基于ELM神经网络的采煤机截割载荷软测量建模方法

采煤机是煤矿综采工作面的关键设备,由于煤层结构复杂,导致截割载荷复杂多变,并且截割载荷难以直接测量。因此,针对采煤机截割载荷难以直接检测难题,研究了采煤机交流异步电机的机械特性,提出了基于软测量建模技术的截割载荷预测方法。首先,通过分析采煤机交流异步电机的机械特性,得出截割载荷与截割电机的转速、电流符合非线性关系,运用软测量建模方法可以预测截割载荷。然后,以截割电机的转速和电流作为输入变量,运用ELM神经网络的软测量建模方法建立采煤机截割载荷软测量模型。最后,运用ELM,BP,RBF3种神经网络软测量建模方法对采煤机电机载荷进行预测,以均方误差和相关系数作为预测评价指标,结果表明:ELM神经网络软测量建模方法在预测精度和预测速度方面都优于BP神经网络和RBF神经网络软测量建模方法。运用ELM神经网络软测量建模方法能够准确、快速预测采煤机截割载荷,为采煤机恒功率截割和牵引智能调速提供了理论基础。     

数据驱动的中小河流智能洪水预报方法对比研究

近几年在洪水预报中,数据驱动洪水预报模型得到了广泛的应用,并取得了良好的效果,但是数据驱动模型大都用于大流域,很少用于小流域.中小河流大多位于资料短缺的山丘区,洪水具有突发性强,汇流时间快,预见期短的特点.为此分别构建了SVM模型、BP神经网络模型、RBF网络模型、极限学习机(ELM)模型,并利用所构建的模型对昌化流域进行预报;结果表明,SVM模型和RBF网络模型在低流量区段预测较准确,而且模型预报稳定;BP神经网络模型在高流量区段较准确,但是模型预报结果不稳定;ELM模型预报误差较大,而且预报不稳定;于是采用组合模型方式:低流量区段采用SVM模型或RBF网络模型,高流量区段采用BP神经网络模型,实验结果表明组合模型预报效果更好.     

基于RS-MIV-ELM模型的基坑水平位移影响因素分析和预测

为了预测基坑的测斜最大水平位移及深度,提出了基于粗糙集(RS)属性约简、平均影响值(MIV)和极限学习机(ELM)的组合模型RS-MIV-ELM.在系统分析、量化变形影响因素的基础上,利用RS属性约简算法和基于ELM的MIV算法(ELM-MIV)分别去除影响因素集中的冗余因素和相关性极小的因素,以简化模型输入变量;采用简化的影响因素集训练ELM模型,并用ELM模型对其他测点位移进行预测.验证结果表明,RS-MIV-ELM模型的训练速度、预测精度和泛化能力均比全因素ELM模型和基于最简集的BP神经网络模型RS-MIV-BP具有较大的提高,其均方根误差和平均相对误差仅为全因素ELM模型和RS-MIV-BP模型的1/2~2/3.     

基于灰色RBF-NN的陀螺随机漂移误差建模

针对测量中存在的陀螺随机漂移误差,提出了一种基于灰色RBF神经网络的预测建模方法.首先采用时间序列的饱和嵌入维数确定RBF神经网络模型输入层的节点数;其次采用灰色聚类法对输入样本进行分类,以确定RBF神经网络模型隐含层的初始节点数;最后采用灰色关联分析法对RBF神经网络的冗余隐含层节点实施删除,以得到满足精度要求的最小结构的RBF神经网络模型.将其应用到某型挠性陀螺随机漂移误差的预测建模中,可得预测模型的精度为90.33%,实验结果表明了该模型的有效性.     

基于神经网络组合模型的能源消费量预测研究

为了提高预测的精度,将神经网络组合预测模型应用于能源消费总量预测中,通过建立RBF、ELM、BP神经网络预测模型,用熵值法确定组合预测模型的加权系数,建立神经网络组合预测模型.利用安徽省统计年鉴获得的1991～2007年安徽省能源消费总量进行检验仿真,结果表明组合预测模型的误差较小,精度较高,预测结果更接近于实际情况.     

混沌参数优化RBF算法的震前ENPEMF信号强度趋势预测

提出了一种基于混沌参数优化径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络的预测模型.通过混沌理论获得了ENPEMF信号的有效嵌入维数和最优时延,然后利用所获得的参数优化RBF神经网络.采用训练好的参数优化RBF神经网络预测ENPEMF.数值仿真结果表明,改进的RBF算法可以较为准确地预测Rossler混沌时间序列且误差较小.将优化的RBF模型应用于芦山Ms7.0级地震前ENPEMF数据,可以有效预测震前14d的ENPEMF数据强度趋势,且预测效果及精度优于传统RBF神经网络算法,期望为地质灾害及强震前的电磁监测分析提供支持.     

基于差值灰色RBF网络模型股票价格预测研究

针对RBF神经网络的预测精度受样本数据随机性影响较大,而灰色理论能弱化数据随机性的特点,提出了差值结合法将灰色GM(1,1)模型和RBF神经网络模型有效地结合起来,构建了差值灰色RBF网络预测模型。并利用此模型进行股票价格预测,实证结果表明:该模型预测稳定性较好,预测精度高,平均预测误差为0.68%,与BP神经网络和RBF神经网络相比具有更好的泛化能力和更高的预测精度,在股票预测中具有一定的实用价值。     

基于优化遗传算法的灰色-RBF神经网络预测模型研究

根据灰色系统、RBF神经网络的模型及遗传算法原理,提出了一种基于灰色系统与改进的遗传算法RBF神经网络的系统预测模型,采用改进的遗传算法对该模型进行全局优化,最后用实验验证了模型的有效性,对比分析了单独使用GM(1,1)和RBF神经网络模型的预测结果.结果证明,优化后的预测模型的预测精度高于另外两种模型的预测结果.     

基于DA-RBF模型的微电网负荷预测研究

针对传统径向基神经网络(RBF)在微电网负荷预测上精度低的问题,采用具有全局搜索以及优化能力的蜻蜓算法(DA)对RBF神经网络进行优化。利用蜻蜓算法对RBF神经网络的中心向量、宽度向量以及隐含层和输出层之间的连接权值进行优化处理,构建出DA-RBF的微电网负荷预测模型。使用夹角余弦法对负荷数据进行夹角余弦的计算从而获得相似日,确定模型的训练集和测试集数据,以此来降低数据本身对模型精度的影响。然后将选择的数据放入模型中进行仿真实验,并选择平均百分比误差(MAPE)来衡量模型精度的高低,将预测结果同DA-BP、CEEMD-RSVPSO-KELM、CPSO-LSSVM及AMPSO-BP作比较,DA-RBF的MAPE均最低,由此证明了DA-RBF在微电网负荷预测上的可行性及优越性。     

基于电弧声信号的CO2焊接状态模式识别

CO2气体保护焊接电弧声信号与焊接参数和电弧状态密切相关,但由于存在高度的复杂性和非线性性,难以直接用于焊接过程监控.在对不同保护气流量和焊炬高度下电弧声信号频谱分析的基础上,采用线性预测编码(LPC)方法建立其参数化模型,利用LPC预测系数和反射系数构造特征向量,通过样本训练分别建立了RBF神经网络和支持向量机(SVM)模型,进行CO2气体保护焊接下气流量和焊炬高度识别和分类.测试结果表明,电弧声LPC预测系数和反射系数作为输入向量训练的RBF网络或SVM模型均能一定程度上实现保护气流量和焊炬高度的正确识别。其中采用LPC反射系数时结果优于预测系数;SVM模型的分类能力明显优于RBF网络,且不随训练样本的减少急剧下降.     

基于RBF神经网络的数控车床热误差建模

对于数控车床而言，热误差是其最大的误差源，而其中最困难的是热误差建模．现有BP算法的神经网络模型存在学习收敛速度慢，容易陷入局部极小点的缺点．文中使用径向基函数理论建立了基于RBF神经网络的数控机床热误差数学模型．讨论了RBF网络参数的初始化及学习；给出了两种建模方式的RBF网络建模算例，将其建模性能指标与经典最小二乘法建模指标进行综合对比，可知RBF网络各项指标均优于经典最小二乘方法．最后验证了RBF网络建模的鲁棒性．结果表明：径向基神经网络模型与经典最小二乘线性模型相比，拟合性能更好，预测补偿能力强且建模时间短．     

蚁群算法优化RBF神经网络的网络流量预测

传统RBF神经网络在网络流量预测过程中存在收敛速度慢、极易出现局部最优等缺点,从而导致预测精度低。采用蚁群算法优化RBF神经网络参数来进行网络流量预测。利用蚁群优化算法来训练RBF神经网络的基函数宽度和中心,简化网络结构,加快收敛速度,防止局部最优的出现,改善RBF神经网络的泛化能力。实验结果表明,相对于GA-RBF以及PSO-RBF流量预测模型,模型预测准确度更高,能够很好地描述网络流的变化规律。具有泛化能力强、稳定性良好的特点,在网络流量预测中有一定的实用价值。     

基于GM-RBF神经网络组合模型的水泥强度预测方法

 为预测煤矸石代黏土煅烧水泥的28 d 抗压强度性能,根据生产水泥的物检分析数据,将GM(1,N)预测技术和径向基函数（RBF）神经网络技术相结合,提出了基于GM-RBF 神经网络组合模型水泥强度预测的新方法。该组合模型首先利用试验产品的典型物检数据建立GM(1,N)网络,对数据进行预处理。然后将输入样本数据进行一次累加生成操作,并进行归一化,设置GMRBF神经网络组合模型预测精度和散步常数。经处理后的输入样本作为RBF 神经网络输入向量,相应的实测28 d 抗压强度作为模型的输出期望值开展训练,比较预测数据与实测数据,并进行调整,最终得到符合精度要求的GM-RBF 神经网络组合模型。该组合模型一方面避免GM(1,N)模型的理论误差,利用累加生成运算和样本数据的预处理,减少了由于训练样本随机性对建模精度产生的影响;另一方面由于具有自适应、自组织和速度快等特点,能快速预测水泥远期强度情况。仿真试验表明,该模型预测精度优于单个GM（1,N）模型或RBF 神经网络模型,具有较好的拟合性,适用于对水泥强度的预测,可以为煤矸石代黏土煅烧水泥的质量分析提供有效参考。     

基于遗传算法径向基神经网络的交通流预测

为提高径向基（RBF）神经网络预测模型对交通流预测的准确性,提出了一种基于遗传算法优化径向基神经网络的交通流预测方法。利用遗传算法优化径向基神经网络的权值和阈值,然后训练RBF神经网络预测模型以求得最优解,并将该预测方法与RBF神经网络和BP神经网络的预测结果进行对比。仿真结果表明,该方法对交通流具有较好的非线性拟合能力,预测精度高于径向基神经网络和BP神经网络。     

超大能力超细全尾砂长距离自流输送临界流速ELM预测

 为准确预测司家营铁矿超大能力超细全尾砂浆体长距离管道自流输送的临界流速,对比传统的BP 神经网络、支持向量机(SVM),建立了以管道直径、物料平均粒径、浆体体重和体积浓度为输入因子,临界流速为输出因子的极限学习机(ELM)预测新模型。研究结果表明,ELM 模型与SVM 模型的相对误差均控制在5%以内,远低于BP 神经网络模型的9.56%。由于隐层节点参数均随机选取且无需调节,使得ELM 算法在隐层节点数为110 和200 时,训练时间仅为0.02 s 和0.05 s,远少于同节点状态SVM 模型的0.04 s 和0.095 s,且隐含节点数越多,训练时间差距越大,运算效率越高。     

基于IFA优化RBF神经网络的短时交通流预测模型

针对短时交通流不确定性极强引起的预测结果精度低的问题,提出一种改进萤火虫算法(IFA)优化RBF神经网络的短时交通流预测模型(IFA-RBF).该模型通过引入线性递减惯性权重和混沌机制,来改进FA后期存在的易陷入局部极值和种群多样性匮乏的不足,利用IFA优化RBF神经网络的连接权重和基函数宽度,以提升RBF神经网络的短时交通流预测精度.实验结果表明,与Elman、BP、RBF和FA-RBF模型相比,构建的短时交通流预测模型(IFA-RBF)具有更高的预测精度,预测值与实际值拟合度较高.     

基于遗传算法的最小二乘支持向量机预测凝析气藏露点压力

露点压力的准确预测对保障凝析气藏的高效开发至关重要。近年来,数据挖掘、人工智能等大数据技术逐渐成为研究热点,其对复杂的非线性回归与分类问题有良好的解决策略。基于优化算法和机器学习,提出了一种将遗传算法(GA)与最小二乘支持向量机(LSSVM)相结合的露点压力预测模型(GA-LSSVM模型),并利用误差反向传播(BP)和径向基函数(RBF)人工神经网络建立了相应的露点压力模型,然后进行模型精度对比。在皮尔逊关联性分析基础上,上述模型均选取气藏温度、(N_2+CO_2、C_1、C_2～C_6、C_(7+))摩尔分数、C_(7+)相对分子质量、C_(7+)相对密度和气油比作为自变量。采用公开发表的34个露点压力数据进行参数优化,得到了GA-LSSVM、BP和RBF模型的最优参数,并对15组实测露点压力数据进行预测。结果表明:GA-LSSVM模型预测精度明显高于BP、RBF神经网络模型,具有良好的预测能力,GA-LSSVM模型的平均绝对相对误差(AARD)仅为3.02%,其中最大绝对相对误差(ARD)为16.64%,最小ARD为0.05%,BP和RBF神经网络模型的AARD分别为6.46%、10.54%。最后,根据Leverage方法,进行了所有数据的异常点检测。研究为凝析气藏露点压力预测提供了一种有效方法。     

基于深度学习的城市区域短时交通拥堵预测算法

城市的交通拥堵已经成为了各个城市中的普遍现象，严重影响了城市日常交通以及人们的出行。针对城市区域交通流的研究与分析，本文为了准确的对城市交通状态进行预测，通过网格划分的方法，把城市区域划分为多个区域，根据城市交通数据流的时空特征，提出了一种基于深度学习的城市交通拥堵预测模型（CS-Transformer）。该模型通过使用卷积神经网络(CNN)提取基于网格划分的城市区域交通数据的空间特征，然后采用全连接神经网络增强模型的表达能力，再通过相似性位置编码机制(SPEM)把位置信息加入交通数据中，最后运用Transformer网络捕捉交通数据的时间依赖特征。用成都市出租车GPS数据对模型进行验证，结果表明该模型预测结果优于卷积神经网络（CNN）、Transformer和CNN-Transformer等模型，以均方误差（MSE）为评价指标，将测试集中交通路网的平均预测精度分别提高了 19.6%、26.3%和10%。     

一种RBF神经网络高精度算法研究及应用

剖析了RBF神经网络基本算法的原理以及激励函数参量与隐层单元数量按经验选取所带来的问题.基于RBF神经网络结构,以网络的权阈值为设计变量,网络误差为目标函数,通过合理的动态变量排序,构建了一种RBF神经网络的新的高精度算法,并编制计算程序.与RBF网络基本算法相比,这种算法是以权阈值为未知变量的真实优化过程,实现了RBF神经网络的高精度计算.从方程论理论出发,给出了网络隐层结构的合理确定方法.通过实例的程序分析,表明了该优化算法具有较高的样本拟合与插值精度,为进一步理论研究与工程应用提供基础.