基于EEMD和SVR的人民币汇率预测

采用整体经验模态分解(EEMD)方法分析人民币兑美元汇率,通过对各阶固有模态函数进行分析,揭示了人民币兑美元汇率在不同尺度上的信息.分别利用支持向量回归模型(SVR)和混合模型(EEMD-SVR)对人民币兑美元汇率进行预测,得出EEMD-SVR混合模型的预测具有较高精度,其预测结果对经济发展策略的制定具有重要的参考价值.     

基于ARIMA与信息粒化SVR组合模型的交通事故时序预测

该文基于自回归滑动平均(ARIMA)模型和支持向量回归机(SVR)模型,构建时间序列组合预测模型,对道路交通事故相关指标进行趋势预测。通过ARIMA预测模型进行线性拟合;基于模糊信息粒化方法,将ARIMA预测模型残差季度变化趋势映射为包含最小值Low、中值R、最大值Up三个参数的模糊信息粒;并以其为输入构建SVR模型,对季度残差变化趋势进行预测;最后根据SVR残差预测值修正ARIMA模型预测值。实证研究结果表明:时间序列组合预测模型精度优于单一ARIMA模型,由模糊信息粒子确定的预测区间较好描述了实证数据的季度变化趋势。     

基于集合经验模态分解和随机森林的短时交通流预测

针对短时交通流数据具有非线性、不确定性等特点，提出一种基于集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition，EEMD)和随机森林(random forest,RF)的组合预测模型。首先，利用EEMD算法将原始交通流数据的区间平均速度序列分解为若干个本征模函数（intrinsic mode function，IMF）和一个残差分量（residual,RES)，提取出交通流数据在不同时频的信息；接着，将第一个分量进行二次EEMD分解，细化交通流的随机信息；然后，将分解得到的各个分量分别使用RF进行预测，构建子模型；最后，将所有子模型的预测值线性求和，得到最终的预测结果。采用阿拉尔市某路段的实际交通流数据进行实验，结果表明，EEMD和RF的组合预测模型优于单一的RF模型，并且对IMF1进行二次EEMD分解可进一步提高组合预测模型的准确率。     

基于EEMD-PSO-LSSVM的中国沿海散货运价指数预测

针对中国沿海散货运价指数(CBFI)预测对精度的要求,从内在波动特性角度出发,提出一种基于集合经验模态分解(EEMD)-粒子群优化算法(PSO)-最小二乘法支持向量机(LSSVM)的组合预测模型.对比LSSVM、PSO-LSSVM、EMD-PSO-LSSVM三种预测模型,EEMD可对CBFI序列中波动较大数据进行降噪分解,保留序列的内在波动特性,且预测精度有一定提升,预测性能更佳.     

基于运行状态信息的数控珩磨机液压系统可靠性预测方法

针对常规的可靠性预测方法无法实现对数控珩磨机液压系统可靠性进行有效预测的缺点,提出了一种基于运行状态信息及支持向量回归(SVR)的数控珩磨机液压系统可靠性预测方法.该方法主要包括状态特征指标的选取、瞬时可靠度的计算以及SVR预测模型的建立.为实现对SVR预测模型的有效解算,分别采用遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)和混合算法实现对SVR模型的核参数的寻优计算,并比较了3种方法下SVR模型的瞬时可靠度预测精度.实例仿真结果表明,与GA及混合算法相比,采用PSO算法来解算SVR预测模型能够得到更优的数控珩磨机液压系统的可靠性预测精度.     

基于集合经验模态分解和差分进化算法优化BP神经网络的船舶交通流预测

针对船舶交通流时间序列的非线性和非平稳性特点,设计一种结合集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)和差分进化算法优化BP神经网络(back propagation neural network optimized with differential evolution algorithm,DEBPNN)的船舶交通流组合预测模型(EEMD-DEBPNN).首先,利用EEMD算法降低船舶交通流时间序列的非平稳性;然后,对EEMD分解后获得的各非线性分量采用DEBPNN模型(先采用DE算法对BPNN的初始权值和阈值进行预寻优,再利用预寻优获得的初始权值和阈值训练BP神经网络得到最优的权值和阈值)进行预测;最后,再将各分量预测值进行叠加即得到最终预测结果.基于长江某港口航道船舶月交通流数据,将该组合模型与BPNN、DEBPNN模型进行实例对比分析.结果表明,EEMD-DEBPNN较DEBPNN、BPNN模型的预测精度更高.     

基于PCA-SVR的池塘DO预测模型

为解决传统水质预测模型泛化能力低、预测精度差等问题,提出了基于主成分分析和支持向量机相结合的养殖池塘溶解氧预测模型.该模型通过主成分分析筛选反映池塘水体溶解氧信息的关键指标,减少模型输入变量,采用支持向量机算法建立水质预测模型,并用于长沙市乔口镇与望城区池塘养殖溶解氧预测中.结果表明,该模型预测精度高,同时具有很强的泛化能力与适应数据变化的能力,可用于池塘溶解氧预测.     

基于粒子群优化的SVR风电功率超短期预测

建立了风电功率预测系统并提高其预测精度和预测速度.分析影响风机出力的主要因素并结合风电场实测风速数据和环境参数,提出了一种基于粒子群优化的SVR风电功率超短期预测模型,该模型可以有效地优化支持向量回归机(SVR)的主要参数.通过与遗传算法优化的预测模型(GA-SVR)进行比较,发现该预测模型在超短期风电功率预测上有较高的预测精度和运算速度.     

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EEMD与LSSVR的能源消费量多尺度预测——以广东省为例

由于能源消费内在的复杂性,传统的单尺度预测方法很难获得理想的预测效果.为提高能源消费量预测精度,提出了基于集合经验模态分解(EEMD)与最小二乘支持向量回归(LSSVR)的能源消费量多尺度预测模型.首先应用EEMD算法将能源消费量环比指数从高频到低频分解成若干结构更简单、变化更平稳、规律性更强、更易于预测的内在模态函数(IMF)和一个残差项;其次利用LSSVR对各IMF和残差项进行预测,并采用粒子群算法(PSO)选择最优的模型参数;然后将各分量的预测值直接加总求和重构出能源消费量环比指数的预测序列;最后通过逆环比化处理,获得原始能源消费量的最终预测值.利用该模型对1980-2013年广东省能源消费量进行实证分析,结果表明多尺度预测模型的确能够显著提高预测精度.     

基于EEMD和改进Elman神经网络的地球变化磁场短时预测

针对地球变化磁场时间序列的混沌特性,提出了一种集成经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)和改进Elman神经网络的地球变化磁场预测模型.首先,利用EEMD将非平稳的地球变化磁场时间序列分解为一系列具有不同特征尺度的本征模态函数(intrinsic mode function,IMF);然后,针对每一个IMF分别建立改进Elman神经网络模型,选择各自适合的最优模型参数;最后,以地磁台站实测的地球变化磁场数据为研究对象,并与基于单一Elman神经网络预测模型相比较,结果表明,EEMD-改进Elman神经网络模型的预测值能紧跟地球变化磁场的变化趋势,且明显优于基于单一Elman神经网络的模型,体现出更好的预测效果.在地磁Kp3时,预测3h平均绝对误差为1.74nT.     

注意力机制下的EMD-GRU短期电力负荷预测

为进一步提高短期电力负荷预测精度,构建一种基于注意力机制的经验模态分解(EMD)和门控循环单元(GRU)混合模型,对时间序列的短期负荷进行预测.首先,对负荷序列进行EMD,将数据重构成多个分量;再通过GRU提取各分量中时序数据的潜藏特征;经注意力机制突出关键特征后,分别对各分量进行预测;最后,将各分量的预测结果叠加,得到最终预测值.仿真结果表明:相对于BP网络模型、支持向量机(SVR)模型、GRU网络模型和EMD-GRU模型,基于EMD-GRU-Attention的混合预测模型能取得更高的预测精度,有效地提高短期电力负荷预测精度.     

高阶多元直觉模糊时间序列预测模型

为了突破模糊集理论的限制,更客观地描述不确定性数据,提出一种高阶多元直觉模糊时间序列预测模型.采用模糊聚类算法划分论域,并采用更具客观性的方法建立直觉模糊集的隶属度和非隶属度函数.依据直觉模糊多维取式推理的原理建立基于相似度量的启发式推理规则,作为高阶多元模型的预测规则,并且建立相应的解模糊方法.利用北京市日均气温数据集进行对比实验,结果表明,该模型的预测均方误差(0.86)和平均预测误差(2.57%)较现有方法均明显降低,预测结果优于模糊时间序列预测模型和普通直觉模糊时间序列预测模型.     

基于GABP技术的PCA弥苴河水质预测

针对传统的水质预测方法中由于因子的多重相关性而造成的预测精度偏低的问题,提出了一种将主成分分析法(PCA)和遗传算法优化的BP神经网络(GABP)相耦合的水质预测方法.利用主成分分析法提取对水质因子影响较强的综合成分,克服了传统水质预测方法中信息冗余的问题.在对大理弥苴河水质进行大量实际监测的基础上,分别采用PCA-GABP神经网络,GABP神经网络以及传统的BP神经网络3种模型的方法,建立了弥苴河水质高锰酸盐指数的的预测模型.通过数据预处理,筛选了600组数据进行训练学习和测试.通过对3个模型的预测误差分析对比,可以得出PCA-GABP神经网络预测模型精度更高.     

基于集合经验模态分解和改进布谷鸟算法优化BPNN的混合风速预测

风速预测在风电场的运行中扮演着重要的角色,但由于风速时间序列在统计上呈现出高维、非线性、多重周期性的复杂特征,风速被研究者认为是最难模拟和预测的气象参数之一.该文分别采取集合经验模式分解(EEMD)和离散小波去噪(DWT)对风速数据进行降噪,利用改进布谷鸟(MCS)算法优化BP神经网络(BPNN)中的权值和阈值,从而构建基于数据预处理和模型参数优化的混合风速预测模型并用来预测中国环县风电场2017年日平均风速.数值模拟结果表明EEMD-MCS-BPNN模型预测精度比混合模型EEMD-BPNN,DWT-MCS-BPNN,DWT-BPNN,MCS-BPNN和单个BPNN模型的预测精度高.     

基于遗传算法寻优的SVR雾霾预测模型

针对雾霾天气愈发严重及难以预测的问题,提出一种以GA(遗传算法)优化支持向量回归机(SVR)参数的预测模型.首先利用因子分析对气象因子降维,然后再通过GA对SVR的参数寻优,并把最优参数带入SVR模型,对保定PM2.5浓度进行预测.对比参数模型的预测结果,为雾霾预测选出一种新的模型.     

基于mRMR-ESN的单变量光伏功率预测

设计了两种预测模型:利用天气变量作为输入的传统多变量预测模型;利用历史功率数据作为输入的新型单变量预测模型.采用最小冗余最大相关(min-redundancy and max-relevance,mRMR) 方法分别对两种模型进行特征提取,并选用在时间序列预测方面具有优势的回声状态网络( echo state network,ESN)对未来5min的光伏功率进行仿真预测.仿真结果表明,采用mRMR方法对历史光伏功率数据进行特征提取,确定能够使预测模型达到最优效果的特征子集,并将其作为单变量预测模型的输入,可以得到更准确的预测效果.所构建的新型单变量预测模型能够为光伏电站提供新的光伏预测思路.     

基于EEMD-IGSA-LSSVM的超短期风电功率预测

为了提高风电场输出功率的预测精度,在保证安全操作的前提下,建立了一种基于集合经验模态分解(EEMD)、改进引力搜索算法(IGSA)、最小二乘支持向量机(LSSVM)相结合的风电功率组合预测模型.首先运用EEMD算法将风电功率时间序列分解成一系列复杂度差异明显的子序列;其次利用相空间重构(PSR)对已分解好的子序列进行重构,对重构后的每个子序列分别建立IGSA-LSSVM预测模型,为分析不同核函数构造LSSVM的差异性,建立了8种核函数LSSVM预测模型,利用IGSA算法求解其模型;最后以中国内蒙古地区的某一风电场为算例,仿真及验算结果表明,利用IGSA算法寻优得到的指数径向基核函数核参数和惩罚因子构建的LSSVM模型具有较高的预测准确性;与EEMDWNN,EEMD-PSO-LSSVM等5种常规组合模型相比,所提出的指数径向基核函数的EEMD-IGSA-LSSVM组合模型能有效、准确地进行风电功率预测.     

基于经验模式分解与LSTM神经网络的短期电价预测模型

在开放的电力市场中,日前电价预测是个重要的研究方向。本文提出了一种基于经验模式分解(EMD)与长短期记忆神经网络(LSTM)的序列电价预测模型,使用EMD提取电价序列中的周期分量与趋势分量,利用LSTM分别对周期分量与趋势分量进行序列预测,输出各分量的预测结果,通过支持向量机回归(SVR)叠加各分量的预测序列生成预测价格序列。最后,以美国PJM电力市场的电价数据为算例,与ARIMA模型、单一LSTM神经网络模型的预测结果进行比较,验证了EMD-LSTM-SVR模型能够提高短期电价预测精度。     

应用灰关联分析的PSO-SVR工程造价预测模型

为了准确预测与控制工程造价水平,提出一种基于灰关联分析(GRA)与粒子群优化(PSO)的支持向量回归机(SVR)组合预测模型.将GRA提取的工程造价主要指标向量输入PSO-SVR模型预测造价,采用 PSO优化的SVR模型进行工程造价预测,对比分析PSO-SVR模型和其他智能模型,对某一地区相同输电工程进行造价预测.结果表明:基于灰关联分析的PSO-SVR模型的造价预测效果更理想,预测精度更高.