,从而有效减少了饲料浪费。 展开更多
关键词 鲈鱼 摄食强度分类 多模态融合 Self-attention-DSC-CNN6
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基于Attention-T-GRU的短时交通流预测
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作者 张玺君 苏晋 +2 位作者 陈宣 尚继洋 崔勇 《兰州理工大学学报》 北大核心 2025年第4期107-113,共7页
针对路网中交通流较大的关键路段需要准确的交通流预测结果,在考虑交通流时空相关性的基础上,选取预测道路的同向相邻道路,提出单条路段的短时交通流预测组合模型.首先,根据研究道路与其上下游道路的相关性构建速度矩阵;其次,将速度矩... 针对路网中交通流较大的关键路段需要准确的交通流预测结果,在考虑交通流时空相关性的基础上,选取预测道路的同向相邻道路,提出单条路段的短时交通流预测组合模型.首先,根据研究道路与其上下游道路的相关性构建速度矩阵;其次,将速度矩阵输入注意力机制网络提取道路之间的空间联系;最后,将注意力机制输出的数据分解为若干个序列T输入GRU网络中提取时间序列特征,构成ATGRU(Attention-T-GRU)组合模型完成路网的短时交通流预测.使用西安市的交通流数据对提出的ATGRU组合模型进行验证,结果表明,ATGRU模型相比T-LSTM、CNN-LSTM及ACGRU等模型有更高的预测精度. 展开更多
关键词 短时交通流预测 时空特性 注意力机制 组合模型
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考虑滞后效应的CNN-BIGRU-Attention预测降水型滑坡位移
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作者 肖金涛 王自法 +2 位作者 王超 赵登科 李兆焱 《人民黄河》 北大核心 2025年第3期135-140,145,共7页
为研究降水对滑坡的影响,基于大沙窝滑坡日降水量和位移数据,采用移动平均法将位移分解为趋势项位移和周期项位移,采用卷积神经网络(CNN)预测趋势项位移,采用带有注意力机制(Attention)的卷积神经网络-双向门控循环单元(CNN-BIGRU)模型... 为研究降水对滑坡的影响,基于大沙窝滑坡日降水量和位移数据,采用移动平均法将位移分解为趋势项位移和周期项位移,采用卷积神经网络(CNN)预测趋势项位移,采用带有注意力机制(Attention)的卷积神经网络-双向门控循环单元(CNN-BIGRU)模型预测周期项位移,通过叠加趋势项位移和周期项位移得到最终预测位移结果。采用斯皮尔曼相关系数结合滞后性研究分析变量间的滞后关系。以BIGRU-Attention、门控循环单元(GRU)、长短期记忆网络(LSTM)模型为对照,比较CNN-BIGRU-Attention模型预测周期项位移的精确性。结果表明:CNN模型预测以3、6、12 h步长的趋势项位移的R^(2)值分别为0.992、0.977、0.965;CNN-BIGRU-Attention模型预测以3、6、12 h步长的周期项位移的R~2值分别为0.963、0.939、0.896,预测精度均高于BIGRU-Attention、GRU、LSTM模型;基于呷任依村滑坡监测数据,验证了CNN-BIGRU-Attention模型的泛化性。 展开更多
关键词 位移预测 CNN BIGRU attention 大沙窝滑坡 呷任依村滑坡
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基于CNN-BiLSTM-Attention的特高压三端混合直流输电线路故障区域判别研究
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作者 陈仕龙 宋国雄 +3 位作者 邓健 毕贵红 杨毅 李国辉 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第7期132-141,共10页
针对现有混合三端直流输电系统线路故障定位难度大、准确率低以及阀值整定繁杂的问题,提出一种基于CNN-BiLSTM-Attention的故障区域判别方法。首先,分析LCC侧、T区、MMC2侧的故障区域特征,指出不同区域的故障特征具有各自的独特性。然后... 针对现有混合三端直流输电系统线路故障定位难度大、准确率低以及阀值整定繁杂的问题,提出一种基于CNN-BiLSTM-Attention的故障区域判别方法。首先,分析LCC侧、T区、MMC2侧的故障区域特征,指出不同区域的故障特征具有各自的独特性。然后,采集T区左右4个保护装置故障时刻的暂态电流、电压数据得到功率突变量数据,通过卷积神经网络(CNN)提取局部特征,利用双向长短期记忆网络(BiLSTM)学习更为丰富的故障特征,使模型更好地理解和利用所提取的故障特征,并利用注意力机制(AM)对所提取的故障特征信息进行加权,筛选有助于故障区域判别的故障特征从而提高模型性能。最后,通过仿真验证所提方法能够迅速且精确地识别故障区域,既保证了较高的准确度,又具备良好的过渡电阻适应性和抗噪声干扰能力。 展开更多
关键词 三端混合柔性直流 暂态功率 卷积神经网络 双向长短期记忆网络 注意力机制 故障区域判别
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基于MSCNN-BiGRU-Attention的短期电力负荷预测
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作者 李科 潘庭龙 许德智 《中国电力》 北大核心 2025年第6期10-18,共9页
为解决电力负荷关键特征难以提取的问题,提出一种结合多尺度卷积神经网络-双向门控循环单元-注意力机制(multi-scale convolutional neural network-bi-directional gated recurrent unit-Attention,MSCNN-BiGRU-Attention)的组合模型... 为解决电力负荷关键特征难以提取的问题,提出一种结合多尺度卷积神经网络-双向门控循环单元-注意力机制(multi-scale convolutional neural network-bi-directional gated recurrent unit-Attention,MSCNN-BiGRU-Attention)的组合模型进行短期电力负荷预测。首先,通过Spearman相关系数分析电力负荷数据集的相关性,筛选出相关性较高的特征,构建电力负荷数据集;其次,将数据输入到多尺度卷积神经网络(multi-scale convolutional neural network,MSCNN),对电力负荷数据进行多尺度的时序提取;然后,将提取后的时序特征输入到双向门控循环单元(bi-directional gated recurrent unit,BiGRU)神经网络进行时序预测,并通过注意力(Attention)机制对时序特征进行过滤和筛选;最后,通过全连接层整合输出预测值。以澳大利亚某地区3年的多维电力负荷数据作为数据集,并设置5种对照组模型。同时选用国内南方某地区2年的多维电力负荷数据作为模型验证数据集。结果表明,相较其他模型,MSCNN-BiGRU-Attention组合模型能够取得更好的预测效果,有效解决区域级电力负荷关键特征难以提取的问题。 展开更多
关键词 电力负荷预测 多尺度卷积神经网络 双向门控循环单元 注意力机制 深度学习 Spearman相关系数
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Attention机制加成的ICEEMDAN-1D-CNNBiGRU月径流预测
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作者 安佳彤 赵雪花 +2 位作者 朱博文 郭秋岑 王慧方 《水电能源科学》 北大核心 2025年第7期7-10,6,共5页
针对径流序列呈现出复杂性、高波动性,直接预测误差大的问题,将改进的自适应噪声完备集合经验模态分解(ICEEMDAN)、一维卷积神经网络(1D-CNN)、双向门控循环单元(BiGRU)和注意力(Attention)机制相结合,构建ICEEMDAN-1D-CNN-BiGRU-Attent... 针对径流序列呈现出复杂性、高波动性,直接预测误差大的问题,将改进的自适应噪声完备集合经验模态分解(ICEEMDAN)、一维卷积神经网络(1D-CNN)、双向门控循环单元(BiGRU)和注意力(Attention)机制相结合,构建ICEEMDAN-1D-CNN-BiGRU-Attention模型,充分挖掘径流序列的周期性、长程相关性特征,以提高径流序列的预测精度。以汾河上游的上静游站为例开展月径流序列预测研究,与1D-CNN-BiGRU、1DCNN-BiGRU-Attention、ICEEMDAN-1D-CNN-BiGRU模型的预测结果进行对比分析。结果表明,ICEEMDAN分解原始径流序列,可以充分挖掘径流数据的周期性特征。ICEEMDAN-1D-CNN-BiGRU-Attention模型可以很好地识别序列特征,预测效果较好,验证期的纳什效率系数达0.85以上。Attention机制的加入,可提高峰值的预测效果,在突变较强的训练期合格率可达90%。研究结果为中长期径流预测提供了新思路,并验证了其有效性。 展开更多
关键词 月径流预测 ICEEMDAN 1D-CNN BiGRU attention机制
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考虑空间相关性的MSCNN LSTM Attention能见度预测模型
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作者 王小建 苏彤 +6 位作者 马飞 林智婕 白元旦 郭庆元 魏俊涛 黄凯 徐玉凤 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第4期1622-1632,共11页
准确预测能见度对保障交通运输安全具有重要意义。针对现有方法在能见度预测时对影响因素空间相关性考虑不足导致预测精度较低的问题,研究构建了一种考虑空间相关性的能见度预测模型。利用一维多尺度卷积神经网络(Multi-Scale Convoluti... 准确预测能见度对保障交通运输安全具有重要意义。针对现有方法在能见度预测时对影响因素空间相关性考虑不足导致预测精度较低的问题,研究构建了一种考虑空间相关性的能见度预测模型。利用一维多尺度卷积神经网络(Multi-Scale Convolutional Neural Network, MSCNN)提取能见度以预测各影响因素下不同精细度的空间特征,并将其进行线性融合得到多因素空间特征,实现对能见度预测影响因素的空间特征提取;利用Attention机制加强对关键信息关注的优势以对长短期记忆神经网络(Long-Short Term Memory Neural Network, LSTM)方法进行改进,进而增强模型对重要时序信息关注的能力和模型预测的准确性,实现在考虑影响因素空间相关性下对能见度的预测。以2021—2023年西安市逐时气象数据和污染物数据为试验数据,采用均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和R2指标对模型进行评价。试验结果显示,研究模型MAE下降26.3%~39.1%,RMSE下降25%~40%,R2提升3.7%~16.4%,能见度预测精度较高。 展开更多
关键词 环境科学技术基础学科 能见度预测 空间相关性 一维多尺度卷积神经网络 长短期记忆神经网络 注意力机制
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基于Self-Attention和TextCNN-BiLSTM的中文评论文本情感分析模型 被引量:3
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作者 龙宇 李秋生 《石河子大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期111-121,共11页
目前关于中文评论文本的情感分类方法大都无法充分捕捉到句子的全局语义信息,同时也在长距离的语义连接或者情感转折理解上具有局限性,因而导致情感分析的准确度不高。针对这个问题,本文提出一种融合SelfAttention和TextCNN-BiLSTM的文... 目前关于中文评论文本的情感分类方法大都无法充分捕捉到句子的全局语义信息,同时也在长距离的语义连接或者情感转折理解上具有局限性,因而导致情感分析的准确度不高。针对这个问题,本文提出一种融合SelfAttention和TextCNN-BiLSTM的文本情感分析方法。该方法首先采用文本卷积神经网络(TextCNN)来提取局部特征,并利用双向长短期记忆网络(BiLSTM)来捕捉序列信息,从而综合考虑了全局和局部信息,在特征融合阶段,再采用自注意力机制来动态地融合不同层次的特征表示,对不同尺度特征进行加权,从而提高重要特征的响应。实验结果表明,所提出的模型在家电商品中文评论语料和谭松波酒店评论语料数据集上的准确率分别达到93.79%和90.05%,相较于基准模型分别提高0.69%~3.59%和4.44%~11.70%,优于传统的基于卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)、BiLSTM或CNN-BiLSTM等的情感分析模型。 展开更多
关键词 自注意力机制 中文评论文本 深度学习 情感分析
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基于模糊逻辑的FBiLSTM-Attention短期负荷预测 被引量:1
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作者 张岩 康泽鹏 +2 位作者 高晓芝 杨楠 王昭雷 《河北科技大学学报》 北大核心 2025年第1期41-48,共8页
针对电力负荷数据由于受多种因素的影响具有高度不确定性的问题,将负荷数据的不确定性与深度学习算法相结合,提出了一种基于模糊逻辑的FBiLSTM-Attention短期负荷预测模型,以提高负荷预测的精度。首先,对原始数据进行数据预处理,包括缺... 针对电力负荷数据由于受多种因素的影响具有高度不确定性的问题,将负荷数据的不确定性与深度学习算法相结合,提出了一种基于模糊逻辑的FBiLSTM-Attention短期负荷预测模型,以提高负荷预测的精度。首先,对原始数据进行数据预处理,包括缺失值填充、相关性分析及数据归一化;其次,通过K-Means聚类将每个特征的数据转换成模糊规则引入模糊逻辑的处理,同时,模型结构方面采用双向长短期记忆网络(BiLSTM)和注意力机制(Attention);最后,对所提方法和传统的LSTM与BiLSTM-Attention模型的预测结果进行对比。结果表明,结合了模糊逻辑的模型精确度和鲁棒性都有了明显的提升,具有更好的预测性能。所提模型可以有效提高处理不确定性数据的能力,为负荷预测研究提供了参考。 展开更多
关键词 数据处理 模糊逻辑 负荷预测 双向长短期记忆网络 注意力机制
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基于VMD-Self-attention-LSTM的水闸深基坑变形智能预测方法 被引量:2
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作者 张伟 仇建春 +5 位作者 夏国春 姚兆仁 吴昊 刘占午 王昱锦 朱新宇 《水电能源科学》 北大核心 2025年第1期99-102,196,共5页
针对水闸深基坑变形监测数据具有非稳定性的特点,提出了基于VMD-Self-attention-LSTM的水闸深基坑变形预测方法。该方法分为三个主要模块,第一模块采用VMD算法自适应调整变形分解模数,将原始变形数据分解为若干具有明显周期规律的分量,... 针对水闸深基坑变形监测数据具有非稳定性的特点,提出了基于VMD-Self-attention-LSTM的水闸深基坑变形预测方法。该方法分为三个主要模块,第一模块采用VMD算法自适应调整变形分解模数,将原始变形数据分解为若干具有明显周期规律的分量,有效解决变形数据的非稳定性,为提升变形预测精度奠定初步基础;第二模块,在传统LSTM算法基础上进一步发展Self-attention-LSTM方法,提升模型对基坑变形样本的时序关系挖掘能力,进而提升基坑变形预测精度;第三模块,将各分量对应的变形预测结果重构得到最终预测值。实例分析可知,所提方法有效解决了非稳定特性给变形预测精度带来的不利影响,与VMD-LSTM、Self-attention-LSTM、LSTM等深度学习方法相比,VMD-Self-attention-LSTM的预测精度最大提升41.49%,与BP、ELM等传统机器学习算法相比,预测精度最大提升50.43%,为水闸深基坑安全监控模型的构建提供了新思路。 展开更多
关键词 水闸深基坑 变形预测 VMD Self-attention-LSTM
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基于CNN-BiLSTM-Attention的直流微电网故障诊断研究 被引量:2
16
作者 孟宏宇 张建良 +1 位作者 蔡兆龙 李超勇 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第4期1369-1380,I0012,共13页
针对现有直流微电网故障诊断面临的快速性与准确性问题,提出一种融合注意力机制的卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和双向长短期记忆(bidirectional long short-term memory,BiLSTM)网络的故障诊断方法。首先,利用CNN挖... 针对现有直流微电网故障诊断面临的快速性与准确性问题,提出一种融合注意力机制的卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和双向长短期记忆(bidirectional long short-term memory,BiLSTM)网络的故障诊断方法。首先,利用CNN挖掘故障数据在某一时刻的纵向细节特征,并压缩数据长度,降低后续网络训练参数量,以提升故障诊断的快速性;进而,构建以BiLSTM为核心的级联网络,实现对故障数据在故障演化过程中横向历史特征的提取,并融合注意力机制促使模型关注故障时刻数据的特征变化规律,以提升故障诊断的准确性。仿真结果表明,相比于主流故障诊断方法,该文所提方法具有更高的准确率与更快的识别速度,并且对于故障记录数据在噪声干扰、不平衡样本以及小样本等情况下均具有良好的诊断性能。 展开更多
关键词 故障诊断 直流微电网 卷积神经网络 双向长短期记忆网络 注意力机制
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基于可变形CNN LSTM Attention网络的瓦斯抽采有效半径预测模型及应用
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作者 杨帅 《中国煤炭》 北大核心 2025年第7期124-133,共10页
瓦斯抽采有效半径是确定井下煤层抽采钻孔间距的基础参数,因受煤层赋存条件和技术条件影响,其确定方法尚未统一、普适性差。提出了基于可变形CNN LSTM MulAttention网络的瓦斯抽采有效半径预测模型,将煤层埋深、煤层初始瓦斯压力和渗透... 瓦斯抽采有效半径是确定井下煤层抽采钻孔间距的基础参数,因受煤层赋存条件和技术条件影响,其确定方法尚未统一、普适性差。提出了基于可变形CNN LSTM MulAttention网络的瓦斯抽采有效半径预测模型,将煤层埋深、煤层初始瓦斯压力和渗透率等作为特征量,有效半径作为目标量,构建有效半径预测数据集,用于模型的训练和测试。训练和测试结果表明,可变形CNN LSTM Attention网络预测模型训练和测试中的平均绝对误差(MAE)、均方误差(RMSE)、决定系数(R^(2))分别为0.3182、0.6226、0.8727和0.4242、0.6426、0.8496,预测精度良好。与LSTM、CNN、CNN LSTM和CNN LSTM Attention预测模型相比,可变形CNN LSTM Attention网络预测模型的总体MAE和RMSE分别降低29.62%、17.30%、15.01%、4.61%和75.26%、63.37%、59.88%、54.23%,决定系数R^(2)分别提高66.12%、16.36%、11.70%、6.73%,采用可变形CNN LSTM Attention网络预测模型具有更高的精度和更好的预测效果。利用训练的机器学习预测模型对顺层钻孔瓦斯抽采有效半径进行了预测,结果与瓦斯含量现场测定法和数值模拟法确定的有效半径相差较小,验证了机器学习预测瓦斯抽采有效半径的可行性。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 有效半径 预测模型 可变形CNN LSTM attention网络
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Residual Attention-BiConvLSTM:一种新的全球电离层TEC map预测模型
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作者 王浩然 刘海军 +5 位作者 袁静 乐会军 李良超 陈羿 单维锋 袁国铭 《地球物理学报》 北大核心 2025年第2期413-430,共18页
电离层总电子含量(TEC)预测对提高全球卫星导航系统(GNSS)的精度具有重要意义.现有的TEC map预测模型主要通过顺序堆叠时空特征提取单元来实现.这种模型搭建方法会因多个卷积层顺序堆叠而损失细粒度的TEC map的空间特征,导致模型精度不... 电离层总电子含量(TEC)预测对提高全球卫星导航系统(GNSS)的精度具有重要意义.现有的TEC map预测模型主要通过顺序堆叠时空特征提取单元来实现.这种模型搭建方法会因多个卷积层顺序堆叠而损失细粒度的TEC map的空间特征,导致模型精度不够;还会由于多层堆叠导致梯度消失或梯度爆炸问题.本文借鉴残差注意力(Residual Attention)的思想,在TEC map预测模型中增加了残差注意力模块,提出了Residual Attention-BiConvLSTM模型.该模型中的残差注意力模块能同时提取粗、细粒度空间特征,并对其进行加权.本文在全球TEC map数据上与ConvLSTM、ConvGRU、ED-ConvLSTM和C1PG进行了对比实验.实验结果表明,本文所提出的Residual Attention-BiConvLSTM模型的RMSE、MAE、MAPE和R^(2)在太阳活动高年和年均优于对比模型.本文还在一次磁暴事件中对比了5种模型的预测效果.实验结果表明,大磁暴发生时,本文模型与C1PG相近,优于其他3种对比模型.本文的研究工作为电离层map预测模型搭建提供一个新思路. 展开更多
关键词 电离层TEC map预测 残差注意力模块 Residual attention-BiConvLSTM 时空预测模型
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土石坝渗流预测的BiTCN-Attention-LSSVM模型研究
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作者 傅蜀燕 杨石勇 +2 位作者 陈德辉 王子轩 欧斌 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第1期118-128,共11页
为了克服常规机器学习模型在处理时序数据时难以有效捕捉长期依赖关系和局部重要性的局限,提出了一种基于双向时序卷积神经网络(BiTCN)、注意力机制(Attention)和最小二乘支持向量机(LSSVM)的土石坝渗流预测耦合模型。该模型利用BiTCN... 为了克服常规机器学习模型在处理时序数据时难以有效捕捉长期依赖关系和局部重要性的局限,提出了一种基于双向时序卷积神经网络(BiTCN)、注意力机制(Attention)和最小二乘支持向量机(LSSVM)的土石坝渗流预测耦合模型。该模型利用BiTCN从前、后两个方向捕获时序数据中的长期依赖关系,引入Attention机制帮助模型专注于与预测相关的关键局部特征,并将BiTCN-Attention深度处理后的特征输入LSSVM模型中进行预测,最后以2个不同的数据集分析了模型的预测效果。案例分析表明:与LSSVM、CNN-LSSVM和TCN-LSSVM相比,BiTCN-Attention-LSSVM模型预测的各项评价指标均为最优,在土石坝测压管水位预测中展现出更高的模型精度和稳定性;BiTCN与Attention的相互结合能够更好地提取时序数据中的相互依赖关系,将BiTCN-Attention提取的特征输入LSSVM中进行预测可获得良好的预测性能,数据集扩充处理后有效提高了模型的学习能力。 展开更多
关键词 土石坝测压管水位 渗流预测 双向时序卷积神经网络 注意力机制 最小二乘支持向量机
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基于变分模态分解和CNN-BiGRU-Attention神经网络的电机故障分类方法 被引量:1
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作者 司成志 惠世贤 +1 位作者 邢超 邓灿 《高压电器》 北大核心 2025年第5期189-196,共8页
为了解决电机故障分类结果准确性较低的问题,提出一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)与CNN-BiGRU-Attention神经网络模型相结合的电机故障诊断方法。首先,对凯斯西储大学电机数据进行预处理,然后利用VMD方法将... 为了解决电机故障分类结果准确性较低的问题,提出一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)与CNN-BiGRU-Attention神经网络模型相结合的电机故障诊断方法。首先,对凯斯西储大学电机数据进行预处理,然后利用VMD方法将复杂的电机信号分解成多个IMF(intrinsic mode function)分量,构建电机故障特征向量。最后,建立特征训练CNN-BiGRU-Attention神经网络模型,基于模型的迭代训练,诊断电机故障的具体类型。实验结果表明,提出的诊断方法应用后,电机故障分类错误诊断数量较少,测试集准确率达到97%以上,方法具有较高的鲁棒性和精确性。 展开更多
关键词 VMD CNN-BiGRU-attention IMF 故障分类
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