基于优化广义回归神经网络的碟式太阳能温度预测研究

为了解决用传统数学模型预测碟式太阳能集热器出口温度过于复杂的问题,采用广义回归神经网络算法对太阳能集热器出口温度进行预测,引入交叉验证算法对神经网络模型进行优化,进一步提升预测的准确性,通过Matlab软件建立基于优化广义回归神经网络的蝶式太阳能出口气温预测模型.根据碟式太阳能光热系统试验平台的试验数据对所建立的模型进行了测试,预测结果符合预期,这表明优化后的广义回归神经网络能够实现对蝶式太阳能集热器出口气温的有效预测.该模型具有一定的应用前景,为预测模型研究提供了一个新的思路.     

基于GRA和AHP的GRNN神经网络零件失效概率预测方法

为了提高对机械零件失效概率的预测精度,提出一种基于GRA和AHP的广义回归神经网络零件失效概率预测方法.在分析机械零件失效概率影响因素的基础上,首先利用灰色关联分析法(Grey Relational Analysis,GRA)分析影响机械零件失效概率的主要因素,通过层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)构建机械零件失效概率的评价指标层次体系,评估各个指标对于零件失效概率的权重;结合各个指标权重与初始值,以获取各指标的加权评价值;最后通过广义回归神经网络(Generalized Regression Neural Network,GRNN)建立以各指标加权评价值来预测机械零件失效概率的预测模型.利用本文方法所建立的预测模型对某企业数控转台的上齿盘失效概率进行预测,并与传统的GRNN神经网络预测模型、BP神经网络预测模型和回归预测模型进行对比,结果显示本文所建立的模型预测误差小于0.8%、残差在-0.2%～0.2%范围内,均优于对比模型的预测结果,表明所建立的预测模型具有更高的精度和更强的稳健性,适合于零件失效概率的预测.     

PCR-RBF-SVM预测模型在财政数据中的应用

通过使用支持向量机算法将主成分回归的线性预测结果和径向基神经网络的非线性预测结果相结合, 提出一种新的预测模型, 该模型提高了预测精
度, 解决了预测方式单一的问题. 将新预测模型应用于财政数据预测结果表明, 与传统主成分回归和径向基神经网络方法相比, 该模型预测效果更好.     

改进的CS-GRNN模型在城市需水量预测中的应用

为了更加准确地预测城市需水量,提出一种基于改进布谷鸟算法优化广义回归神经网络模型的城市需水量预测方法.该方法采用改进的布谷鸟算法对广义回归神经网络的平滑因子进行优化,建立改进布谷鸟算法优化的广义回归神经网络模型(ICS-GRNN),并应用于南宁市城市需水量预测中.通过使用南宁市2001—2012年城市需水量测试数据分别对传统GRNN法和ICS-GRNN法的预测结果进行比较,结果表明,该方法具有更高的预测精度和数据拟合能力.     

基于AGA-GRNN神经网络的刀具寿命预测研究

针对基于BP神经网络的刀具寿命预测中存在参数数量多、优化工作量复杂、网络参数主观确定等较多预测精度的问题,提出一种改进广义回归神经网络预测模型AGA-GRNN,该模型运用自适应遗传算法(AGA)优化光滑因子.经实例验证,相较于交叉验证法和遗传算法优化的GRNN预测模型,AGA-GRNN刀具寿命预测模型在参数优化效率和寿命预测精度上均较高,本刀具寿命预测模型的构建为实现制造系统中智能刀具调度提供了基础.     

基于神经网络的燃气日负荷智能预测方法

为解决城市燃气日负荷具有随机性和不确定性问题,首先分别采用广义回归神经网络(GRNN)、灰色-GRNN和梯度-GRNN对燃气日负荷数据进行预测,通过MATLAB仿真表明,得到的预测误差大部分都在20%以内,说明这3种预测模型总体上是可行的,但预测精度并不是很高;然后针对城市燃气日负荷可能发生的预测模型故障现象,将GRNN、灰色-GRNN和梯度-GRNN的预测数据作为组合预测模型的数据基础,采用广义动态模糊神经网络(GD-FNN)进行智能组合预测,仿真结果表明:GD-FNN的平均预测精度为93.639%,平均每组预测用时为7.668 s,从预测精度上看,组合预测模型的预测精度要明显高于单一预测模型的预测精度,尤其是在预测过程中发生故障现象时更显其优势。     

在线广义神经网络交通状态预测的网格并行算法

针对城市大规模路网交通状态在线预测问题,采集出租车上的全球定位系统数据作为浮动汽车数据(FCD),采用广义神经网络理论,应用网格并行算法,通过加速广义神经网络的收敛和学习速度,构建了在线交通状态预测新模型.实验结果表明,该算法实现了在线广义神经网络交通状态预测模型的并行计算,提高了预测模型的计算速度,满足大规模交通路网实时、高效的在线交通状态预测的实际需求.     

小数据量情境下的滑坡位移非线性变化预测模型

为得到小数据量情境下滑坡位移非线性变化趋势的准确估计,融合广义回归神经网络学习速度快、预测精度高和p GM(1,1)模型减小数据随机性并能增强规律性的建模优势,建立了基于p GM(1,1)模型和广义回归神经网络的滑坡位移组合预测模型.两个工程实例与以往研究结果的对比结果,验证了所建模型可行、有效.     

基于广义回归神经网络的风电机组性能预测模型及状态预警

提出了一种基于广义回归神经网络（GRNN）的风力发电机组性能预测及异常状态预警方法。通过分析运行中影响风机主轴转速和发电功率的主要因素,确定了性能预测模型的输入和输出参数。运用SCADA系统的真实历史数据,采用广义回归神经网络（GRNN）建立了风电机组的性能预测模型,通过比较模型的预测精度对GRNN的平滑因子进行了优选。以此模型为基础,采用滑动数据窗方法实时计算风电机组转速和功率的残差评价指标,当评价指标连续超过预先设定的阈值时,则可判断风电机组状态异常。采用某实际风电机组若干历史故障发生前后的真实SCADA数据进行模拟,验证了方法的有效性。     

基于广义回归神经网络的交通事故预测

在进行交通事故统计的基础上,运用广义回归神经网络理论,建立交通事故预测模型,对2000~2003年的交通事故死亡人数和经济损失进行外推预测.计算结果表明,该模型预测和外推精度高,可用于交通事故预测.     

基于优化SVR模型的大跨度样本疲劳寿命预测

针对传统方法在大跨度、小样本情况下的疲劳寿命预测准确率不高的问题,研究基于优化SVR模型的寿命预测方法.根据大跨度样本的特点,提出有效的预处理方法、SVR模型的训练方法及参数优化准则.以LY12CZ(2A12)铝合金疲劳寿命预测为实例,分析了高斯核函数、多项式核函数及多层感知核函数对SVR模型训练误差的影响.结果表明高斯核函数更适用于SVR模型的训练,并通过细菌觅食算法对核参数γ及惩罚因子C进行优化选取,LY12CZ(2A12)铝合金疲劳寿命预测结果验证了该方法的有效性.     

基于互信息的主成分分析结合支持向量回归的滚动轴承剩余寿命预测研究

滚动轴承作为旋转机械设备中的关键部件,影响着设备的可靠性运行。为了智能开展设备维护工作,提高设备的运转效率,提出一种基于互信息（mutual information,MI）的主成分分析（principal component analysis,PCA）（MI-PCA）结合支持向量回归（support vector regression,SVR）的滚动轴承剩余寿命预测方法。首先利用小波包降噪算法剔除原始振动信号中的异常数据点和噪声,并基于降噪数据提取其时域、频域和时频域特征;然后结合特征与剩余寿命的互信息值进行特征筛选,再通过PCA降维算法获得可表征轴承退化状态的敏感特征,用于SVR的输入;最后构建并训练SVR剩余寿命预测模型,并将其应用于滚动轴承全寿命试验数据。试验结果表明与基于MI和基于PCA的SVR回归预测模型（MI-SVR模型、PCA-SVR模型）相比,基于MI-PCA的SVR模型具有更高的预测精度（预测精度可达97%）,能够实现滚动轴承剩余寿命的精准预测,为开展及时有效的设备维护工作提供了决策依据。     

一种非线性非平稳时间序列预测建模方法

提出了一种基于经验模式分解和支持向量回归的非线性、非平稳时间序列预测建模方法.首先,针对时间序列的非平稳特征,通过经验模式分解将其分解为若干个本征模式分量,使其中每个分量均成为平稳序列;其次,对每个本征模式分量,基于支持向量回归建立相应的平稳时间序列预测模型;最后,再一次利用支持向量回归对这些预测模型进行非线性组合,得到非线性、非平稳时间序列的预测模型.仿真实验和工程应用均表明,所提的预测建模方法与传统的基于支持向量回归的建模方法相比,具有较高的精度,说明该方法对于非线性、非平稳时间序列的预测是有效的.     

无信号环形交叉口机非冲突机器学习预测方法

为高效精确地预测无信号环形交叉口机动车与非机动车的交通冲突,提出了基于遗传算法优化的BP神经网络(GA-BP)和支持向量回归(SVR)的组合预测模型(SVR-GA-BP)。通过无人机采集混合交通流高清视频,利用视频识别软件Tracker提取机非交通冲突轨迹数据,以距离碰撞时间(Time to Collision, TTC)为判别指标,确定机非冲突严重程度。基于偏相关性分析确定交通量、平均速度、大车比例等为机非交通冲突的显著影响因素,选取均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)等五种评价指标对SVR模型、BP神经网络、SVR-GA-BP模型的预测值进行精度分析。结果表明,组合模型在一般冲突预测中精度为97.1%,相比SVR和BP神经网络分别提高6.9%和2.5%,在严重冲突预测中精度为96.1%,相比SVR和BP神经网络分别提高7.3%和5.1%。可见SVR-GA-BP组合模型能够有效预测无信号环形交叉口的机非冲突且精度最高,可为同类型交叉口的安全评价提供借鉴。     

基于粒子群优化-支持向量回归的高速公路短时交通流预测

为实现高速公路短时非线性交通流的精准预测,依托高速公路运营积累的大量数据资源,构建了基于粒子群优化(par-ticle swarm optimization,PSO)的支持向量回归(support vector regression,SVR)预测模型.首先,对获取的高速公路交通流数据进行异常值剔除、缺失值填充以及归一化等预处理;其次,基于SVR算法采用滑动窗口的方式建立预测模型,并基于具有较强寻优能力的PSO优化算法获取SVR模型的最优参数组合;最后,通过京台高速济南西收费站断面交通流数据进行实例验证.模型的预测结果表明,所提出的高速公路短时交通流预测模型能够满足实际需求,且相较反向传播(back propagation,BP)、差分整合移动平均自回归模型(autoregressive integrated moving average model,ARIMA)模型具有较高的准确性,可为日后高速公路运营决策提供理论支持.     

基于ELM-SVR模型的装备关键部件寿命预测

摘 要 装备关键部件数量众多,其性能决定了武器系统的健康寿命。为解决单一模型预测精度不高的问题,提出了基于ELM-SVR模型的剩余寿命预测方法。使用ELM模型的隐层神经元激活函数将特征映射到高维空间,提高特征辨识度,对高维特征采用核函数SVR模型拟合,以软间隔函数代替均方误差函数为优化函数,有效提升了剩余寿命预测精度。依据多个装备关键部件的综合性能指标对其进行剩余寿命预测,实验结果表明：与ELM、SVR、KELM模型相比,平均预测精度分别提高了57.14%,44.44%,11.76%,可见ELM-SVR模型具有一定的泛化能力与鲁棒性,可显著提高剩余使用寿命预测精度。     

基于人工蜂群优化支持向量机回归的隧道塌方风险预测

为预测隧道塌方风险等级,减少隧道塌方引起的灾害事故,建立基于人工蜂群(artificial bee colony, ABC)优化支持向量机回归(support vector machine regression, SVR)隧道塌方风险预测模型。首先,从工程地质、水文气象、设计因素、施工因素4个方面综合考虑,遴选13个主要影响因素,建立隧道塌方风险指标体系;其次,引入人工蜂群算法优化SVR的核参数C和惩罚参数g,解决传统SVR稳定性低的缺陷,提高模型的精确度,为验证模型性能采用相关系数(R²)、均方误差(mean squared error, MSE)、均方根误差(root mean squared error, RMSE)评价参数对比分析;最后,以新疆北部某供水工程为研究对象,对隧道塌方风险测试样本进行预测,分别将ABC-SVR、PSO-SVR、GA-SVR及SVR模型对比分析。研究结果表明：ABC-SVR预测结果为100%,PSO-SVR预测结果为83.3%,GA-SVR和SVR均为66.67%,ABC-SVR的预测结果与实际工程结果一致性更高,可为隧道塌方风险...     

基于小样本的GDI涡轮增压发动机性能预测方法比较分析

为了降低建立发动机性能预测模型消耗的实验成本，利用具有强大的非线性问题分析能力的机器学习算法：广义回归神经网络（general regression neural network，GRNN）和支持向量回归（support vector regression，SVR），预测GDI （gasoline direct injection）涡轮增压发动机性能。首先采用田口正交实验法和拉丁超立方算法确定训练数据和测试数据的操作点，然后基于仅包含25个样本的相同训练数据训练模型，使用100组相同的测试数据测试GRNN和SVR的预测性能并进行了对比研究。对比分析表明，在实验数据有限的情况下，GRNN有收敛到局部最小值的风险，而SVR可以找到最优的全局解，并具有良好的预测精度和泛化能力，因此SVR非常适合应用于GDI涡轮增压发动机性能预测，并将显著降低实验成本。     

无线接入点吞吐率预测的建模与优化

针对接入点吞吐率的多步预测问题,提出基于Nu-支持向量回归的建模策略,设计了并行混合粒子群算法,从特征选择与参数选择两个方面对预测模型进行联合优化。评估结果表明,Nu-支持向量回归模型在吞吐率多步预测中能取得较高精度,并行混合粒子群算法具有良好收敛性,且能显著提高预测模型的性能。     

基于门控循环单元-支持向量回归组合模型的湖泊水位预测方法探索

为改善传统循环神经网络预测梯度消失的问题,并探讨组合模型在水位预测中的应用,提出了一种基于门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)和支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)的组合预测模型,对猎德涌流域源头西湖水位进行预测。对GRU-SVR(多项式核、RBF核、Sigmoid核)模型进行了比选。组合模型通过GRU提取雨量与水位间时空特征,SVR增强整体的非线性预测能力。结果表明,与CNN-GRU及SVR相比,GRU-SVR(多项式核)模型在湖泊的降雨时期拥有较好的预测精度。