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基于CNN-LSTM方法的液环泵非稳态流场预测分析
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作者 张人会 唐玉 +1 位作者 郭广强 陈学炳 《农业机械学报》 北大核心 2026年第1期273-279,共7页
为实现对液环泵内非稳态气液两相流场的快速预测,提出了一种基于深度学习的非定常周期性流场预测方法,可以实现样本集之后未来一定时间段内流场的高精度快速预测。通过对液环泵非稳态CFD结果获取的各时间步上的流场快照建立流场数据集,... 为实现对液环泵内非稳态气液两相流场的快速预测,提出了一种基于深度学习的非定常周期性流场预测方法,可以实现样本集之后未来一定时间段内流场的高精度快速预测。通过对液环泵非稳态CFD结果获取的各时间步上的流场快照建立流场数据集,利用卷积神经网络(CNN)对流场快照进行特征提取,并结合长短期记忆神经网络(LSTM)构建时间序列神经网络预测模型,预测结果与CFD数值模拟结果进行对比,分析表明,CNN-LSTM模型能够实现对未来时刻非稳态流场的高精度预测;相态场、压力场、温度场的预测结果平均相对误差分别为1.37%、1.28%、1.78%;在利用LSTM预测壳体及进口压力脉动时,在样本集之后叶轮旋转360°时间上平均相对误差分别为1.61%、0.09%、0.20%。在样本空间外的预测集上,CNN-LSTM的预测性能优于本征正交分解(POD)方法,尽管在外延时间序列上的预测精度随时间增加逐渐下降,但在整个时间历程上保持了较好的预测精度,在预测内流场结果方面具有显著优势。 展开更多
关键词 液环泵 非稳态流场 卷积神经网络 长短期记忆神经网络
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基于改进CNN-LSTM模型利用水下噪声估计海面风速
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作者 刘雪枫 李琪 +2 位作者 唐锐 尚大晶 夏峙 《声学学报》 北大核心 2026年第1期287-297,共11页
提出一种将风成噪声特征与改进卷积神经网络-长短期记忆网络(CNN-LSTM)模型相结合估计海面风速的方法。首先,通过数据预处理计算噪声的能量谱级,以反映真实噪声强度变化;其次,利用能量谱级计算能量相关矩阵,找到风成噪声特征进行判断并... 提出一种将风成噪声特征与改进卷积神经网络-长短期记忆网络(CNN-LSTM)模型相结合估计海面风速的方法。首先,通过数据预处理计算噪声的能量谱级,以反映真实噪声强度变化;其次,利用能量谱级计算能量相关矩阵,找到风成噪声特征进行判断并作为特征向量输入;在此基础上,结合卷积神经网络获取特征以及长短期记忆网络学习时序信息的特点,建立了基于多特征的反演模型对风速进行估计。南海海上实验结果表明,所提模型风速估计的均方根误差小于0.3,与实际风速序列的相关系数高于0.97,吻合效果较好,各项评价指标均明显优于长短期记忆网络模型。 展开更多
关键词 海洋环境噪声 卷积神经网络 长短期记忆网格 风速估计
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基于自适应融合CNN—OF特征和LSTM网络的猪攻击行为识别
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作者 陈晨 孙博 +3 位作者 Juan Steibel Janice Siegford 韩俊杰 Tomas Norton 《中国农机化学报》 北大核心 2026年第2期275-282,共8页
为识别群养猪攻击行为,提出一种基于自适应融合CNN—OF特征和LSTM网络的算法。在两个猪栏中每栏混养8头猪3天,每天收集8 h的视频作为数据集。从猪栏1的3天视频中标记出1200个攻击1 s片段和1200个非攻击1 s片段,选择80%的片段作为训练集... 为识别群养猪攻击行为,提出一种基于自适应融合CNN—OF特征和LSTM网络的算法。在两个猪栏中每栏混养8头猪3天,每天收集8 h的视频作为数据集。从猪栏1的3天视频中标记出1200个攻击1 s片段和1200个非攻击1 s片段,选择80%的片段作为训练集,其余20%作为验证集。从猪栏2的3天视频中标记出1254个攻击1 s片段和85146个非攻击1 s片段作为测试集。首先,采用Horn—Schunck(HS)方法计算光流(OF)的大小和方向角,并根据CNN特征图的维度划分光流方向角的范围。然后,在每个方向角范围内统计光流大小的直方图,通过空间维度变换将直方图转化为特征图。最后,通过权重叠加将此特征图与CNN特征图进行自适应融合并输入LSTM网络以识别攻击。采用VGG16—OF—LSTM、ResNet50—OF—LSTM、InceptionV3—OF—LSTM和Xception—OF—LSTM算法识别猪攻击行为的准确率分别为97.5%、97.8%、98.7%、99.3%。结果表明,CNN—OF—SLTM算法能够识别猪攻击行为。提出的自适应特征融合方法CNN—OF具有一定通用性。 展开更多
关键词 群养猪 攻击识别 卷积神经网络 光流 自适应融合 长短期记忆
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基于CNN-BiLSTM-SSA的锅炉再热器壁温预测模型
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作者 徐世明 何至谦 +6 位作者 彭献永 商忠宝 范景玮 王俊略 曲舒杨 刘洋 周怀春 《动力工程学报》 北大核心 2026年第1期121-130,共10页
针对锅炉高温再热器壁温动态特点,提出了一种基于稀疏自注意力(SSA)、卷积神经网络(CNN)及双向长短期记忆神经网络(BiLSTM)相融合的再热器壁温软测量模型。首先,采用核主成分分析(KPCA)算法对原始候选变量进行筛选降维,选择前26个主成... 针对锅炉高温再热器壁温动态特点,提出了一种基于稀疏自注意力(SSA)、卷积神经网络(CNN)及双向长短期记忆神经网络(BiLSTM)相融合的再热器壁温软测量模型。首先,采用核主成分分析(KPCA)算法对原始候选变量进行筛选降维,选择前26个主成分变量作为模型的最终输入。其次,考虑利用CNN捕捉局部相关性,BiLSTM学习数据的长期序列依赖性的优势,使用卷积神经网络-双向长短期记忆神经网络(CNN-BiLSTM)捕捉时序数据中的短期和长期依赖关系,引入稀疏自注意力SSA机制,通过为不同特征部分分配自适应权重,从而增强CNN-BiLSTM模型的特征提取与建模能力,最后利用在役1000 MW超超临界锅炉的历史数据进行仿真实验。结果表明:CNN-BiLSTM-SSA模型在高温再热器壁温预测中的均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)及平均绝对百分比误差(MAPE)分别为4.92℃、3.81℃和0.6241%,相应的指标均优于CNN、LSTM、BiLSTM、CNN-LSTM和CNN-BiLSTM模型。 展开更多
关键词 再热器壁温软测量 深度学习 卷积神经网络 长短期记忆网络 注意力机制 核主成分分析 CNN-BiLSTM
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结合注意力机制的ConvLSTM与新安江模型相融合的混合水文模型
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作者 张珂 刘杰 +2 位作者 王宇昊 申笑萱 齐千嘉 《水资源保护》 北大核心 2026年第1期137-143,151,共8页
为提高新安江模型(XAJ)在中小流域汇流计算中的精度,构建了结合注意力机制的卷积长短期记忆神经网络(ConvLSTM),用于替代XAJ中的汇流模块,从而建立了结合物理机制与机器学习技术的混合水文模型XAJ-ACL,基于呈村流域实测数据,探究了XAJ-... 为提高新安江模型(XAJ)在中小流域汇流计算中的精度,构建了结合注意力机制的卷积长短期记忆神经网络(ConvLSTM),用于替代XAJ中的汇流模块,从而建立了结合物理机制与机器学习技术的混合水文模型XAJ-ACL,基于呈村流域实测数据,探究了XAJ-ACL在中小流域有限样本容量条件下的性能,并分别采用ConvLSTM和传统LSTM替代XAJ汇流模块,构建了混合水文模型XAJ-CL和XAJ-LSTM进行对比分析。结果表明:在呈村流域径流模拟中,XAJ-ACL的模拟精度优于XAJ,测试期XAJ-ACL的纳什效率系数为0.85,相关系数为0.93,均高于XAJ;在3组小容量样本训练中,测试期XAJ-ACL的平均纳什效率系数分别为0.847、0.832和0.808,均高于XAJ-CL和XAJ-LSTM,且模拟结果表现出更好的稳定性;与XAJ相比,XAJ-ACL显著提升了有限资料条件下对中小流域汇流过程非线性规律的模拟能力。 展开更多
关键词 新安江模型 注意力机制 卷积长短期记忆神经网络 混合水文模型 汇流过程 径流模拟 呈村流域
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福州软土HSS模型变形参数反演及工程验证
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作者 张峰 肖绪文 +3 位作者 钟国兴 李成虎 陈志恒 朱彤 《西安科技大学学报》 北大核心 2026年第1期197-206,共10页
随着城市化进程的推进,深基坑工程的变形控制变得越来越重要,在数值计算中基坑围护桩水平侧移的计算精度很大程度上取决于HSS本构模型变形参数的选取。以福州某基坑为例,在保持变形参数之间比例不变的情况下,引入变形参数统一修正系数,... 随着城市化进程的推进,深基坑工程的变形控制变得越来越重要,在数值计算中基坑围护桩水平侧移的计算精度很大程度上取决于HSS本构模型变形参数的选取。以福州某基坑为例,在保持变形参数之间比例不变的情况下,引入变形参数统一修正系数,通过有限元分析,得到不同变形参数组合与对应的围护桩水平侧移数据集,采用卷积神经网络(CNN)提取水平侧移的局部空间特征,结合长短期记忆网络(LSTM)捕捉其跨时间步的长期与短期依赖关系,在此基础上,建立CNN-LSTM反演模型。结果表明:CNN-LSTM反演模型在验证集上的平均绝对百分比误差MAPE、决定系数R 2和均方根误差RMSE分别为2.15%、0.99%和1.36%,计算精度较高;融合前2个开挖阶段监测数据反演的变形参数,得到的围护桩水平侧移预测值为实测值的0.85~1.25倍,淤泥质土、粉质黏土层变形参数统一修正系数分别为0.727和1.200,计算精度明显优于基于单阶段数据的结果;再引入第3阶段数据后,预测精度仅提高约3%。提出的CNN-LSTM模型可以准确捕捉围护桩水平侧移数据的关键局部特征及长短期依赖关系,对实时监测数据进行深度解析,进而用于优化HSS本构模型中的变形参数,从而有效提高基坑开挖过程中围护桩水平侧移的预测精度。 展开更多
关键词 深基坑工程 HSS本构模型 卷积神经网络 长短期记忆 参数反演
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水泥粉磨过程建模与控制研究进展
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作者 李玉珠 刘钊 +2 位作者 张强 王孝红 李凡军 《济南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期92-102,共11页
针对水泥辊压机终粉磨工艺中成品颗粒粒度分布较窄、细颗粒偏多的问题,通过分析水泥粉磨工艺流程,研究粉磨过程颗粒粉碎与分选机制,总结国内外在水泥粉磨过程建模、参数优化及过程控制方面的研究成果与应用动态,对各种研究方法进行可行... 针对水泥辊压机终粉磨工艺中成品颗粒粒度分布较窄、细颗粒偏多的问题,通过分析水泥粉磨工艺流程,研究粉磨过程颗粒粉碎与分选机制,总结国内外在水泥粉磨过程建模、参数优化及过程控制方面的研究成果与应用动态,对各种研究方法进行可行性分析;根据水泥粉磨现场工况,提出一种融合卷积神经网络、长短时记忆网络及注意力机制的智能建模方法,并结合模型预测控制策略精准描述粉磨系统的动态特性,实现粉磨过程粒度分布的优化控制,进而提升水泥产品质量,确保粉磨过程的稳定与高效运行。 展开更多
关键词 水泥粉磨 过程控制 长短时记忆网络 注意力机制 预测控制
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基于长短记忆网络的循环氢气压缩机故障预测研究
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作者 王飞 吕明琪 陶永峰 《石油化工自动化》 2026年第1期56-59,共4页
针对石化行业循环氢气压缩机故障风险难以准确判断和预测的问题,提出长短期记忆网络(LSTM)的循环氢气压缩机故障预测方法。该方法利用历史数据进行数据处理,将循环氢气压缩机的温度、压力、等参数作为输入值,对故障进行实时预测,并以平... 针对石化行业循环氢气压缩机故障风险难以准确判断和预测的问题,提出长短期记忆网络(LSTM)的循环氢气压缩机故障预测方法。该方法利用历史数据进行数据处理,将循环氢气压缩机的温度、压力、等参数作为输入值,对故障进行实时预测,并以平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、平均绝对百分比误差(MAPE)对预测结果进行评价。实验结果表明:与BP神经网络、RNN循环神经网络相比,LSTM神经网络模型预测表现良好。该研究不仅为石化行业提供了一种有效的循环氢气压缩机故障预测方法,还推动了该领域的技术创新和应用发展。 展开更多
关键词 化工行业 循环氢气压缩机 长短记忆网络 故障预测
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融合CNN-LSTM的注意力机制化工安全参数预测模型
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作者 何嘉明 闫姝 《化工管理》 2026年第1期105-109,共5页
化工过程参数具有动态时变特性、高度非线性和多重耦合特征,而现有预警方法存在单一模态建模局限性与动态响应滞后问题。针对上述问题,文章提出一种融合注意力机制的CNN-LSTM深度学习框架,通过卷积神经网络的动态特征提取能力与长短时... 化工过程参数具有动态时变特性、高度非线性和多重耦合特征,而现有预警方法存在单一模态建模局限性与动态响应滞后问题。针对上述问题,文章提出一种融合注意力机制的CNN-LSTM深度学习框架,通过卷积神经网络的动态特征提取能力与长短时记忆网络的时序关联建模优势,实现关键工艺参数的精准预测与超前预警。该模型结合卷积神经网络(CNN)的局部特征提取能力与长短期记忆网络(LSTM)的时序建模优势,并通过注意力机制强化关键时间步的特征权重。实验结果表明,与单一CNN、LSTM及传统融合模型相比,CNN-LSTM-Attention模型在RMSE、MAE等评价指标上均显著提升。该模型有效提高了工业过程参数预测的预测精度,为化工安全预警与设备维护提供了可靠的技术支持。 展开更多
关键词 卷积神经网络 长短期记忆神经网络 注意力机制 化工过程 温度预测 安全预警
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基于协同模型的船舶运动状态预测
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作者 刁峰 周利 +2 位作者 刘天宇 李费旭 韩森 《船舶工程》 北大核心 2026年第1期111-128,167,共19页
[目的]为解决以物理模型或者神经网络模型的单模式船舶运动状态预测方法适用性和精准度不足的问题,[方法]利用物理模型和长短期记忆网络相结合的方法对船舶运动状态进行预测分析,通过改变物理参数获得不同类型船舶的特性,融合Transforme... [目的]为解决以物理模型或者神经网络模型的单模式船舶运动状态预测方法适用性和精准度不足的问题,[方法]利用物理模型和长短期记忆网络相结合的方法对船舶运动状态进行预测分析,通过改变物理参数获得不同类型船舶的特性,融合Transformer对混合模型的稳定性和可行性进行验证。[结果]结果表明:相对于单模式模型,该协同模型在预测精度方面表现出明显优势,在模拟数据集下获得了良好的效果,且在实船数据下表现也较好,其中预测误差均控制在5%以内,决定系数稳定在0.85以上。[结论]研究成果可为船舶运动状态预测提供一定参考。 展开更多
关键词 船舶状态预测 物理模型 长短期记忆网络 TRANSFORMER
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基于IDBO-CNN-BiLSTM锂电池剩余使用寿命预测
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作者 梁兆松 田恩刚 李磊 《电子科技》 2026年第1期18-24,共7页
电池健康状态(State of Health,SOH)和剩余使用寿命(Remaining Useful Life,RUL)是电池健康管理的重要评价指标。针对锂电池在使用过程中受较多复杂因素影响难以准确预测其剩余使用寿命问题,文中提出了一种基于IDBO-CNN-BiLSTM(Improved... 电池健康状态(State of Health,SOH)和剩余使用寿命(Remaining Useful Life,RUL)是电池健康管理的重要评价指标。针对锂电池在使用过程中受较多复杂因素影响难以准确预测其剩余使用寿命问题,文中提出了一种基于IDBO-CNN-BiLSTM(Improved Dung Beetle Optimizer-Convolutional Neural Networks-Bi-directional Long Short-Term Memory)的混合预测模型。通过分析锂电池充电过程中的状态来提取9种健康因子(Health Factor,HF),通过皮尔逊相关系数筛选强相关性健康因子,并将其作为模型输入。采用混沌初始化Tent映射生成蜣螂的初始位置,采用正余弦策略优化偷窃蜣螂位置,解决了DBO(Dung Beetle Optimizer)算法初始化导致的局部收敛问题以及优化了DBO算法的平衡性,提高了预测的稳定性。基于NASA(National Aeronautics and Space Administration)提供的公开锂电池老化数据集进行实验,并使用不同模型预测NASA锂电池SOH,结果表明所提方法误差更小,具有一定应用价值。 展开更多
关键词 锂离子电池 健康因子 卷积神经网络 双向长短期记忆神经网络 混合模型 健康状态 剩余使用寿命 蜣螂优化算法
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多特征输入下电动汽车充电站充电负荷智能预测方法研究
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作者 齐俊飞 《汽车电器》 2026年第1期9-11,共3页
电动汽车充电负荷预测对保障电网稳定运行至关重要。针对现有方法忽视多因素影响且难以兼顾长短期依赖的问题,本文提出一种结合时域卷积网络(Temporal Convolutional Networks,TCN)与注意力机制的长短时记忆神经网络(Attention Long Sho... 电动汽车充电负荷预测对保障电网稳定运行至关重要。针对现有方法忽视多因素影响且难以兼顾长短期依赖的问题,本文提出一种结合时域卷积网络(Temporal Convolutional Networks,TCN)与注意力机制的长短时记忆神经网络(Attention Long Short-Term Memory,AttLSTM)的多特征输入充电负荷预测模型。3个公开数据集的试验结果表明,该模型预测准确性优于对比模型,平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)和均方误差(Mean Squared Error,MSE)相较于最优基线模型分别降低4.7%和12.6%,从而为电网稳定运行和调度优化提供支撑。 展开更多
关键词 电动汽车 充电负荷预测 时域卷积网络 长短时记忆神经网络
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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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融合静动态特征的高铁隧道进口段拱顶沉降预测模型研究
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作者 卢振忠 《市政技术》 2026年第1期193-201,共9页
针对复杂地质条件下高铁隧道进口段拱顶沉降长期预测难题,选取围岩等级、隧道埋深、黏聚力和内摩擦角等静态地质力学参数与开挖初期拱顶沉降序列(A2~A8)等11个影响因子,提出了一种基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)... 针对复杂地质条件下高铁隧道进口段拱顶沉降长期预测难题,选取围岩等级、隧道埋深、黏聚力和内摩擦角等静态地质力学参数与开挖初期拱顶沉降序列(A2~A8)等11个影响因子,提出了一种基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和长短期记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)的预测模型。以某高铁隧道进口段为工程背景,首先对Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级围岩的拱顶沉降与周边收敛进行了监测特征分析,结果表明,变形普遍呈快速增加—缓慢增加—趋于稳定的时程特征,且围岩等级对累计沉降值的影响最为显著。随后,在同一数据集上,将所提出CNN-LSTM模型与LSTM、ANN-LSTM等传统模型进行预测性能对比,结果表明,在决定系数R^(2)、均方误差MSE、平均绝对百分比误差MAPE指标上,CNN-LSTM模型均表现出显著优势。针对4个不同工况下的独立验证测试,CNN-LSTM模型表现最优,其R^(2)均在0.93以上,表明其具有较强的泛化能力。敏感性分析揭示了各影响因子的贡献度排序:围岩等级和黏聚力对最终沉降的贡献最为突出,其次为内摩擦角、隧道埋深和开挖初期拱顶沉降时间序列。研究结果表明,将开挖初期拱顶沉降时间序列与静态地质力学参数在深度网络中协同表征,能够实现隧道进口段拱顶最终沉降的提前预测,从而为工程现场的支护优化设计、监测方案加密与风险预警决策提供定量化理论支撑。 展开更多
关键词 高铁隧道 拱顶沉降 静动态特征 CNN-LSTM 敏感性分析
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基于延拓补偿策略的气体传感器端点效应诊断
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作者 朱健松 邢博轩 +2 位作者 孟凡利 王浩 唐坤 《沈阳理工大学学报》 2026年第1期36-43,共8页
针对经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)处理非平稳信号时因端点效应造成分解结果失真的问题,提出一种基于麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)与长短时记忆(long short-term memory,LSTM)网络的耦合模型,突破传... 针对经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)处理非平稳信号时因端点效应造成分解结果失真的问题,提出一种基于麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)与长短时记忆(long short-term memory,LSTM)网络的耦合模型,突破传统梯度下降算法易陷入局部最优的局限,显著提升时序预测精度。首先将气体响应信号预处理为周期特征变量;然后采用双向周期延拓策略,通过LSTM-SSA深度训练,生成首尾各延伸一个周期的预测序列;最后利用双向性预测序列构建复合信号,并对其进行EMD分解。以丙酮和甲苯信号为例的实验结果表明,经LSTM-SSA预测后再进行EMD分解时端点效应引起的能量误差分别降低了74.966%和23.368%、正交性系数分别提升了51.444%和34.990%,有效抑制了端点处模态分量的幅值失真,提升了EMD的可靠性,为气体传感信号的特征提取与工业安全监测提供了新思路。 展开更多
关键词 经验模态分解 端点效应 麻雀搜索算法 长短时记忆网络 周期延拓
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面向井下环境的矿用车辆实时轨迹预测
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作者 孟广瑞 刘伟 +1 位作者 孙洪涛 周晓东 《煤炭技术》 2026年第1期145-151,共7页
煤矿井下交通系统的安全与稳定,是煤矿产业顺利发展的必要前提,同时,矿用车辆的轨迹预测又是煤矿井下交通系统的重中之重。针对井下环境错综复杂,交通流量大等难题,构建了一种基于注意力机制与双向长短期记忆网络(Attention-BiLSTM)的... 煤矿井下交通系统的安全与稳定,是煤矿产业顺利发展的必要前提,同时,矿用车辆的轨迹预测又是煤矿井下交通系统的重中之重。针对井下环境错综复杂,交通流量大等难题,构建了一种基于注意力机制与双向长短期记忆网络(Attention-BiLSTM)的轨迹预测模型,利用GPS车辆历史轨迹数据,实现了对未来时刻车辆运行轨迹的预测。首先,对数据进行预处理并优化模型,然后,将所提模型与RNN、GRU、标准LSTM等基准模型进行对比实验。结果表明,本文提出的Attention-BiLSTM模型预测准确率为96.8%,且其平均位移误差显著低于对比模型,验证了该模型在井下复杂环境中的有效性与优越性。 展开更多
关键词 煤矿井下交通 车辆轨迹预测 深度学习 长短期记忆网络 注意力机制 双向循环神经网络
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基于改进鲸鱼优化算法的种植业碳排放预测
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作者 郭静 尚杰 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2026年第1期45-57,共13页
种植业碳排放是温室气体排放的重要来源之一,对其进行准确预测与有效管理能够减缓气候变化和推动农业可持续发展。传统预测模型难以捕捉种植业碳排放系统中复杂的非线性关系,且模型鲁棒性不足,易引发过拟合。为了优化现有种植业碳排放... 种植业碳排放是温室气体排放的重要来源之一,对其进行准确预测与有效管理能够减缓气候变化和推动农业可持续发展。传统预测模型难以捕捉种植业碳排放系统中复杂的非线性关系,且模型鲁棒性不足,易引发过拟合。为了优化现有种植业碳排放预测方法,本研究以黑龙江省为例,开展种植业碳排放预测研究。首先,采用联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)碳排放系数法,综合考虑农地利用碳排放、稻田CH_(4)排放和农地N_(2)O排放,对2001—2022年黑龙江省种植业碳排放量进行系统测算。在此基础上,构建涵盖社会经济驱动、生产规模效应和技术能耗强度3个维度的长短期记忆网络(LSTM)模型,并引入改进鲸鱼优化算法(IWOA)对LSTM模型的隐藏单元数、学习率、批量大小和训练轮次4个超参数进行优化,以提升模型的预测性能。最后,利用IWOA-LSTM模型预测了基准情景和低碳情景下2023—2027年黑龙江省种植业碳排放。研究结果显示:1)黑龙江省种植业碳排放量呈“先快速增长后波动下降”的趋势,2015年达到峰值(2045.28万t)。主要的碳排放源包括稻田CH4排放、农地N2O排放以及化肥生产和施用导致的碳排放,年平均占比分别为41.42%、38.26%和11.65%。2)与未经优化的LSTM模型相比,IWOA-LSTM模型在预测准确性和稳定性方面均有显著提升,其平均绝对误差为55.82万t,均方根误差为61.74万t,平均绝对百分比误差为2.83%,分别低于LSTM模型的114.41万t、124.72万t和5.78%。3)采用IWOA-LSTM模型,对2023—2027年黑龙江省种植业基准情景和低碳情景碳排放预测的结果显示,通过控制农作物种植面积、提升化肥施用效率以及减少单位面积农机柴油消耗量,能够有效抑制黑龙江省种植业的碳排放增长。 展开更多
关键词 种植业碳排放 长短期记忆网络 鲸鱼优化算法 时间切分交叉验证
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基于双策略优化VMD-HO-LSTM的锂电池剩余寿命预测
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作者 杨朋朋 曾圣浩 +1 位作者 薛海 白永亮 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期120-128,共9页
针对锂电池健康状态(SOH)预测精度不足的问题,提出一种基于变分模态分解与河马算法,优化长短期记忆神经网络(VMD-HO-LSTM)的模型预测锂电池剩余寿命。首先,为消除锂电池的虚假容量信号,采用变分模态分解(VMD)方法对锂电池容量进行分解,... 针对锂电池健康状态(SOH)预测精度不足的问题,提出一种基于变分模态分解与河马算法,优化长短期记忆神经网络(VMD-HO-LSTM)的模型预测锂电池剩余寿命。首先,为消除锂电池的虚假容量信号,采用变分模态分解(VMD)方法对锂电池容量进行分解,得到本征模态分量(IMF)并进行重构;其次,将Logistic映射和自适应学习率融入河马算法(HO),避免迭代过程陷入局部最优,并采用改进河马算法优化长短时记忆(LSTM)网络参数,建立改进的HO-LSTM模型;最后,基于改进的HO-LSTM模型开展锂电池SOH预测,提升预测准确度。基于锂电池容量数据验证,结果表明:相较于单一LSTM预测模型,基于双策略优化的VMD-HO-LSTM模型预测精度提升了49.6%~81.9%;相较于VMD-LSTM模型,电池预测精度提升23.4%~59.0%,该模型预测精度在0.976~0.998,建立的模型和分析方法对锂电池SOH具有较好的预测效果。 展开更多
关键词 车辆与机电工程 锂电池 剩余寿命 双策略优化 长短期记忆神经网络
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基于数据驱动理论的河流水污染优化消减模型
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作者 刘洁 杨开鹏 +5 位作者 葛钦 李晓宇 杨家乐 郗栋 姜德迅 李茉 《中国环境科学》 北大核心 2026年第1期188-198,共11页
为提升流域水污染管控水平,弥补现有入河污染物优化减排技术的不足,以受纳水体为研究对象,耦合双向长短记忆网络(Bi-LSTM)与贝叶斯优化(BO)算法,构建了基于数据驱动理论的河流水污染优化消减模型.将该模型应用于松花江流域摆渡镇/三道-... 为提升流域水污染管控水平,弥补现有入河污染物优化减排技术的不足,以受纳水体为研究对象,耦合双向长短记忆网络(Bi-LSTM)与贝叶斯优化(BO)算法,构建了基于数据驱动理论的河流水污染优化消减模型.将该模型应用于松花江流域摆渡镇/三道-宏克利段,结果表明:Bi-LSTM算法可有效训练水质参数空间网络拓扑结构,提升水质参数空间响应关系学习精度.当下游目标断面执行Ⅲ类水体标准时,摆渡镇和三道TN的削减率分别为[14.12%,38.84%]和[15.01%, 38.98%],TP几乎不需要削减.当执行Ⅱ类水体标准时,摆渡镇TN、TP的削减率分别为[19.08%, 39.72%]和[0.00%, 41.93%],三道TN、TP的削减率分别为[18.43%, 40.09%]和[0.00%, 36.24%].该消减模型可以提出不同消减情景下的污染物最优削减策略,为河流水污染精准消减和智能管控提供决策支持. 展开更多
关键词 河流水污染 精准减排 智能管控 双向长短记忆网络 贝叶斯优化
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基于IMPA-xLSTM-KAN的上甑酒醅温度预测模型研究
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作者 张磊 王淑青 +1 位作者 何逸豪 陈开元 《中国酿造》 北大核心 2026年第1期269-275,共7页
为了准确预测酒醅温度,识别酒醅气体逸出区域,从而指导上甑机器人合理铺料,该研究以枫林酒厂上甑酒醅温度数据为研究对象,采用红外热成像技术结合多层扩展长短期记忆网络(xLSTM),使用科尔莫格罗夫-阿诺德网络(KAN)层代替传统的全连接层... 为了准确预测酒醅温度,识别酒醅气体逸出区域,从而指导上甑机器人合理铺料,该研究以枫林酒厂上甑酒醅温度数据为研究对象,采用红外热成像技术结合多层扩展长短期记忆网络(xLSTM),使用科尔莫格罗夫-阿诺德网络(KAN)层代替传统的全连接层,采用改进海洋捕食者算法(IMPA)对模型参数进行优化,构建一种酒醅温度的精准预测模型,并对其预测性能进行评价。结果表明,IMPA-xLSTM-KAN模型的温度预测性能优于传统的长短期记忆网络(LSTM)、海洋捕食者算法(MPA)-xLSTM-KAN和IMPAxLSTM,其平均绝对误差(MAE)、均方误差(MSE)、均方根误差(RMSE)及决定系数(R2)分别为0.182、0.053、0.237和0.934。此外,该模型在瑞芯微RK3588嵌入式平台上的部署测试显示,单次推理耗时仅7.7 ms,满足实时控制需求。IMPA-xLSTM-KAN模型的有效性为上甑机器人精准探汽提供了理论依据,对提高白酒酿造技术水平具有重要意义。 展开更多
关键词 酒醅 温度预测 红外热成像技术 海洋捕食者算法 多层扩展长短期记忆网络-科尔莫格罗夫-阿诺德网络
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