基于最优定界椭球-极限学习机算法自适应软测量建模的应用

针对传统滑动窗更新模型时忽略最新数据和待测样本相似性,以及即时学习未考虑相似样本和待测样本的时间间隔问题,采用基于最优定界椭球-极限学习机算法(optimal bounding ellipsoid-extreme learning machine,OBE-ELM)的自适应软测量建模方法将即时学习和滑动窗模型相结合来解决上述问题。首先用初始窗口数据建立ELM模型。当有待测样本到来时,利用SPE和T~2统计量判断修正模型的必要性;需要修正时,采用即时学习在最新窗口中寻找与待测样本相似的样本集并通过OBE动态修正ELM模型;否则用原有ELM模型直接预测输出。该方法的有效性通过合成数据集和连续搅拌反应釜仿真数据得以验证。     

基于膜算法进化极限学习机的氧气转炉炼钢终点预报模型

氧气转炉炼钢的控制目标是终点温度和碳含量,但由于不能对其进行在线连续测量,直接影响了出钢的质量.针对该问题,提出一种基于膜算法进化极限学习机(ELM)的抗干扰终点预报模型.利用进化膜算法的全局寻优能力调整ELM网络参数,不仅避免了ELM网络受异常点影响出现过拟合现象,还可以寻找最优复杂度的ELM模型.将找到的ELM模型应用到转炉炼钢领域并建立终点碳含量和温度的预报模型.在仿真实验中,分别使用含有高斯噪声的标准sin C函数和氧气转炉炼钢实际生产数据进行仿真,结果表明所提模型在含噪声的数据中具有较好的预报精度和鲁棒性.     

基于ELM特征映射的kNN算法

研究了基于ELM特征映射的kNN算法,利用ELM特征映射,将原始数据映射到这种高维特征空间当中,使得数据间变得更加线性可分,即数据结构会变得简单,因此,在利用kNN算法进行分类时,利用ELM特征空间中对应的特征数据代替原始空间中的数据进行分类将会取得更好的分类效果.最后,来自MNIST和UCI中的几个数据集的仿真实验进一步验证了该算法的优良性能.     

随机蚕食快速Inc-SVDD算法及其应用

针对SVDD处理大数据样本时存在时间复杂度较大的问题,提出一种随机蚕食快速增量式支持向量域数据描述(RGInc-SVDD)算法.RGInc-SVDD首先利用随机抽样定理将样本训练集分割为多个子集,然后将其中一子集用于建模Inc-SVDDi分类器,最后利用迭代蚕食算法合并增长Inc-SVDDi分类器,以生成整个训练集的SVDD分类器.RGInc-SVDD算法使得SVDD的时间复杂度从O(N3)降到O(N2r/Gn2).实验结果验证了RGInc-SVDD算法的正确性和有效性.     

新型教与学优化算法及其在需水预测中的应用

针对教与学优化(teaching learning based optimization, TLBO)算法解决复杂优化问题易陷入局部最优且解的精度低的不足,提出一种高效的教与学优化算法(efficient TLBO, ETLBO)以提升标准TLBO的全局优化性能。在ETLBO中,通过双种群混洗策略将种群分成两组,通过老师单独对最差学生进行教学过程,加快算法快速收敛到全局最优。通过求解4个典型的数值函数,仿真结果验证了ETLBO算法的有效性。通过ETLBO算法优化选择极限学习机(extreme learning machine, ELM)模型参数,并构建ETLBO-ELM模型,将其应用于城市需水量预测中。仿真结果表明,ETLBO优化的ELM模型具有良好的预测精度和泛化能力。     

双并行结构优化的极限学习机及其在回归数据集中的应用

极限学习机(ELM)发展自单隐含层前馈神经网络算法,其理论简单,运行快速,应用非常广泛.为了提高ELM的泛化性能,提出了一种带有双并行结构的优化ELM算法(DPELM).在DP-ELM中,建立输入层和输出层间特殊的连接,使得DP-ELM的输出节点不仅可以接收隐含层节点的信息,也可直接接收输入节点的自信息.利用3组回归数据集验证算法性能,实验结果证明,与ELM相比,DP-ELM可以达到更好的回归精度以及更稳定的泛化能力.     

汽油辛烷值近红外光谱检测的改进极限学习机建模方法

为提高近红外光谱法检测汽油辛烷值的精度,该文提出一种汽油辛烷值近红外光谱检测的改进极限学习机(i ELM)新型建模方法。该算法融合了极限学习机算法(ELM)与基于变量投影重要性系数的改进叠加偏最小二乘回归(VIP-SPLS)模型算法,有效解决了ELM模型隐含层输出矩阵维数高和高度共线性的问题。采用该算法对汽油辛烷值的近红外光谱检测数据进行建模,发现改进极限学习机模型的精度比现有的偏最小二乘回归模型和极限学习机模型分别提高20.0%和29.3%,验证了方法的有效性。实验表明,该文方法可用于汽油辛烷值的近红外光谱检测,检测精度良好。     

基于极限学习机的脉动风速快速预测方法

提出基于极限学习机(ELM)的脉动风速预测新模型.运用自回归滑动平均模型生成脉动风速数据库,并将其分为训练集和测试集.采用ELM对训练集进行学习训练,建立回归模型,从而实现对测试集风速的泛化预测.经与基于粒子群优化(PSO)的混合核函数最小二乘支持向量(PSO-MK-LSSVM)和误差反传神经网络(PSO-BP)对比,验证了ELM模型的有效性.数值结果表明,与PSO-MK-LSSVM和PSO-BP相比,无论在预测精度还是计算速度上,ELM模型都具有显著的优势.     

基于模糊匹配的板坯入库优化决策问题模型及求解

针对板坯入库优化决策问题,采用隶属度函数表示待入库板坯长度、宽度、厚度与各库位已存板坯对应属性的匹配程度,建立了板坯入库模型.针对问题特征,借鉴遗传算法的交叉和变异操作,设计了一种混合离散粒子群算法(DPSO--CM)进行求解.基于企业实际生产数据的仿真实验验证了模型和算法的可行性和有效性.     

一种新的集卡动态调度模型及算法

港口物流环节中,集卡的调度直接影响着港口的工作效率.目前,对集卡装和卸同时进行的调度模型和算法鲜有研究.本文以一艘船待装集装箱、一艘船待卸集装箱、装卸同时进行为例,提出一种动态优化模型,并用遗传算法求解.但其不同于一般的遗传算法,这里创造性地引入N6邻域方法来减少解空间搜索范围,提高遗传算法效率;设计了多种交叉操作和变异操作,来增加解的多样性,避免算法陷入早熟;设计了变异概率P,保证了算法的收敛性.实验结果验证了该模型和算法的有效性,从而有效提高集卡运输效率.     

近红外光谱-偏最小二乘法测定三元混合物中甲醇和乙醇的含量

应用偏最小二乘法建立了甲醇、 乙醇和水三元混合体系近红外光谱的校正模 型, 采用交互验证方式对模型精度进行检验. 通过选取波长， 使所建模型中甲醇测定相关 系数r达到0.999　91， 交互验证均方根误差(RMSECV)为0.431， 乙醇的r 达到0.999 98， RMSECV为0.193.　用所建模型测定样品， 与气相色谱法 分析结果相近， 相对误差小于3.505％.     

Quantum-inspired evolutionary tuning of SVM parameters

The most commonly used parameters selection method for support vector machines （SVM） is cross-validation, which needs a long- time complicated calculation. In this paper, a novel regularization parameter and a kernel parameter tuning approach of SVM are presented based on quantum-inspired evolutionary algorithm （QEA）. QEA with quantum chromosome and quantum mutation has better global search capacity. The parameters of least squares support vector machines （LS-SVM） can be adjusted using quantum-inspired evo- lutionary optimization. Classification and function estimation are studied using LS-SVM with wavelet kernel and Gaussian kernel. The simulation results show that the proposed approach can effectively tune the parameters of LS-SVM, and the improved LS-SVM with wavelet kernel can provide better precision.     

受限空间细水雾作用下烟气温度变化规律研究

利用热电偶测量细水雾作用下烟气层不同高度温度,研究雾滴粒径、雾通量和喷头与火源的水平距离等因素对平均细水雾降温速率（V）的影响规律．揭示了细水雾抑制火灾烟气温度的主导机理．利用实验数据推导V与雾通量之间的数学关系,建立V空间分布的三维数学模型,为细水雾技术用于火灾烟气抑制提供理论基础和必要的设计参数．     

最小二乘支持向量机在汽车动态系统辨识中的应用

汽车转向时动态系统参考模型对于汽车稳定性的控制有重要影响．基于最小二乘支持向量机算法，应用网络搜索和交叉验证的方法选择支持向量机参数，并将其应用于汽车转向时的非线性动态系统辨识，取得了良好的辨识效果，建立的参考模型能够较充分地描述汽车动力学行为。     

交叉验证中类别切分不均衡对分类性能的影响分析

交叉验证被广泛应用于模型的泛化误差估计,特别是2折交叉验证在分类模型比较中得到广泛的应用．主要针对Logistic分类回归模型采用2折交叉验证的不同切分方法且特征（自变量）取值均为0,1时对模型性能的影响进行了模拟．结果表明,当2折交叉验证的两份数据中的类别分布相同或相近时,准确率、召回率、F值及精确率的2折交叉验证估计的偏差最小,且估计的偏差随着2折交叉验证中类别的差异增加而增加．当2折交叉验证中数据的类别分布相差较大时,模型性能的估计明显地变差．因此,采用交叉验证切分数据时,应尽量保持每份数据的类别分布与总体一致．     

基于支持向量机的农业科技项目分类研究

农业科技项目投入是解决“三农问题”的关键途径,而农业科技项目分类是农业科技项目投入的参考依据.支持向量机( SVM)是借助最优化方法解决分类问题的方法,较好地克服了“维数灾难”和“有限样本的学习分类”等问题.通过选择不同的核函数和对应的参数可以构造不同的分类器,参数的选择决定了其学习和泛化能力.为此,提出了粒子群优化(...     

基于序贯似然比检验的运动想象脑电信号分类方法研究

快速准确地对脑电信号进行特征分类是脑-机接口研究的关键问题之一．从人脑决策模型出发,结合自适应小波基特征提取方法,提出了一种基于序贯似然比检验的运动想象脑电信号动态分类方法．该方法在分类中无须预先固定样本量,〖JP2〗而是逐次取样,累积分类信息,有利于解决脑-机接口的实时控制问题．为了更好地衡量该方法的有效性,进行了10次10折交叉验证,实验结果表明3个运动想象数据集共8位受试者的平均正确率达到87%以上,〖JP〗互信息和分类时间等指标也表明该方法能够有效提高脑-机接口系统的性能,具有较好的实用性．     

基于交叉验证SVM储层预测方法研究及应用

东营凹陷深部储层埋深大，构造及相带变化复杂，钻遇目标层的井少，储层预测有很大的困难。本文以东营凹陷东部孔一段为例，将适合较小样本预测的支持向量机方法（Support Vector Machine, SVM）应用到储层预测中。为了提高预测精度，惩罚因子选取和核函数参数训练过程中引入了交叉验证。输入样本为井点处的地震属性和储层厚度，属性通过井震关系优先，选取的是带宽、能量半时、最大振幅、均方根振幅、过零点个数和弧长等6种属性。预测结果表明，本文方法较常规的多元线性回归、不加交叉验证的SVM方法，有更高的预测精度，在深层勘探中有推广价值。     

基于随机森林模型判别矿井涌(突)水水源

快速准确判别矿井涌(突)水水源对保障矿井安全生产有重要意义。近年来人类的活动对不同含水层的影响与日俱增,为提高矿井涌(突)水水源判别的准确性,提出选取地下水中7种常见离子浓度,和能够充分反映人类活动痕迹的硝酸根离子浓度及化学需氧量作为水化学判别指标,采用随机森林模型进行矿井涌(突)水水源判别。为验证选取指标和判别方法的有效性,以大孤山铁矿为例,将数据输入随机森林模型进行100次交叉验证,并将验证结果与支持向量机模型和极限学习机模型进行比较。结果表明,随机森林模型预测结果稳定性较强,预测正确率不容易波动;随机森林在建模过程中参数拥有宽广的适应范围。树的棵数为50时,训练误差趋于稳定,改变树的棵数对预测结果没有实际影响,而其余二者对参数选取较为敏感;随机森林的参数可以通过袋外数据(OOB)错误率简单地得到,而其余二者参数调整时需要通过交叉验证的方式才可以取得;随机森林对训练样本进行验证,正确率可达100%,对测试样本进行验证,正确率可达97.38%,两项精度均优于支持向量机与极限学习机;随机森林模型拥有更高的预测精度和鲁棒性,在矿井涌(突)水水源判定方面有较好的应用前景。     

交叉验证KNN支持向量预选取算法在说话人识别上的应用

针对传统支持向量机算法时空复杂度较高的不足,提出了一种基于交叉验证KNN的支持向量预选取算法。该算法首先对原始样本求k个的邻近样本,然后计算邻近样本中异类样本的比例p1,最后选取满足p1大于阈值p的原始样本作为支持向量。通过交叉验证方法确定k与p的最合适的数值。在UCI标准数据集和说话人识别数据集上的仿真实验显示算法可有效地降低支持向量机分类器的运行时间,同时又具有较好的分类性能。