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基于STL分解与N-BEATS的铁路货运站短期装车量组合预测模型 被引量:1
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作者 马亮 陈奕霖 +2 位作者 郭进 胡宸瀚 金福才 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第3期216-228,共13页
针对铁路货运站短期装车量的波动性与随机性特征导致其时序特征较难提取的问题,提出基于STL分解方法与N-BEATS神经网络模型的组合预测模型STL-N-BEATS。先通过STL分解方法将原始数据分解为趋势序列、周期序列和剩余项序列,再利用N-BEAT... 针对铁路货运站短期装车量的波动性与随机性特征导致其时序特征较难提取的问题,提出基于STL分解方法与N-BEATS神经网络模型的组合预测模型STL-N-BEATS。先通过STL分解方法将原始数据分解为趋势序列、周期序列和剩余项序列,再利用N-BEATS模型对各分量分别建模并重构预测结果,最后基于某铁路运输企业的4个货运站546 d的历史装车数据,对比所提模型与其他6种模型的预测性能。结果表明:A站测试集下,其他6种模型的预测均有一定滞后性,而所提模型可以较好地拟合真实值曲线,计算得到的对称平均绝对百分比误差、平均绝对误差和均方根误差3项指标均最低,这是由于所提模型分解时序特征后得到的趋势序列和周期序列主导了预测结果,降低了整体数据的不确定性和波动性;预测步长分别为3和7 d时,在B,C,D这3个货运站日装车量预测和D站不同去向、不同品名日装车量预测场景下,所提模型的3项指标仍均最低,标志着其具有良好的预测性能和泛化能力。 展开更多
关键词 铁路货运 短期装车量预测 深度学习 stl分解方法 N-BEATS模型
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大坝渗压混合预测的STL分解-集成学习模型 被引量:5
2
作者 王晓玲 王成 +2 位作者 王佳俊 余佳 余红玲 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 2024年第9期106-123,共18页
针对目前大坝渗压预测研究大多未区分影响因素对渗压不同特征成分贡献的差异,降低了模型的可解释性,且现有的预测模型大多采用单一算法,存在难以区分具有高度非线性和非稳态混合特征的渗流压力序列模式等问题,本文提出一种基于STL分解... 针对目前大坝渗压预测研究大多未区分影响因素对渗压不同特征成分贡献的差异,降低了模型的可解释性,且现有的预测模型大多采用单一算法,存在难以区分具有高度非线性和非稳态混合特征的渗流压力序列模式等问题,本文提出一种基于STL分解和集成学习策略的渗压可解释混合预测模型。该模型首先通过时间序列分解(STL)将原始渗压时间序列分解为季节项、趋势项和余项,以避免现有模型在渗流压力预测中模式混淆的不足;然后,不同成分的变化特征可采用多策略改进麻雀搜索算法(MSISSA)优化的核极限学习机(KELM)和卷积神经网络组合门控递归单元(CNN-GRU)组成的集成学习模型来识别;此外,还采用单次单因子法(OFAT)分析影响因素对渗流压力不同特征成分的贡献,从而改变输入因素的权重,以提高模型的可解释性。案例分析结果表明,在确保模型可解释性的同时,所提出的混合模型与基于单一算法的模型相比,预测精度平均提高了48.44%;与其他集成预测模型相比,预测精度平均提高了11.42%,验证了所提模型的有效性,为大坝渗流安全监控提供了新的建模方法。 展开更多
关键词 大坝渗压预测 stl时序分解 多策略改进麻雀搜索算法 集成学习
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基于STL时序分解的天然径流演变规律与影响因素分析 被引量:4
3
作者 赵轶琳 刘文丰 +3 位作者 李政 徐宗学 阳坤 吴德丰 《水利学报》 北大核心 2025年第2期216-226,239,共12页
河川径流作为衡量区域水资源量的重要指标,其长期变化呈现出显著的时空变异特征。既往研究多针对实测径流且未剔除短期因素的影响。为揭示天然径流的变化规律,并探究其影响机制,本研究选择1979—2018年我国天然径流格点数据集与区域地... 河川径流作为衡量区域水资源量的重要指标,其长期变化呈现出显著的时空变异特征。既往研究多针对实测径流且未剔除短期因素的影响。为揭示天然径流的变化规律,并探究其影响机制,本研究选择1979—2018年我国天然径流格点数据集与区域地面气象要素驱动数据集,针对全国218个三级流域,应用时间序列分解与传统趋势分析相结合的方法,对天然径流序列进行STL分解后分析其时空变化趋势,利用多元线性回归探究天然径流受气候变化影响的主要因素。结果表明:在218个三级流域中,原始天然径流序列呈显著变化趋势的比例仅为35.8%,经STL分解后的天然径流序列更能展现出变化趋势的显著性,趋势显著的流域占比高达75.7%;全国84.4%的三级流域天然径流呈增加趋势,且显著性明显;降雨是影响我国大多数流域天然径流变化的最主要驱动因素,长波辐射和比湿次之;北方流域的影响因素较之南方更为复杂。本研究为变化环境下全面认识我国径流规律特征提供参考。 展开更多
关键词 天然径流 三级流域 stl分解 径流趋势 影响因素
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基于STL-ARIMA组合模型的低轨卫星钟差特性分析与预测
4
作者 胡云龙 郝飞宇 +3 位作者 王潜心 李萌萌 程彤 高明 《电力信息与通信技术》 2025年第6期15-22,共8页
在使用低轨(low earth orbit,LEO)卫星增强全球导航卫星系统进行定位时,需要预测一定时期内的精确LEO钟差,然而目前大多低轨卫星上所搭载的超稳定振荡器(ultra-stableoscillators,USO)的预测精度较差,文章使用GRACE计划(gravity recover... 在使用低轨(low earth orbit,LEO)卫星增强全球导航卫星系统进行定位时,需要预测一定时期内的精确LEO钟差,然而目前大多低轨卫星上所搭载的超稳定振荡器(ultra-stableoscillators,USO)的预测精度较差,文章使用GRACE计划(gravity recovery and climate experiment follow-on)卫星搭载的USO实测钟差数据。对钟差的原始数据使用改进的中位数绝对偏差方法进行异常值的剔除,使用基于局部加权回归的周期-趋势分解方法提取序列的趋势项、周期项和残差项并对残差使用自回归积分滑动平均模型建模,实现低轨卫星钟差序列的预测,评估预报时间长度对预报精度的影响。对于GRACE-C,预测时间5 min时的精度达到0.108 ns,而对于GRACE-D,5 min的预测精度达到0.121 ns。 展开更多
关键词 LEO卫星 超稳定振荡器 卫星钟差预测 stl分解 ARIMA模型
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基于STL-DeepAR-HW组合模型的云计算资源负载预测
5
作者 黄擅杭 董建刚 +3 位作者 彭真 孙鑫杰 邬锦琛 钱育蓉 《计算机应用与软件》 北大核心 2025年第8期367-373,共7页
在信息化蓬勃发展的今日,大量云计算资源的高效管理是运维领域的重要难题。准确的负载预测是应对这一难题的关键技术。针对该问题提出一种基于局部加权回归周期趋势分解算法(Seasonal and Trend decomposition using Loess,STL)、Holt-W... 在信息化蓬勃发展的今日,大量云计算资源的高效管理是运维领域的重要难题。准确的负载预测是应对这一难题的关键技术。针对该问题提出一种基于局部加权回归周期趋势分解算法(Seasonal and Trend decomposition using Loess,STL)、Holt-Winters模型和深度自回归模型(DeepAR)的组合预测模型STL-DeepAR-HW。先采用快速傅里叶变换和自相关函数提取数据的周期性特征,以提取到的最优周期对数据做STL分解,将数据分解为趋势项、季节项和余项;并用DeepAR和Holt-Winters分别预测趋势项和季节项,最后组合得到预测结果。在公开数据集AzurePublicDataset上进行实验,结果表明,与Transformer、Stacked-LSTM以及Prophet等模型相比,该组合模型在负载预测中具有更高的准确性和适用性。 展开更多
关键词 云计算 CPU负载预测 组合模型 stl分解 DeepAR Holt-Winters
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一种基于STL-LSTM混合模型的低轨卫星钟差短期预报方法
6
作者 杨恒颀 郑秀伦 +2 位作者 李萌萌 程彤 柯剑峰 《测绘工程》 2025年第6期8-17,共10页
低轨卫星在增强全球导航定位系统中具有重要意义,其超稳振荡器(USO)钟差的高精度实时预测是实现厘米级乃至亚厘米级定位精度的关键。然而,传统多项式外推与灰色模型等方法难以兼顾钟差序列的周期性与非线性特征,在短期或长期预报中均存... 低轨卫星在增强全球导航定位系统中具有重要意义,其超稳振荡器(USO)钟差的高精度实时预测是实现厘米级乃至亚厘米级定位精度的关键。然而,传统多项式外推与灰色模型等方法难以兼顾钟差序列的周期性与非线性特征,在短期或长期预报中均存在明显不足。文中以GRACE-FO卫星USO钟差数据为研究对象,首先采用改进的中位数绝对偏差方法进行粗差检测与预处理,再通过基于局部加权回归的季节-趋势分解将序列拆分为趋势项、周期项和残差项,最后利用长短期记忆网络对残差项开展多步预测,以评估不同预报时长对精度的影响。GRACE-C卫星在5 min短期预测中的RMSE可降至0.079 ns,而GRACE-D卫星在同时长的RMSE达到0.065 ns。 展开更多
关键词 低轨卫星 超稳定振荡器 钟差预报 stl分解 LSTM模型
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基于STL-MIKE-LSTM联合建模的陈行水库盐度快速预测 被引量:1
7
作者 吴畅 崔婧嫄 +4 位作者 黄帆 宋辰煜 张晟 赵蓬勃 张海平 《净水技术》 2025年第5期57-68,186,共13页
【目的】该研究欲探究使用神经网络模型替代湖泊水库非线性水文水质过程机理模型的可行性,实现快速计算在咸潮入侵期间不同取水条件下的输水水质。【方法】该研究提出了一种基于联合建模的氯化物输水浓度预测方法。该方法使用周期趋势... 【目的】该研究欲探究使用神经网络模型替代湖泊水库非线性水文水质过程机理模型的可行性,实现快速计算在咸潮入侵期间不同取水条件下的输水水质。【方法】该研究提出了一种基于联合建模的氯化物输水浓度预测方法。该方法使用周期趋势分解算法(STL)分解提取取水浓度波动特征,基于高斯噪声进行数据增强以构建合成样本,并生成模拟工况方案,交由MIKE 21机理模型计算,最终将计算结果用于训练长短期记忆(LSTM)神经网络模型。【结果】该研究将该方法施用于陈行水库,结果如下:(1)探究不同参数下STL分解的时序特征提取效果,发现选择周期参数(n_(p))=12使STL分解的效果较好;(2)对比不同隐藏层神经元个数与预测步长下LSTM模型的预测效果,发现预测效果随神经元个数增加先升后降,随预测步长增加持续下降,选取神经元个数为128与预测步长为24 h的总体效果较好;(3)对比不同结构神经网络的预测能力,发现LSTM在预测集预测效果最佳[均方根误差(RMSE)=0.13 mg/L,平均相对误差(MRE)=0.04,纳什效率系数(NSE)=0.96];(4)使用实际实测数据与预报数据验证LSTM模型,发现其对预测氯化物输水浓度具备较高精度(RMSE=0.29 mg/L,MRE=0.09,NSE=0.58),且所需算力与时间远低于MIKE 21机理模型。【结论】该研究提出的湖泊水库氯化物输水浓度预测方法经验证同时具备较高计算精度与速度,能够替代机理模型为水库管理者应对咸潮入侵提供快速决策支持。 展开更多
关键词 咸潮 长短期记忆(LSTM) 周期趋势分解算法(stl) 数据增强 MIKE 21
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STL-BiLSTM模型在多气象因子水稻NDVI预测中的应用
8
作者 周晞 《统计学与应用》 2025年第12期265-282,共18页
归一化差异植被指数(NDVI)作为表征植被生长状况的核心指标,是水稻产量动态预测与农业精准决策的关键支撑。当前水稻NDVI预测存在气候因子耦合深度不足、模型时序特征捕捉能力有限、区域适配性不强等问题,传统模型或依赖有限气象变量,... 归一化差异植被指数(NDVI)作为表征植被生长状况的核心指标,是水稻产量动态预测与农业精准决策的关键支撑。当前水稻NDVI预测存在气候因子耦合深度不足、模型时序特征捕捉能力有限、区域适配性不强等问题,传统模型或依赖有限气象变量,或忽视NDVI时序结构与多因子协同效应,难以满足高精度预测需求。为解决上述问题,本研究以黑龙江省哈尔滨、齐齐哈尔、鸡西、佳木斯、绥化5个水稻主产区为研究区,基于1983~2022年逐日NDVI数据与气象数据,提出一种融合STL时序分解与双向长短期记忆网络(BiLSTM)的NDVI预测模型。研究首先通过STL方法将NDVI序列解构为趋势、季节及残差分量,厘清各分量与气象因子的多尺度关联特征;随后构建“STL分解-BiLSTM预测”一体化架构,融合多尺度气候指标与NDVI分层特征,形成多元输入的预测模型。预测结果表明,STL-BiLSTM模型预测精度优异,五市NDVI预测值与真实值的决定系数(R2)均≥0.994,显著优于对比模型;气象因子与NDVI分量存在尺度差异化关联,气温主要驱动季节分量波动,降水量主导趋势分量演化,验证了多尺度耦合机制的合理性。本研究的创新点在于建立了气候因子与STL分层特征的精准耦合机制、构建了时序分解与双向时序建模的一体化架构、优化了多元气象数据的输入模式,为水稻NDVI高精度预测提供了新范式,也为基于NDVI的水稻产量预测与粮食安全保障提供了参考价值。 展开更多
关键词 归一化差异植被指数(NDVI) stl时序分解 双向长短期记忆网络(BiLSTM) 时序预测
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STL-BiLSTM模型在多气象因子水稻NDVI预测中的应用
9
作者 周晞 《统计学与应用》 2025年第12期265-282,共18页
归一化差异植被指数(NDVI)作为表征植被生长状况的核心指标,是水稻产量动态预测与农业精准决策的关键支撑。当前水稻NDVI预测存在气候因子耦合深度不足、模型时序特征捕捉能力有限、区域适配性不强等问题,传统模型或依赖有限气象变量,... 归一化差异植被指数(NDVI)作为表征植被生长状况的核心指标,是水稻产量动态预测与农业精准决策的关键支撑。当前水稻NDVI预测存在气候因子耦合深度不足、模型时序特征捕捉能力有限、区域适配性不强等问题,传统模型或依赖有限气象变量,或忽视NDVI时序结构与多因子协同效应,难以满足高精度预测需求。为解决上述问题,本研究以黑龙江省哈尔滨、齐齐哈尔、鸡西、佳木斯、绥化5个水稻主产区为研究区,基于1983~2022年逐日NDVI数据与气象数据,提出一种融合STL时序分解与双向长短期记忆网络(BiLSTM)的NDVI预测模型。研究首先通过STL方法将NDVI序列解构为趋势、季节及残差分量,厘清各分量与气象因子的多尺度关联特征;随后构建“STL分解-BiLSTM预测”一体化架构,融合多尺度气候指标与NDVI分层特征,形成多元输入的预测模型。预测结果表明,STL-BiLSTM模型预测精度优异,五市NDVI预测值与真实值的决定系数(R2)均≥0.994,显著优于对比模型;气象因子与NDVI分量存在尺度差异化关联,气温主要驱动季节分量波动,降水量主导趋势分量演化,验证了多尺度耦合机制的合理性。本研究的创新点在于建立了气候因子与STL分层特征的精准耦合机制、构建了时序分解与双向时序建模的一体化架构、优化了多元气象数据的输入模式,为水稻NDVI高精度预测提供了新范式,也为基于NDVI的水稻产量预测与粮食安全保障提供了参考价值。 展开更多
关键词 归一化差异植被指数(NDVI) stl时序分解 双向长短期记忆网络(BiLSTM) 时序预测
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STL-BiLSTM模型在多气象因子水稻NDVI预测中的应用
10
作者 周晞 《统计学与应用》 2025年第12期265-282,共18页
归一化差异植被指数(NDVI)作为表征植被生长状况的核心指标,是水稻产量动态预测与农业精准决策的关键支撑。当前水稻NDVI预测存在气候因子耦合深度不足、模型时序特征捕捉能力有限、区域适配性不强等问题,传统模型或依赖有限气象变量,... 归一化差异植被指数(NDVI)作为表征植被生长状况的核心指标,是水稻产量动态预测与农业精准决策的关键支撑。当前水稻NDVI预测存在气候因子耦合深度不足、模型时序特征捕捉能力有限、区域适配性不强等问题,传统模型或依赖有限气象变量,或忽视NDVI时序结构与多因子协同效应,难以满足高精度预测需求。为解决上述问题,本研究以黑龙江省哈尔滨、齐齐哈尔、鸡西、佳木斯、绥化5个水稻主产区为研究区,基于1983~2022年逐日NDVI数据与气象数据,提出一种融合STL时序分解与双向长短期记忆网络(BiLSTM)的NDVI预测模型。研究首先通过STL方法将NDVI序列解构为趋势、季节及残差分量,厘清各分量与气象因子的多尺度关联特征;随后构建“STL分解-BiLSTM预测”一体化架构,融合多尺度气候指标与NDVI分层特征,形成多元输入的预测模型。预测结果表明,STL-BiLSTM模型预测精度优异,五市NDVI预测值与真实值的决定系数(R2)均≥0.994,显著优于对比模型;气象因子与NDVI分量存在尺度差异化关联,气温主要驱动季节分量波动,降水量主导趋势分量演化,验证了多尺度耦合机制的合理性。本研究的创新点在于建立了气候因子与STL分层特征的精准耦合机制、构建了时序分解与双向时序建模的一体化架构、优化了多元气象数据的输入模式,为水稻NDVI高精度预测提供了新范式,也为基于NDVI的水稻产量预测与粮食安全保障提供了参考价值。 展开更多
关键词 归一化差异植被指数(NDVI) stl时序分解 双向长短期记忆网络(BiLSTM) 时序预测
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基于FFT-STL的大坝监测数据时效分量提取与分析算法 被引量:2
11
作者 李元梦 李登华 丁勇 《水电能源科学》 北大核心 2024年第7期129-132,共4页
研判监测物理量的变化趋势是否向危险方向发展是大坝监测资料定量分析的主要目的,但传统方法易受人为因素的影响。为此,提出了一种基于FFT-STL的大坝监测数据时效分量提取与分析算法,该算法采用FFT算法计算监测数据的周期,并将其作为输... 研判监测物理量的变化趋势是否向危险方向发展是大坝监测资料定量分析的主要目的,但传统方法易受人为因素的影响。为此,提出了一种基于FFT-STL的大坝监测数据时效分量提取与分析算法,该算法采用FFT算法计算监测数据的周期,并将其作为输入参数传递给STL分解算法,自动提取数据的时效分量,采用不同类型的时效分量模型分别回归拟合优选最佳模型,最后依据变化速率对时效分量的趋势进行研判。经实例分析证明,与传统算法相比,所提算法能准确可靠地反映大坝安全监测数据的变化和发展趋势,且具有更好的适应性。 展开更多
关键词 大坝监测 FFT stl分解 时效分量
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基于分解和多分量集成学习的负荷预测方法 被引量:2
12
作者 张子森 徐晓钟 《计算机与现代化》 2023年第3期96-101,106,共7页
能源负荷时间序列具有周期波动性和增长性两重趋势。一般梯度提升树GBDT通过集成多个分类与回归树CART,能够很好地拟合周期波动性趋势,但是对于增长性趋势拟合较差。相关研究先分解再使用组合模型预测,而本文研究在分解后使用多分量集... 能源负荷时间序列具有周期波动性和增长性两重趋势。一般梯度提升树GBDT通过集成多个分类与回归树CART,能够很好地拟合周期波动性趋势,但是对于增长性趋势拟合较差。相关研究先分解再使用组合模型预测,而本文研究在分解后使用多分量集成学习进行预测。首先分解出负荷的2种趋势分量及残差分量,将CART的叶节点改为3个预测模型,使其能够对3个分量进行预测。同时优化CART损失函数为各分量预测结果的误差平方总和,使其能够考虑3个分量预测模型的损失。然后基于梯度提升重构预测结果,使其能够以多分量集成学习的方式拟合负荷的两重趋势。最后提出基于分解和多分量集成学习的负荷预测方法,该方法在某地区电力负荷预测实验中,相比其它预测方法,各项误差评价指标均有所下降。实验结果表明,本文提出的方法在两重趋势性负荷的预测中具有更好的表现,同时也为GBDT预测其它类型数据提供了改进思路。 展开更多
关键词 负荷时间序列 stl分解 梯度提升树 多分量预测 负荷预测
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基于STL-LSTM-TCN模型的短期负荷预测方法 被引量:12
13
作者 李飞宏 肖迎群 《电子设计工程》 2023年第7期47-51,56,共6页
为提高模型的预测精度,引入STL算法将负荷序列分解为周期分量、趋势分量、残差分量,利用各分量训练LSTM和TCN模型。在得到LSTM和TCN模型的预测后,为进一步提高模型的预测精度,构建了集成模型对LSTM模型和TCN模型的预测值进行集成。以西... 为提高模型的预测精度,引入STL算法将负荷序列分解为周期分量、趋势分量、残差分量,利用各分量训练LSTM和TCN模型。在得到LSTM和TCN模型的预测后,为进一步提高模型的预测精度,构建了集成模型对LSTM模型和TCN模型的预测值进行集成。以西班牙电力负荷数据集为例,对所提负荷预测方法进行了验证。实验结果表明,STL算法和集成模型的引入均提高了模型的预测精度,基于STL-LSTM-TCN的预测方法相较于LSTM、TCN、STL-LSTM、STL-TCN,其MAPE分别降低了2.8664%、2.1229%、0.37%、0.1%,所提负荷预测方法的预测误差最低,验证了所提预测方法的有效性与合理性。 展开更多
关键词 电力负荷预测 stl分解 长短期记忆神经网络 时序卷积网络
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基于STL-Former的中短期光伏功率预测 被引量:4
14
作者 李灯熬 白晓东 +1 位作者 夏鸿伟 冯丁 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期140-146,153,共8页
由于光伏发电具有间歇性和波动性,给电网运行的安全性和稳定性造成危害,对光伏功率进行准确预测可以有效解决这一问题。本文提出一种基于STL-Former的中短期光伏功率预测模型,该模型结合了季节趋势局部加权回归分解(STL分解)与神经网络... 由于光伏发电具有间歇性和波动性,给电网运行的安全性和稳定性造成危害,对光伏功率进行准确预测可以有效解决这一问题。本文提出一种基于STL-Former的中短期光伏功率预测模型,该模型结合了季节趋势局部加权回归分解(STL分解)与神经网络模型。首先,STL-Former模型将光伏功率数据通过STL分解进行特征扩充,用于提取基于历史序列的周期项、趋势项特征。然后,拼接周期项、趋势项特征和原特征,进行数据预处理和特征编码并使用基于Informer模型的神经网络进行功率预测。最后,在真实数据集上进行大量实验。实验结果表明:STL-Former在中短期光伏功率预测任务中精度较高,其中在2 h光伏功率预测任务时,平均绝对值误差为0.176、均方误差为0.180;在28 h光伏功率预测任务时,平均绝对值误差为0.170、均方误差为0.154。 展开更多
关键词 深度学习 光伏功率预测 stl分解
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基于STL-Holt-WOA-RF的拱坝位移预测模型 被引量:3
15
作者 朱震昊 徐波 +2 位作者 陈泽元 张祜 陆隽谊 《水电能源科学》 北大核心 2024年第2期138-141,170,共5页
传统的混凝土拱坝位移预测模型主要关注水压、温度、时效等因素与拱坝位移之间的关系,未对拱坝位移数据中所包含的信息进行充分挖掘。为此,采用Seasonal and Trend decomposition using Loess算法(STL)将拱坝位移原始数据分解为趋势序... 传统的混凝土拱坝位移预测模型主要关注水压、温度、时效等因素与拱坝位移之间的关系,未对拱坝位移数据中所包含的信息进行充分挖掘。为此,采用Seasonal and Trend decomposition using Loess算法(STL)将拱坝位移原始数据分解为趋势序列、周期序列及残差分量。在此基础上,采用鲸鱼优化算法(WOA)结合随机森林算法(RF)对三个分量进行预测,并使用Holt-Winters算法充分考虑趋势序列中的趋势信息对趋势序列的预测结果进行修正。最后将修正后的趋势序列预测结果和周期序列、残差分量预测结果相加,得出拱坝位移最终预测结果。工程实例表明,基于STL-Holt-WOA-RF的拱坝位移预测模型能够显著提高预测的准确性和稳定性,为拱坝位移预测提供了新的思路和方法。 展开更多
关键词 混凝土拱坝 位移监控模型 stl分解 随机森林算法 Holt-Winters算法
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基于STL算法的黄河下游水沙通量变化分析研究
16
作者 罗小玉 《珠江水运》 2024年第14期79-81,共3页
本文采用了STL分解法的局部加权回归,捕捉局部变化规律和趋势,得出自2019年起,水沙通量因“调水调沙”出现大幅突变,2019—2021年突变点逐渐更密集且峰值逐渐减小,呈更平缓突变趋势;每年季节年性相差不大,分洪、枯两季;周季节性和突变... 本文采用了STL分解法的局部加权回归,捕捉局部变化规律和趋势,得出自2019年起,水沙通量因“调水调沙”出现大幅突变,2019—2021年突变点逐渐更密集且峰值逐渐减小,呈更平缓突变趋势;每年季节年性相差不大,分洪、枯两季;周季节性和突变性相似,均为变换系数逐年增大,呈更平缓波动趋势;周期性体现在枯季水沙通量在大时间尺度上先多后少,在小尺度上水沙通量的多-少循环,且变换系数远小于洪季。 展开更多
关键词 水沙通量 stl分解 调水调沙
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基于SVM-STL-LSTM的区域短期电力负荷预测研究 被引量:22
17
作者 王晨 李又轩 +1 位作者 吴其琦 邬蓉蓉 《水电能源科学》 北大核心 2024年第4期215-218,共4页
针对区域电力负荷的时间序列数据随机性强、预测精度低及单一模型的数据特征提取能力差等问题,提出了一种支持向量机(SVM)、STL时序分解法、长短期记忆神经网络(LSTM)组合的电力负荷预测模型。该模型利用SVM对时间序列的电力负荷数据进... 针对区域电力负荷的时间序列数据随机性强、预测精度低及单一模型的数据特征提取能力差等问题,提出了一种支持向量机(SVM)、STL时序分解法、长短期记忆神经网络(LSTM)组合的电力负荷预测模型。该模型利用SVM对时间序列的电力负荷数据进行初始预测,并通过STL时序分解法对残差序列进行时序分解,从而提高残差序列的稳定性,减小其随机性,最后用LSTM对SVM的预测误差进行修正。试验结果证明,该方法利用误差修正可有效处理随机性强的数据,有利于预测结果的稳定性,提高预测精度。 展开更多
关键词 组合模型 支持向量机 stl时序分解 长短期记忆网络 短期预测 误差修正
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沉管隧道长期沉降预测模型研究
18
作者 胡晓勇 郑万坤 《建筑机械》 2025年第3期211-215,220,共6页
文章针对沉管隧道沉降监测数据非线性、非平稳的特点,提出1种基于STL分解的GRU-ARIMA组合预测模型,可更好地兼顾沉管隧道沉降长期发展趋势和波动特征。利用STL分解将沉降监测数据分解为趋势分量、周期分量和噪音分量,采用GRU循环神经网... 文章针对沉管隧道沉降监测数据非线性、非平稳的特点,提出1种基于STL分解的GRU-ARIMA组合预测模型,可更好地兼顾沉管隧道沉降长期发展趋势和波动特征。利用STL分解将沉降监测数据分解为趋势分量、周期分量和噪音分量,采用GRU循环神经网络对趋势分量和噪音分量进行预测,周期分量采用ARIMA模型预测,将预测结果相加获得总的预测值。以车陂路-新滘东路隧道工程为例,选择代表性监测点J1、J2的沉降监测数据,划分训练集和测试集,通过对比测试集实测值和组合模型预测值以验证模型的合理性,同时与单一GRU循环神经网络预测值进行对比以验证组合模型的优势。结果表明:组合模型测试集预测结果与实测值相比较为吻合,能够用于实际工程中,同时相对于单一的GRU模型具有明显的优势。 展开更多
关键词 沉管隧道 沉降监测 stl分解 GRU循环神经网络 ARIMA模型
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基于SVM-SARIMA-LSTM模型的城市用水量实时预测 被引量:3
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作者 李轩 吴永强 +2 位作者 王佳伟 杨伟超 张天洋 《水电能源科学》 北大核心 2025年第3期36-39,6,共5页
为提高气象波动下城市用水量预测精度,通过季节性分解的趋势—季节性—残差程序(STL)将城市时用水量分解为趋势分量、季节性分量和残差分量3部分,使用季节性自回归移动平均模型(SARIMA)对季节性部分进行捕捉,利用支持向量机(SVM)提取趋... 为提高气象波动下城市用水量预测精度,通过季节性分解的趋势—季节性—残差程序(STL)将城市时用水量分解为趋势分量、季节性分量和残差分量3部分,使用季节性自回归移动平均模型(SARIMA)对季节性部分进行捕捉,利用支持向量机(SVM)提取趋势部分与气温、降水、风速、气压和相对湿度5个气象因素之间的关系,利用长短时记忆网络(LSTM)对波动性明显的残差部分进行关系捕捉,构建了SVM-SARIMA-LSTM用水量实时预测模型,并利用衡水市3个月时用水量数据和气象数据训练SVM-SARIMA-LSTM模型,以随后1周的实测数据作为验证集对模型预测性能进行评估。结果表明,SVM-SARIMA-LSTM模型的平均绝对百分比误差(E_(MAP))比SARIMA模型低4.502%,均方根误差(E_(RMSE))降低了39.084%,确定系数R^(2)提高了9.965%,最大绝对误差(E_(maxA))减小了55.946%,具有较好的应用价值。所建模型通过整合关键气象因素,准确地捕捉到城市用水量的季节性趋势及非季节性波动,展现了优良的泛化性。 展开更多
关键词 SARIMA模型 支持向量机 长短时记忆神经网络 SVM-SARIMA-LSTM模型 stl分解程序 气象因素 用水量预测
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基于GRACE降尺度分析的江西省山丘区地下水储存量变化时空演变规律 被引量:1
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作者 何景媛 肖墁华 +3 位作者 游建飞 陈立月 朱健 鲁程鹏 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期21-32,共12页
为研究江西省山丘区地下水储存量变化的时空特征,基于2003—2023年GRACE/GRACE-FO卫星反演数据,构建了集降尺度重建与趋势识别于一体的地下水时空演变分析框架,揭示了地下水储存量异常(GWSA)数据的变化格局。通过深度学习模型对GWSA进... 为研究江西省山丘区地下水储存量变化的时空特征,基于2003—2023年GRACE/GRACE-FO卫星反演数据,构建了集降尺度重建与趋势识别于一体的地下水时空演变分析框架,揭示了地下水储存量异常(GWSA)数据的变化格局。通过深度学习模型对GWSA进行高分辨率重建,应用STL分解提取长期趋势分量,结合Mann-Kendall检验与Theil-Sen斜率估算法识别地下水变化趋势及其显著性。结果表明:重建后的高分辨率GWSA数据清晰地揭示了江西山丘区地下水储存量的时空演变特征;经STL分解,序列表现出显著的长期趋势和稳定的季节波动,2003—2023年全省地下水整体缓慢上升,长期趋势整体呈“东北—中部恢复、南部持续亏损”的演变格局,南部赣州市减储显著,是典型亏损区;地下水变化呈现出区域差异性、阶段性演变及高频异常增强的复合特征,反映出系统尚未稳定,仍处于易亏的临界状态。 展开更多
关键词 GRACE卫星 地下水储存量 stl分解 趋势分析 江西省山丘区
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