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基于TCN-Informer的长短期多变量时间序列预测
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作者 李德权 江涛 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第4期1549-1557,共9页
为了解决时间序列预测长期和短期依赖关系的难题,同时捕捉长期趋势和短期动态,并对多变量时间序列中变量间复杂的相互依赖关系进行建模,提出了一种基于时间卷积网络(temporal convolutional network,TCN)的预测方法。首先,采用TCN来有... 为了解决时间序列预测长期和短期依赖关系的难题,同时捕捉长期趋势和短期动态,并对多变量时间序列中变量间复杂的相互依赖关系进行建模,提出了一种基于时间卷积网络(temporal convolutional network,TCN)的预测方法。首先,采用TCN来有效捕捉序列变量在时间尺度上的特征,同时将压缩-激励模块(squeeze-and-excitation block,SE_Block)应用于TCN的输出。该模块通过增强多变量的表示,有效解决短期依赖性问题,并提高模型捕捉关键短期信息的能力。其次,引入Informer模型来增强长期序列处理能力,不仅有效解决了长期序列预测中的计算效率问题,还增强了模型对全局时间依赖关系的建模能力。最后,在设备状态监测(ETTm1)、交通流量(Traffic)和电力负荷(Electricity)三个数据集上将所提方法与现有的时间序列模型进行实验验证并比较。结果表明:所提出的方法在长期和短期时间序列预测中的误差率较低,能够有效提高多变量时间序列中长期和短期预测性能。 展开更多
关键词 长短期时间序列 多变量时间序列 INFORMER 时间卷积网络(tcn) 特征提取
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基于二次分解和TSO-TCN的分时电量预测
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作者 王永利 李一鸣 +5 位作者 延子昕 白雪峰 詹祥澎 田传波 杜苁聪 周颖 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第4期1509-1517,共9页
分时电量是具有趋势性特征、季节性特征以及随机性特征的非平稳序列,使用传统方法进行预测会造成较大的误差。为提高复杂特征下分时电量的预测精度,提出了一种基于二次分解和金枪鱼群优化算法-时域卷积网络(tuna swarm optimization-tem... 分时电量是具有趋势性特征、季节性特征以及随机性特征的非平稳序列,使用传统方法进行预测会造成较大的误差。为提高复杂特征下分时电量的预测精度,提出了一种基于二次分解和金枪鱼群优化算法-时域卷积网络(tuna swarm optimization-temporal convolutional network,TSO-TCN)的电量预测模型。首先,使用变分非线性调频模态分解(variational nonlinear chirp mode decomposition,VNCMD)对原始电量数据进行分解,基于相关性分析与改进小波阈值法进行去噪处理,将去噪后数据进行辛几何模态分解(symplectic geometry mode decomposition,SGMD)得到分量序列;其次,采取K-均值聚类对分量序列进行合并,对聚类后的分量序列分别建立TSO-TCN预测模型进行预测;最后累加求和,确定最终预测结果。实验结果表明,所提出方法预测精度良好,为传统的分解-集成预测方法提供了新的思路。 展开更多
关键词 特征提取 聚类分析 变分非线性调频模态分解(VNCMD) 辛几何模态分解(SGMD) 时域卷积网络(tcn)
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基于TCN-Transformer混合架构的中低速磁浮列车制动模型
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作者 王果 石开 +3 位作者 闵永智 吕微熹 夏楷哲 吴艾玲 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第6期2579-2591,共13页
针对中低速磁浮列车传统单质点制动模型电制动响应延迟、液压补偿离散导致的列车制动建模问题,提出了基于TCN-Transformer(temporal convolutional network-transformer)混合架构的制动模型。通过三级预处理体系构建:涡流测速数据缺失... 针对中低速磁浮列车传统单质点制动模型电制动响应延迟、液压补偿离散导致的列车制动建模问题,提出了基于TCN-Transformer(temporal convolutional network-transformer)混合架构的制动模型。通过三级预处理体系构建:涡流测速数据缺失值插补、运行状态分解和多尺度窗口特征生成,融合时间卷积网络的局部时序模式捕获能力,结合Transformer的全局动态关联建模优势,建立中低速磁浮列车制动特性预测方法。实验表明,该模型在50步长预测时平均绝对误差为1.114 km/h,较单体Transformer模型降低7.2%;线路实测数据集验证显示,模型制动响应时间较传统动力学模型提前22.1 s,消除最高限速段超限波动,停车位移误差缩小32.4%。研究表明,混合架构通过多尺度特征融合有效解决了电-液混合制动动态补偿的非线性建模问题,为磁浮列车智能制动系统提供了具有实时预测能力的解决方案。 展开更多
关键词 中低速磁浮列车 tcn-Transformer混合架构 制动建模 多尺度特征融合 时间序列预测
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基于TCN-MDN和概率潮流的电力系统灵活性量化分析方法
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作者 高天宇 徐天奇 李琰 《现代电子技术》 北大核心 2026年第2期133-141,共9页
高比例可再生能源的接入使电力系统的潮流具有波动性和随机性,也为电力系统的灵活运行带来了挑战。为了应对挑战,首要策略是建立一种灵活性量化和分析方法,用来表征灵活性资源供需平衡与系统运行之间的关系,为此,提出一种基于神经网络... 高比例可再生能源的接入使电力系统的潮流具有波动性和随机性,也为电力系统的灵活运行带来了挑战。为了应对挑战,首要策略是建立一种灵活性量化和分析方法,用来表征灵活性资源供需平衡与系统运行之间的关系,为此,提出一种基于神经网络和概率潮流的电力系统灵活性量化和分析方法。首先,构建神经网络对可再生能源的出力进行多时间尺度的概率预测;其次,引入考虑静态特性的潮流模型,通过系统频率来反映电力系统有功灵活性的供需平衡;然后,改进半不变量法,结合Gram-Charlier级数展开得到系统频率和线路潮流的概率密度函数,以此量化电力系统灵活性;最后,基于修改后的IEEE-30节点系统,通过与蒙特卡洛法对比来验证所提方法的准确性。实验结果表明,所提方法能够在概率框架下量化电力系统的灵活性,具有较高的运算精度和较快的速度。 展开更多
关键词 时序混合密度网络 tcn 概率预测 线性潮流模型 半不变量法 灵活性量化 Gram-Charlier级数
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基于TCN-BiLSTM-Attention模型的超短期光伏发电量预测方法
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作者 刘凯伦 孙广玲 陆小锋 《工业控制计算机》 2026年第1期122-124,共3页
随着光伏发电在全球能源体系中占比不断提升,超短期光伏发电量预测对电力系统调度与安全运行至关重要。然而,光伏发电量受多因素影响,具有显著随机性与波动性。为此,提出了一种基于TCN-BiLSTM-Attention模型的超短期光伏发电量预测方法... 随着光伏发电在全球能源体系中占比不断提升,超短期光伏发电量预测对电力系统调度与安全运行至关重要。然而,光伏发电量受多因素影响,具有显著随机性与波动性。为此,提出了一种基于TCN-BiLSTM-Attention模型的超短期光伏发电量预测方法。首先通过皮尔逊相关分析筛选关键特征,并利用孤立森林算法检测异常值,结合线性插值法和标准化完成数据预处理。随后,通过时间卷积网络(Temporal Convolutional Network,TCN)提取时序特征,再利用双向长短期记忆网络(Bidirectional Long Short-Term Memory,BiLSTM)网络捕获前后向时间依赖关系,并在输出端引入注意力机制聚焦关键时间步特征。最后,在Desert Knowledge Australia Solar Centre(DKASC)数据集上的对比实验表明,与传统LSTM、BiLSTM模型相比,提出的TCN-BiLSTM-Attention模型在预测精度、稳定性等方面均表现出一定优势。 展开更多
关键词 tcn BiLSTM ATTENTION 发电量超短期预测
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核反应堆冷却剂系统故障诊断MPA-TCN-GRU模型
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作者 贾晓龙 戴滔 +2 位作者 隋阳 闫家胜 刘家义 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第8期3319-3329,共11页
核反应堆冷却剂系统(reactor coolant system,RCS)是一个庞大且复杂的核电厂系统,它的主要作用是载出核反应堆产生的热量、防止放射性物质外泄。因此,精准的RCS故障诊断对于保障核电厂的安全性至关重要。为针对传统RCS故障诊断模型训练... 核反应堆冷却剂系统(reactor coolant system,RCS)是一个庞大且复杂的核电厂系统,它的主要作用是载出核反应堆产生的热量、防止放射性物质外泄。因此,精准的RCS故障诊断对于保障核电厂的安全性至关重要。为针对传统RCS故障诊断模型训练效率较低、准确性不足的问题,按照如下路线提出了一种RCS故障诊断海洋捕食者算法(marine predator algorithm,MPA)-时间卷积网络(temporal convolutional network,TCN)-门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)模型。首先,应用TCN模型,提取RCS样本数据的特征信息;然后,将提取到的特征信息输入到GRU模型,捕捉数据中的时序依赖关系,进而构建TCN-GRU模型;最后,应用MPA寻找TCN-GRU模型的最优超参数,实现对RCS的精准诊断。结果表明:与传统的TCN、GRU及TCN-GRU模型相比,所提模型在较少的训练轮数实现了收敛,同时在诊断准确率上分别提高了2.64%、2.93%和2.01%,验证了所提出的诊断模型的高效性和可靠性。 展开更多
关键词 核反应堆冷却剂系统(RCS) 故障诊断 时间卷积网络(tcn) 门控循环单元(GRU) 海洋捕食者算法(MPA)
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基于TCN-GCN的井下DC-DC电路软故障诊断
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作者 何景贤 姜媛媛 《煤矿机械》 2026年第1期183-187,共5页
针对煤矿井下电控系统中DC-DC电源模块电容软故障类型多样、诊断精度不足的问题,提出了一种基于并行时序卷积网络(TCN)与图卷积网络(GCN)的融合模型。以150 W Boost型DC-DC电源为研究对象,采集电路中4个测点的电压信号。该模型通过TCN... 针对煤矿井下电控系统中DC-DC电源模块电容软故障类型多样、诊断精度不足的问题,提出了一种基于并行时序卷积网络(TCN)与图卷积网络(GCN)的融合模型。以150 W Boost型DC-DC电源为研究对象,采集电路中4个测点的电压信号。该模型通过TCN捕获长时依赖特征,以GCN刻画测点拓扑关系;二者在特征层拼接,实现时间维与空间结构信息的互补融合。实验结果表明,该模型平均准确率达99.72%;在6 dB、4 dB、2 dB、0 dB信噪比条件下,准确率分别达到99.48%、98.54%、98.17%和93.78%,高于其他模型。该研究为煤矿井下电控设备中电容软故障的智能诊断提供了有效技术路径。 展开更多
关键词 电路软故障诊断 煤矿井下电控系统 tcn GCN
原文传递
基于二次分解重构及改进NGO优化TCN-BiLSTM-Attention组合的短期电力负荷预测
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作者 赵港港 冉启武 朱桥桥 《电工技术》 2026年第3期49-57,共9页
针对电力负荷数据波动性强、多特征耦合、噪声干扰等因素导致预测精度不足的问题,提出了一种基于二次分解重构及改进NGO优化TCN-BiLSTM-Attention组合的短期电力负荷预测方法。首先,采用Spearman系数分析法筛选出与负荷相关性较强的影... 针对电力负荷数据波动性强、多特征耦合、噪声干扰等因素导致预测精度不足的问题,提出了一种基于二次分解重构及改进NGO优化TCN-BiLSTM-Attention组合的短期电力负荷预测方法。首先,采用Spearman系数分析法筛选出与负荷相关性较强的影响特征。然后,为了降低负荷序列的随机性和波动性,利用完全自适应噪声集合经验模态分解将负荷序列分解为模态分量集合;其次,基于样本熵计算将各模态聚合为高、中、低3个频段,再利用变分模态分解对高频分量进行二次分解,以进一步降低负荷序列的复杂度;最后,将重构后的各模态分量与筛选的强相关特征共同输入所提的组合模型中进行预测,通过对各分量预测结果进行加权融合,得到最终的预测值。基于澳大利亚某地电力负荷数据进行算例分析,结果表明所提方法相较于其他对比模型,RMSE、MAE和MAPE分别最多降低了57.9%、54.6%和55.6%。 展开更多
关键词 电力负荷预测 二次分解重构 改进北方苍鹰 样本熵 tcn BiLSTM
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基于TCN-Transformer模型的毫米波雷达船舶目标识别方法
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作者 方梦瑶 张贞凯 《电光与控制》 北大核心 2026年第3期90-95,110,共7页
针对毫米波雷达回波信号的目标分类问题,提出一种基于TCN-Transformer模型的船舶目标识别方法。通过时间积累方式采集数据并对采集的回波信号预处理得到与时间有关的序列数据。由于得到的序列数据为长序列,而传统方法在长序列目标分类... 针对毫米波雷达回波信号的目标分类问题,提出一种基于TCN-Transformer模型的船舶目标识别方法。通过时间积累方式采集数据并对采集的回波信号预处理得到与时间有关的序列数据。由于得到的序列数据为长序列,而传统方法在长序列目标分类时表现较差,为解决此问题,采用TCN和Transformer相结合来提取长序列数据特征。首先,利用改进的卷积结构捕获序列连续特征,然后,利用TCN中因果膨胀卷积来输出局部稳定特征,并通过Transformer来增强模型对长序列数据的建模能力,从而提取序列的全局特征;为解决小数据集情况下深层模型容易出现的过拟合问题,在损失函数中加入弹性权重,改进后的损失函数加快了模型收敛速度;最后,通过仿真实验的结果表明,所提方法在识别准确率方面有较好的表现。 展开更多
关键词 毫米波雷达 tcn-Transformer模型 弹性权重损失 目标识别
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基于TCN-Transformer模型的低温省煤器入口烟气参数预测
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作者 姜正雄 韦栋梁 周昊 《锅炉技术》 北大核心 2026年第2期11-17,共7页
以某火电厂1 055 MW机组的低温省煤器为例,提出了一种融合时序卷积网络(TCN)与Transformer架构的低温省煤器入口烟气参数预测模型。充分考虑机组运行特性对多变量特征时间序列进行建模,实现了对低温省煤器入口烟气温度和烟气流量的预测... 以某火电厂1 055 MW机组的低温省煤器为例,提出了一种融合时序卷积网络(TCN)与Transformer架构的低温省煤器入口烟气参数预测模型。充分考虑机组运行特性对多变量特征时间序列进行建模,实现了对低温省煤器入口烟气温度和烟气流量的预测。通过与传统的反向传播(BP)神经网络、长短期记忆网络(LSTM)模型和最小二乘支持向量机(LSSVM)模型的对比分析表明:所建TCN-Transformer模型在烟气参数预测方面具有更高的准确性和泛化能力,对低温省煤器入口烟气温度和烟气量的预测相对误差分别为0.22%和1.67%。 展开更多
关键词 低温省煤器 烟气温度 tcn-Transformer 时序预测
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基于TCN-LSTM-DA的数控机床主轴热误差动态建模
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作者 杨柯 彭骥 +3 位作者 李龙江 苗志毅 胡晓兵 赵周杰 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2026年第3期12-18,共7页
主轴热误差是影响机床精度的关键误差源,而热误差补偿是减小主轴热误差的重要技术,其中热误差建模是前提和基础。为提高热误差模型的预测能力,提出一种结合时间卷积网络(TCN)、长短期记忆网络(LSTM)和差分注意力机制(DA)的动态建模方法... 主轴热误差是影响机床精度的关键误差源,而热误差补偿是减小主轴热误差的重要技术,其中热误差建模是前提和基础。为提高热误差模型的预测能力,提出一种结合时间卷积网络(TCN)、长短期记忆网络(LSTM)和差分注意力机制(DA)的动态建模方法。该方法通过模糊C均值聚类(FCM)及互信息(MI)选取温度关键点,TCN提取温度序列全局时序特征,LSTM捕捉时序间依赖关系,并引入差分注意力机制调整时间步权重,利用鲸鱼优化算法(WOA)优化关键超参数,构建TCN-LSTM-DA热误差模型。结果表明,TCN-LSTM-DA模型具有优异预测能力,对比消融实验中的LSTM-DA、TCN-LSTM、TCN-DA及传统的LSTM、GRU和BPNN模型,其MAE平均降低了约15.6%、17.8%、21.9%、24.1%、31%和32.2%,RMSE平均降低了约16.4%、19.0%、22.1%、26.3%、28.8%和32.8%,验证了各模块必要性,为热误差补偿提供了核心支撑。 展开更多
关键词 数控机床 主轴热误差 热误差动态建模 tcn-LSTM-DA
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基于河马优化的VMD-TCN轴承故障诊断方法
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作者 牛珂 刘怡然 王新华 《机械设计与制造》 北大核心 2026年第4期307-312,共6页
轴承是旋转装置的核心元件,其性能状况对机械系统的稳定性和安全性至关重要。为解决轴承故障特征提取难、诊断准确率低的问题,提出一种新型智能算法河马优化算法(HO),并结合变分模态分解(VMD)与时间卷积网络(TCN)组合形成HO-VMD-TCN轴... 轴承是旋转装置的核心元件,其性能状况对机械系统的稳定性和安全性至关重要。为解决轴承故障特征提取难、诊断准确率低的问题,提出一种新型智能算法河马优化算法(HO),并结合变分模态分解(VMD)与时间卷积网络(TCN)组合形成HO-VMD-TCN轴承故障诊断方法。首先,利用VMD对原始信号进行分解,提取轴承振动数据中的特征数据,得到一系列模态分量(IMFs)。其次为了确定VMD算法中最佳的模态分量个数K及惩罚参数α,增强特征提取的效果,将最小排列熵作为适应度函数,采用HO算法进行参数优化,并找寻最小适应度的索引值,将两个参数以及索引值代回VMD中。接着,计算最佳IMF分量的统计特性,生成特征矩阵。最后,将特征矩阵输入到TCN模型中进行故障分类。使用西储大学轴承数据集进行实验,结果表明HO-VMD-TCN轴承故障诊断方法能够强化故障特征,提取有效特性,显著提高故障诊断的准确性和效率。 展开更多
关键词 轴承故障诊断 河马优化算法(HO) 变分模态分解(VMD) 时间卷积网络(tcn) 特征提取
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基于TCN-LSTM-Attention模型的桥梁挠度预测
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作者 郝艳军 董红霞 +1 位作者 徐婷 赵晓晋 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第3期1259-1268,共10页
桥梁挠度作为衡量桥梁受力变形的重要指标,其精准预测对桥梁安全评估和养护决策颇具意义。传统的桥梁检测方法依赖人工巡检,难以实时反映桥梁健康状况,利用现代传感技术和智能算法开展桥梁健康监测和预警成为当前研究热点。基于桥梁健... 桥梁挠度作为衡量桥梁受力变形的重要指标,其精准预测对桥梁安全评估和养护决策颇具意义。传统的桥梁检测方法依赖人工巡检,难以实时反映桥梁健康状况,利用现代传感技术和智能算法开展桥梁健康监测和预警成为当前研究热点。基于桥梁健康监测传感器实时采集挠度、温度等重要参数,使用孤立森林模型进行异常值检测处理,综合时间卷积网络(temporal convolutional network,TCN)的时序建模能力、长短时记忆网络(long short-term memory,LSTM)的长期依赖捕获能力和注意力机制(Attention)的自适应特征选择能力,构建TCN-LSTM-Attention混合模型实现挠度预测。为优化模型性能,引入鲸鱼优化算法进行超参数搜索调优。结果表明,TCN-LSTM-Attention模型在多种评估指标下表现优异,模型R^(2)为0.97,RMSE(root mean squared error)为0.2066,与TCN和LSTM模型相比,R^(2)分别提升5.24%和3.78%,RMSE分别降低5.47%和4.21%,特别是在长时间跨度预测任务中,模型具有更强的鲁棒性和准确性。研究为桥梁健康监测提供了智能预测方法,可为桥梁养护决策提供科学依据。 展开更多
关键词 桥梁工程 桥梁挠度预测 tcn-LSTM-Attention模型 时间序列 健康监测 孤立森林
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基于ZOA优化TCN-ILSTM的磨煤机故障预警方法
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作者 张嘉薇 黄敏 +3 位作者 孙秋红 张洪涛 王井阳 马桂楠 《机电工程》 北大核心 2026年第3期595-606,共12页
为提高磨煤机的故障预警能力,保障电力系统的安全稳定运行,提出了一种基于斑马优化算法(ZOA)优化时间卷积网络(TCN)和改进长短期记忆网络(ILSTM)的磨煤机故障预警方法。首先,利用完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN),对信号进行了... 为提高磨煤机的故障预警能力,保障电力系统的安全稳定运行,提出了一种基于斑马优化算法(ZOA)优化时间卷积网络(TCN)和改进长短期记忆网络(ILSTM)的磨煤机故障预警方法。首先,利用完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN),对信号进行了降噪与重构;然后,将与磨煤机故障相关的7个特征变量作为输入,构建了TCN-ILSTM混合神经网络预测模型,其中TCN用于特征提取,ILSTM采用双门控精简架构,删除了长短期记忆网络(LSTM)中的输出门,并在内部嵌入了自注意力模块(SA)和梯度增强模块(GEM),负责处理全局依赖,且利用ZOA优化了模型的超参数;最后,依据变量的真实值与预测值之间的残差分布规律,构建了自适应动态阈值,以某1030 MW火电机组的中速磨煤机为例进行了验证。研究结果表明:该方法所选取的大多数变量的均方根误差(RMSE)均显著低于0.2,平均绝对百分比误差(MAPE)亦优化至0.5以下,降幅达到了70%,拟合优度(R^(2))超过0.98,预测精度明显高于其他对比模型;并能在堵煤故障发生前约5 h触发预警。该方法能有效实现磨煤机的早期故障预警目的,可为电力设备的故障预警提供新思路。 展开更多
关键词 磨煤机 故障预警 斑马优化算法 时间卷积网络 改进长短期记忆网络 完全自适应噪声集合经验模态分解 自适应动态阈值
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基于TCN-Transformer与混合超参数优化的轴承剩余寿命预测模型
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作者 袁诗佳 余江 +1 位作者 麦竣深 刘祥源 《南方农机》 2026年第5期119-122,129,共5页
【目的】解决现有模型跨工况适应性低、难以部署至边缘设备、对非平稳噪声鲁棒性不足等问题,提升模型预测精度。【方法】文章提出了一种结合时序卷积网络(TCN)和Transformer的轴承剩余寿命预测模型,并设计了Hyperband与Optuna两阶段超... 【目的】解决现有模型跨工况适应性低、难以部署至边缘设备、对非平稳噪声鲁棒性不足等问题,提升模型预测精度。【方法】文章提出了一种结合时序卷积网络(TCN)和Transformer的轴承剩余寿命预测模型,并设计了Hyperband与Optuna两阶段超参数优化策略:通过Hyperband快速筛选出关键超参数范围,再经Optuna基于贝叶斯进行搜索精细化,实现高效调参,可在轴承退化数据中实现高效特征融合。最后,该模型通过集成FEMTO-ST和XJTU-SY两个公开轴承数据集进行了系统性训练与验证,并与CNN、Transformer、TCN等主流模型进行了对比试验。【结果】该TCN-Transformer模型在多项性能指标上均显著优于传统结构,尤其在复杂退化趋势建模与多工况预测任务中具备更强泛化能力。【结论】该预测模型在农业机械领域展现出卓越的预测性能与良好的跨场景泛化能力,在工业级RUL预测应用中具备较高的部署价值与稳定性。未来可进一步探索其在复杂工业场景下的实时部署能力以及融合自监督学习与迁移学习机制的潜力。 展开更多
关键词 轴承 剩余寿命预测 tcn-Transformer 时序卷积网络 超参数优化
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基于TCN-PatchTST模型的河道水位预测研究
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作者 俞学军 陈永澎 +2 位作者 刘林海 孟健 崔江涛 《浙江水利科技》 2026年第2期87-95,共9页
为提高水位预测的精度和可靠性,研究提出了一种有效融合水文站点时间和空间特征的方法,构建基于时间卷积网络(TCN)和PatchTST的深度学习模型。TCN专注于把握时序数据的局部特性,挖掘短期至中期的依赖关系;PatchTST专注于多尺度预测,负... 为提高水位预测的精度和可靠性,研究提出了一种有效融合水文站点时间和空间特征的方法,构建基于时间卷积网络(TCN)和PatchTST的深度学习模型。TCN专注于把握时序数据的局部特性,挖掘短期至中期的依赖关系;PatchTST专注于多尺度预测,负责挖掘长期依赖关系。通过二者的有机结合,模型实现了对数据局部特征及整体关联的高效捕捉。为验证模型性能,以永兴桥近10年的水位及流量数据为训练样本,开展未来12 h的水位预测实验。设计5种针对不同数据变量和模型变量的消融实验,并与主流深度学习模型进行对比。结果表明:TCN-PatchTST模型具备优异的抗噪性能及最高的预测准确度,为永兴河水资源管理和防洪减灾提供了有力的技术支撑。 展开更多
关键词 tcn PatchTST 深度学习 水位动态预报 永兴河流域
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基于TCN-ITransformer-KAN模型的短时交通流量预测方法研究
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作者 曾桐 曹瑾鑫 许振山 《内蒙古大学学报(自然科学版)》 2026年第1期80-93,共14页
随着城市化进程加速与机动车保有量持续攀升,交通拥堵、安全隐患及环境污染等问题日益凸显,短时交通流量的精准预测已成为优化交通资源配置和提升路网运行效率的关键需求。本文以法国克雷泰伊(Europarc Creteil)环岛环形交叉口公开数据... 随着城市化进程加速与机动车保有量持续攀升,交通拥堵、安全隐患及环境污染等问题日益凸显,短时交通流量的精准预测已成为优化交通资源配置和提升路网运行效率的关键需求。本文以法国克雷泰伊(Europarc Creteil)环岛环形交叉口公开数据集为研究对象,提出一种融合时序卷积网络(TCN)、改进型Transforme(r ITransformer)与知识增强网络(KAN)的混合预测模型(TCN-ITransformer-KAN)。为提升多模态时间序列预测的准确性与泛化能力,该模型通过TCN完成时间序列高效处理,利用ITransformer提供全局依赖建模能力,并基于KAN嵌入领域知识增强表示,实现多模态特征融合与领域知识驱动的协同优化。实验结果表明,相较于CNN、LSTM及其变体组合模型,TCN-ITransformer-KAN在预测精度上显著提升,其决定系数较CNN-Transformer、LSTM和TCN-Transformer模型分别提高3.99%、7.47%和53.54%。模型预测曲线与真实交通流量呈现高度吻合,验证了其在实际场景中的有效性与泛化能力。本研究为城市交通流量短时预测提供了一种基于时空特征解耦与知识注入的新范式,可为智能交通系统的实时决策提供理论支撑。 展开更多
关键词 智能交通系统 短时交通流量预测 机器学习 tcn-ITransformer-KAN算法
原文传递
基于TCN-LSTM模型的深基坑变形预测研究
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作者 叶剑锋 《广州建筑》 2026年第1期72-77,共6页
由于深基坑变形发展趋势受复杂地质条件及动态施工环境影响,为保障基坑安全而对深基坑变形开展精准预测,是亟待突破的工程难题。为实现高精度与强鲁棒性的变形预测,该研究提出一种融合时序卷积网络(TCN)与长短期记忆网络(LSTM)的混合深... 由于深基坑变形发展趋势受复杂地质条件及动态施工环境影响,为保障基坑安全而对深基坑变形开展精准预测,是亟待突破的工程难题。为实现高精度与强鲁棒性的变形预测,该研究提出一种融合时序卷积网络(TCN)与长短期记忆网络(LSTM)的混合深度学习模型(TCN-LSTM)。该模型通过TCN中的扩张因果卷积操作提取多尺度时序特征,并利用LSTM的门控机制建模长期依赖与非线性的动态演化过程。TCN与LSTM的跨模态集成有效增强了模型的特征表达与泛化能力。基于广州某医院深基坑工程的实测数据开展对比实验,结果表明:所提出的TCN-LSTM模型在拟合优度(R^(2))、均方误差(MSE)与平均绝对误差(MAE)三项指标上均显著优于传统RNN、LSTM及CNNLSTM模型,其R^(2)分别提升97.43%、80.59%及11.38%,MSE分别降低33.01%、23.66%与10.13%,MAE分别降低57.81%、49.00%与35.46%,同时表现出优异的噪声鲁棒性。该研究为深基坑变形预测提供了一种可靠的解决方案,对工程风险的智能感知与主动防控具有重要理论价值与工程应用前景。 展开更多
关键词 深基坑 变形预测 时间卷积网络(tcn) 长短期记忆神经网络(LSTM) 混合深度学习模型(tcn-LSTM) 鲁棒性
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基于DT-TCN-KAN的深海水合物开采管柱流致振动响应预测模型
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作者 郭晓强 何亮 +1 位作者 李莹伟 刘显斌 《振动与冲击》 北大核心 2026年第7期75-90,共16页
针对深海水合物开采立管振动信号在深海中数据难以获取问题,考虑开采立管的相同时刻不同位置存在相互关联情况,构建深海水合物开采立管时空振动预测模型,通过浅层位置振动信号来预测未来时刻深层开采立管振动信号。在时间卷积网络(tempo... 针对深海水合物开采立管振动信号在深海中数据难以获取问题,考虑开采立管的相同时刻不同位置存在相互关联情况,构建深海水合物开采立管时空振动预测模型,通过浅层位置振动信号来预测未来时刻深层开采立管振动信号。在时间卷积网络(temporal convolutional network,TCN)模型的结构基础上进行了创造性设计,通过将输入数据进行预处理,维度分段(dimension segment wise,DSW)嵌入机制和两阶段注意力(two stage attention,TSA)机制模型来捕获变量之间的依赖关系,将两个机制合成维度TSA机制模块,简称决策变换器(decision transformer,DT)模块。通过DSW机制,使得模型能够关注每个维度序列在不同时间步上的分段,从而更好地捕捉变量之间的跨维度依赖性;通过TSA机制,有效捕捉时间和变量维度之间的依赖性,提高了模型对序列之间深度关系的捕获能力。然后采用主干TCN网络提取振动信号的长时程依赖特征,经自适应特征加权优化信息密度。最终送入科尔莫戈罗夫-阿诺德网络(Kolmogorov-Arnold network,KAN)模型进行非线性拟合。通过将预测模型计算的顺流向和横流向振动位移与试验数据的对比,发现DT-TCN-KAN模型对开采立管振动位移预测效果最优。 展开更多
关键词 深海水合物 开采立管 空间位置 振动预测模型 DT-tcn-KAN
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基于VMD-FE与TCN-GRU模型的水资源质量预测方法研究
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作者 李智博 《吉林水利》 2026年第1期53-60,76,共9页
为了解决当前水资源质量预测中常被忽略的高频序列深入处理问题,本研究将变分模态分解技术与时序卷积神经网络相结合,并通过遗传算法和软阈值机制进行改进,提出了一种新型的水资源质量预测方法。实验结果表明,经过二次分解后,子序列模... 为了解决当前水资源质量预测中常被忽略的高频序列深入处理问题,本研究将变分模态分解技术与时序卷积神经网络相结合,并通过遗传算法和软阈值机制进行改进,提出了一种新型的水资源质量预测方法。实验结果表明,经过二次分解后,子序列模态分量4的模糊熵值从0.553降至了0.352,显著降低溶解氧序列的非平稳性。与未经处理的溶解氧序列相比,研究方法的方差和平均绝对误差分别降低了92.3%和89.88%。此外,将所分解好的各模态分量将按8:1的比例划分为训练集和测试集,输入研究模型中进行迭代训练和预测。研究模型在训练集和测试集上的预测准确率分别达到95.03%与98.21%。由此可知,研究方法不仅能够增强对水质高频序列的处理能力,还能够显著提升预测的准确性和可靠性。 展开更多
关键词 变分模态分解 时序卷积神经网络 遗传算法 水资源 质量预测
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