基于集合经验模式分解的火灾时间序列预测
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第45卷 第11期2023年11月系统工程与电子技术SystemsEngineeringandElectronicsVol.45 No.11November2023文章编号:1001 506X(2023)11 3671 09 网址:www.sys ele.com收稿日期:20220503;修回日期:20220812;网络优先出版日期:20220922。
网络优先出版地址:http:∥kns.cnki.net/kcms/detail/11.2422.TN.20220922.0912.002.html基金项目:国家自然科学基金(62002362);国防自然科学基金(61703426);陕西省高校科协青年人才托举计划(2019038);中国陕西省创新能力支持计划(2020KJXX 065)资助课题 通讯作者.引用格式:孙隽丰,李成海,曹波.基于TCN BiLSTM的网络安全态势预测[J].系统工程与电子技术,2023,45(11):3671 3679.犚犲犳犲狉犲狀犮犲犳狅狉犿犪狋:SUNJF,LICH,CAOB.NetworksecuritysituationpredictionbasedonTCN BiLSTM[J].SystemsEngineeringandElectronics,2023,45(11):3671 3679.基于犜犆犖 犅犻犔犛犜犕的网络安全态势预测孙隽丰1,2, ,李成海1,曹 波1(1.空军工程大学防空反导学院,陕西西安710051;2.中国人民解放军第94994部队,江苏南京210000) 摘 要:针对现有网络安全态势预测模型预测精确度低和收敛速度慢的问题,提出一种基于时域卷积网络(temporalconvolutionnetwork,TCN)和双向长短期记忆(bi directionallongshort termmemory,BiLSTM)网络的预测方法。
首先,将TCN处理时间序列问题的优势应用到态势预测上学习态势值的序列特征;随后,引入注意力机制动态调整属性的权值;然后,利用BiLSTM模型学习态势值的前后状况,以提取序列中更多的信息进行预测;利用粒子群优化(particleswarmoptimization,PSO)算法进行超参数寻优,提升预测能力。
基于集合经验模态分解的组合风速预测方法雷爽;王鹏卉;张亚刚【摘要】风速具有很强的波动性、随机性和间歇性,大规模的风电并网时给电网的安全性和稳定性带来严峻的挑战.精确的风速预测可以有效地提升电网运行的安全性.为此,基于集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)和GM(2,1)模型,提出一种对风速变化趋势进行预测的组合风速预测模型,并利用小波分解与神经网络方法对模型进行了深度改进,从而得到一种具有良好预测精度的组合预测方法.实际算例结果表明,与简单的GM(2,1)预测方法以及集合经验模态分解和神经网络的组合预测方法相比,该方法显著降低了平均绝对误差与平均绝对百分误差,具有理想的预测结果,具有广阔的实际应用前景.【期刊名称】《电力科学与工程》【年(卷),期】2018(034)001【总页数】6页(P18-23)【关键词】风速预测;集合经验模态分解;GM(2,1)模型;神经网络;小波分解【作者】雷爽;王鹏卉;张亚刚【作者单位】新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学),河北保定071003;新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学),河北保定071003;新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学),河北保定071003【正文语种】中文【中图分类】TM6140 引言随着煤、天然气等传统化石能源的储量日趋减少,各国开始纷纷致力于新能源的研发。
风能作为新能源的一种,具有清洁、无污染、储量丰富等优点被广泛地发展应用。
但是,由于风速具有很强的波动性、随机性和间歇性,大规模的风电在接入电网时会对电网的安全性和稳定性带来严峻的挑战,也因此带来了大量的弃风现象[1]。
精确的风速预测可以对电网调度提供有效的调度支持,对风电的大规模应用具有重大意义。
风速预测方法一般可分为基于历史数据的预测方法和基于数值天气预报数据的预测方法。
基于历史数据的风速预测方法主要包括持续法、时间序列法、神经网络法、卡尔曼滤波法等[2]。
第52卷第8期电力系统保护与控制Vol.52 No.8 2024年4月16日Power System Protection and Control Apr. 16, 2024 DOI: 10.19783/ki.pspc.231402基于DBO-VMD和IWOA-BILSTM神经网络组合模型的短期电力负荷预测刘 杰1,从兰美1,夏远洋2,潘广源1,赵汉超1,韩子月1(1.临沂大学自动化与电气工程学院,山东 临沂 276002;2.雅砻江流域水电开发有限公司,四川 成都 610000)摘要:新能源在现代电力系统中占比不断提高,其负荷不规律性、波动性远大于传统电力系统,这就导致负荷预测精度不高。
针对这个问题,提出了蜣螂优化(dung beetle optimizer, DBO)算法优化变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)与改进鲸鱼优化算法优化双向长短期记忆(improved whale optimization algorithm-bidirectional long short-term memory, IWOA-BILSTM)神经网络相结合的短期负荷预测模型。
首先利用DBO优化VMD,分解时间序列数据,并根据最小包络熵对各种特征数据进行分类,增强了分解效果。
通过对原始数据进行有效分解,降低了数据的波动性。
然后使用非线性收敛因子、自适应权重策略与随机差分法变异策略增强鲸鱼优化算法的局部及全局搜索能力得到改进鲸鱼优化算法(improved whale optimization algorithm, IWOA),并用于优化双向长短期记忆(bidirectional long short-term memory, BILSTM)神经网络,增加了模型预测的精确度。
最后将所提方法应用于某地真实的负荷数据,得到最终相对均方根误差、平均绝对误差和平均绝对百分比误差分别为0.0084、48.09、0.66%,证明了提出的模型对于短期负荷预测的有效性。
An Interval Time Series Combination Forecasting Approach Based on Hybrid Interval Multi-scale
Decomposition
作者: 汪漂[1]
作者机构: [1]安徽大学经济学院,安徽合肥230601
出版物刊名: 运筹与管理
页码: 159-164页
年卷期: 2021年 第10期
主题词: 空气质量组合预测(AQI);区间离散小波分解(IDWT);区间奇异谱分析方法(ISSA);区间经验模态分解(IEMD)
摘要:鉴于传统预测方法一直基于"点"来衡量时间序列数据,然而现实生活中在给定的时间段内许多变量是有区间限制的,点值预测会损失波动性信息.因此,本文提出了一种基于混合区间多尺度分解的组合预测方法.首先,建立区间离散小波分解方法(IDWT)、区间经验模态分解方法(IEMD)和区间奇异普分析方法(ISSA).其次,用本文构建的IDWT、IEMD和ISSA对区间时间序列进行多尺度分解,从而得到区间趋势序列和残差序列.然后,用霍尔特指数平滑方法(Holt's)、支持向量回归(SVR)和BP神经网络对区间趋势序列和残差序列进行组合预测得到三种分解方法下的区间时间序列预测值.最后,用BP神经网络对各预测结果进行集成得到区间时间序列最终预测值.同时,为证明模型的有效性进行了AQI空气质量的实证预测分析,结果表明,本文所提出基于混合区间多尺度分解的组合预测方法具有较高的预测精度和良好的适用性.。
基于分解—集成学习的时间序列预测方法研究基于分解—集成学习的时间序列预测方法研究时间序列预测是指通过对过去的时间数据进行分析和建模,来推断未来时间点的值的一种方法。
随着技术的飞速发展,时间序列预测在各个领域中得到了广泛的应用,如经济预测、股票市场预测、气象预测等。
然而,时间序列数据的复杂性和不稳定性给预测任务带来了很大的挑战。
为了提高时间序列预测的准确性和稳定性,研究者们提出了各种不同的预测方法。
本文将研究一种基于分解—集成学习的时间序列预测方法。
该方法是将时间序列数据分解成多个不同的成分,然后使用集成学习模型来进行预测。
首先,我们需要对时间序列数据进行分解,常用的分解方法有经典的时间序列分解方法和小波分解方法。
通过将时间序列分解成趋势、季节和残差三个不同的成分,可以更好地捕捉时间序列数据的特点和规律。
接下来,我们将使用集成学习模型来进行预测。
集成学习是一种通过将多个简单的预测模型集合起来,形成一个更强大的模型的方法。
常见的集成学习方法有随机森林、AdaBoost 等。
在时间序列预测中,可以通过将多个具有不同参数设置的模型集成起来,来提高预测的准确性和稳定性。
在实际应用中,我们可以根据具体的问题选择合适的分解方法和集成学习方法。
对于一些基于趋势的时间序列数据,可以使用经典的时间序列分解方法,如移动平均分解或指数平滑分解。
而对于具有明显季节性变化的时间序列数据,可以使用季节分解方法或小波分解方法。
此外,超参数的选择也是影响预测结果的重要因素。
在集成学习中,我们需要选择合适的模型个数、模型的参数设置等。
通过对不同超参数进行实验和比较,可以找到最优的超参数设置,从而提高预测的准确性。
最后,为了验证基于分解—集成学习的时间序列预测方法的效果,我们可以使用一些评估指标来进行评价。
常见的评估指标包括均方误差、平均绝对误差等。
通过对预测结果进行多次实验和比较,可以得出该方法的优势和不足之处。
综上所述,基于分解—集成学习的时间序列预测方法是一种有效的预测方法。
人工指定分解层互补集成经验模态分解(ceemd) 概述及解释说明1. 引言1.1 概述人工指定分解层和互补集成经验模态分解(CEEMD)是一种用于信号处理和数据分析的强大工具。
人工指定分解层是将信号按照特定的频率范围进行分解和提取相关信息的方法。
CEEMD是在人工指定分解层基础上发展而来的一种自适应数据分解技术,可以将非线性和非平稳信号拆分为多个本质模态函数(IMF),并对每个IMF进行更深入的时频特征提取。
1.2 文章结构本文按照以下结构来介绍人工指定分解层和CEEMD的概述及解释说明:- 引言:包括概述、文章结构和目的;- 人工指定分解层:定义和原理、应用领域以及优点和局限性;- 互补集成经验模态分解(CEEMD):简介与背景、方法步骤以及特点与应用案例;- 概述及解释说明:CEEMD的基本原理和算法流程、CEEMD在信号处理中的应用方法和实践经验总结,以及CEEMD的优势与不足以及改进展望;- 结论:总结文章主要内容,并提出研究展望或意见建议。
1.3 目的本文的主要目的是介绍人工指定分解层和CEEMD的基本原理、算法流程、特点与应用案例,以及它们在信号处理中的体现和实践经验。
通过对人工指定分解层和CEEMD的概述及解释说明,希望读者能够全面了解这两种技术,并在相关领域中应用它们进行信号分析和数据处理。
此外,还将探讨CEEMD的优势与不足,并提出改进展望,为未来研究方向提供参考。
2. 人工指定分解层:2.1 定义和原理:人工指定分解层是一种信号处理方法,用于将目标信号分解成多个不同频率成分或时域模态。
通过人为设定的分解层参数,可以控制信号分解的粒度和频率范围。
该方法基于对信号的先验知识或领域专业知识进行手动设置,使得信号的重要特征能够更好地被提取出来。
在人工指定分解层中,我们通过选择合适的参数来确定所需频率范围,并使用相应的滤波器将目标信号从输入信号中提取出来。
常见的参数包括滤波器类型、截止频率、带宽等。
基于集合经验模态分解和支持向量机的短期风速预测模型祝晓燕;张金会;付士鹏;朱霄珣【期刊名称】《华北电力大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2013(040)005【摘要】针对风电场对短期风速的准确预测的要求,建立了一种基于集合模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)和粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)优化支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的预测模型.该模型首先对非平稳的风速时间序列进行EEMD分解,分解为一系列的相对平稳的分量;然后SVM对各个分量进行预测,针对各个分量的特点利用PSO对SVM进行参数的优化,对各个分量的SVM预测模型选取最佳的参数组合;最后将分量的预测结果叠加输出最后的风速预测结果.结果表明该预测模型比SVM直接预测模型精度高,达到了预测要求.【总页数】5页(P60-64)【作者】祝晓燕;张金会;付士鹏;朱霄珣【作者单位】华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定071003;华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定071003;华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定071003;华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定071003【正文语种】中文【中图分类】TM614【相关文献】1.基于样本熵和支持向量机的短期风速预测模型 [J], 林常青;上官安琪;徐箭;许梁2.基于混沌时间序列的支持向量机短期风速预测模型研究 [J], 黄彦辉;王龙杰;杨薛明3.基于集合经验模态分解和支持向量机的短期风速预测模型 [J], 付桐林4.基于集合经验模态分解和套索算法的短期风速组合变权预测模型研究 [J], 杨磊; 黄元生; 张向荣; 董玉琳; 高冲5.基于改进快速集合经验模态分解和Elman-Adaboost的短期风速预测方法 [J], 王凯;毕贵红;高晗;蒲娴怡;陈仕龙因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。