基于改进麻雀搜索算法的最大指数熵分割方法

为了解决基本麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA) 依赖初始种群和求解精度不高的问题,提出一种基于Circle混沌映射和随机游走的改进的麻雀优化算法(improved sparrow optimization algorithm,CRSSA) 。该算法为了增强麻雀种群的多样性,在麻雀初始阶段引入混沌Circle 映射; 采用随机游走对最优麻雀进行扰动,使其在麻雀寻优后期,增强算法全局搜索能力,跳出局部最优。同时选取15个测试函数对其算法进行性能测试。结果表明：与原始的SSA 、蜉蝣算法(mayfly algorithm,MA) 、粒子群优化算法(particle swarm optimization algorithm,PSO) 、鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA) 和灰狼优化算法(gray wolf optimization algorithm,GWO) 相比,改进的麻雀搜索算法具有寻优速度快、求解准确度高和鲁棒性强等优点。将该方法应用在多阈值图像分割中,通过对比不同算法的峰值信噪比(peak-to-signal ratio,PSNR)、结构相似性(structural similarity index,SSIM)、适应度函数值和运行时间性能指标,可有效解决多阈值分割问题,具有一定的工程应用价值。     

基于等级制度和布朗运动的混沌麻雀搜索算法

针对麻雀搜索算法在迭代后期种群多样性减弱、易于陷入局部最优等问题,提出了一种基于等级制度和布朗运动的混沌麻雀搜索算法(CSSA-HB).首先引入混沌映射调整麻雀搜索算法关键参数;其次引入等级制度,利用父代种群中3个最优个体对警戒者进行位置更新,加强个体间交流,增强种群多样性;然后利用布朗运动可控均匀步长,增强算法的探索能力;当算法陷入停滞时,利用布朗运动策略对个体施加扰动,促使算法跳出局部最优;最后利用贪婪策略保留优势个体,有效加快收敛速度.对12个测试函数进行仿真实验,结果表明混沌映射能有效增强算法性能,迭代映射表现最佳;改进算法具有较强的局部最优规避能力、更快的收敛速度和更高的收敛精度.     

基于改进麻雀搜索算法的黄河花园口日径流预测研究

为准确预测河南省内黄河径流量,减少黄河泛滥隐患,帮助防洪工作开展。文章提出以改进麻雀搜索算法（ISSA）为基础的EMD-ISSA-LSTM径流预测模型。选取花园口水文站2009—2022年日径流数据作为实验数据,均方误差（MSE）、平均绝对百分比误差（MAPE）和纳什效率系数（NSE）作为模型评价指标。实验结果表明：EMDISSA-LSTM模型在花园口日径流预测中具有较好的准确性和稳定性,其中,预见期为1 d时NSE达到0.965。该研究为花园口水文站日径流预测工作提供了有效的工具,有利于水资源优化管理和水库的防洪调度。     

基于改进麻雀搜索算法-BP神经网络的电缆接头线芯温度间接测量方法

电缆接头线芯温度实时监测对提升电缆线路载流量和安全运行有重要意义。针对目前测温方法适用性不强、精度低且抗干扰能力弱的问题,提出了一种改进麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm, ISSA)优化反向传播神经网络(back propagation neural network, BPNN)的温度反演间接测量方法。首先引入帐篷(Tent)混沌映射、自适应T分布变异、生产者数量和搜索空间动态调整混合策略对SSA进行改进,然后用改进后的SSA优化BP神经网络超参数。最后通过不同工况下的接头仿真与试验数据,结合自回归滑动平均模型(auto regressive moving average model, ARMA)对表面测温数据进行降噪,基于线路负荷及表面温度对接头线芯温度进行反演,并与粒子群优化算法(particle swarm optimization, PSO)-BP、SSA-BP、灰狼优化算法(grey wolf optimizer, GWO)-BP反演效果进行对比。结果表明改进模型的平均绝对误差不超过0.5℃,反演精度更高,能够实现对电缆接头运行...     

改进爬行动物搜索算法优化ENN模型预测管道腐蚀速率

管道腐蚀的影响因素多而复杂,建立准确的管道腐蚀速率预测模型是评价管道安全状况的关键。针对传统Elman神经网络(Elman neural network, ENN)模型预测中易陷入极小值、泛化能力不强的缺陷,提出了一种基于改进爬行动物搜索算法(引入Circle混沌映射并结合鲸鱼优化算法的狩猎策略)的ENN模型,并采用管道腐蚀速率实测结果验证了新模型的有效性。两个实例的预测结果表明,改进新模型的平均绝对百分比误差分别为0.547 6%、0.783 1%,其预测精度明显高于传统ENN模型。新模型在预测过程中可对权值和阀值进行寻优处理,因此有助于提升传统模型的预测精度。     

改进麻雀搜索算法优化支持向量机的井漏预测

在钻井过程中,受地质环境、钻井技术等多种因素的影响,容易发生井漏事故。为预防井漏事故,减少因钻井事故带来的损失,提出了一种改进麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm, ISSA)优化支持向量机的井漏预测方法。首先,在发现者位置更新公式中引入一种改进的自适应非线性惯性递减权重,提高算法全局搜索能力;其次,在警戒者位置更新公式中引入莱维(Levy)飞行策略,减少算法陷入局部最优的风险。为验证改进算法的寻优能力,将麻雀搜索算法(sparrow search algorithm, SSA)、遗传算法(genetic algorithm, GA)、灰狼算法(grey wolf algorithm, GWO)以及改进的麻雀搜索算法(ISSA)在8个基准测试函数上做了对比实验。实验结果表明,改进的麻雀搜索算法(ISSA)在寻优精度、稳定性等方面都较其他算法更为优异。最后,将改进的麻雀搜索算法用于优化支持向量机(ISSA-SVM)的惩罚参数C和核参数g,进行井漏事故的预测。结果表明,ISSA-SVM预测准确率为97.765 4%,相比于麻雀算法(SSA)-SV...     

多策略改进的麻雀搜索算法

针对麻雀搜索算法在迭代收敛时易陷入局部最优的问题,提出多策略改进的麻雀搜索算法（NLSSA）。利用邻域重心反向学习策略优化麻雀算法的初始种群,提高初始个体质量。通过Levy飞行策略的长短距离跳跃更新麻雀生产者位置,从而提升麻雀算法的局部极值逃逸能力。在跟随者位置更新机制中引入自适应权重,从而平衡麻雀算法的局部挖掘和全局寻优能力。为了验证所提NLSSA算法的性能,利用8个基准测试函数进行测验,测试结果与Wilcoxon符号秩检验结果表明,与麻雀搜索算法、粒子群优化算法、灰狼优化算法和其他改进的麻雀搜索算法相比,NLSSA算法在寻优精度、稳定性能和收敛速度方面的效果更佳。     

基于TentSSA-BPNN模型的钢铁企业能耗预测研究

为提高对钢铁企业电力能耗的预测精度,本文提出一种基于改进后的麻雀搜索算法的能耗预测模型TentSSA-BPNN。该模型利用Tent混沌映射改进SSA算法,设计出的TentSSA算法具有良好的稳定性和不易陷入局部最优的特点,再将其应用于传统BP神经网络,提升了预测精度。以某钢铁企业的电力能耗数据作为算例,对TentSSA-BPNN模型进行充分训练,再将其应用到对该企业的电力能耗预测当中。最后,设立对照组与本文提出的TentSSA-BPNN能耗预测模型进行对比分析。对照结果表明,TentSSA-BPNN预测模型对电力能耗的预测精度较高,在钢铁企业的节能减排方面具有一定的指导作用。     

基于动态预警与选择变异的改进麻雀分类算法

针对麻雀搜索算法寻优性能低、多样性不足问题,为提高算法的全局搜索能力和局部开发能力,提出一种基于动态预警与选择变异的麻雀搜索算法(CGSSA).采用线性微分递减的方式动态设定优化过程中的预警者数量,在更新过程中设定选择因子,按照震荡衰减的规律对算法中一定数量的较差个体进行变异,并在变异结束后对更新前后的个体择优选取.实...     

基于麻雀搜索算法优化支持向量机的滚动轴承故障诊断

针对支持向量机(support vector machine,SVM)的分类性能受自身参数选择影响较大的问题,提出了基于麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)优化SVM的故障诊断方法.利用麻雀搜索算法(SSA)对支持向量机的惩罚参数(C)与核参数(g)进行优化,并构建SSA-SVM滚动轴承故障诊断模型.结果表明:对于滚动轴承的常见故障,SSA-SVM诊断模型的测试正确率为96.67％,比传统的遗传算法(genetic algorithm,GA)-SVM和粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)-SVM诊断模型分别提高3.34％和1.67％,且收敛速度更快,可有效应用于故障诊断.     

改进的基于局部搜索策略的生物地理学优化算法

为了提高生物地理学优化（BBO）算法的优化特性,提出一种改进的基于局部搜索策略的生物地理学优化算法（ILSBBO）。改进的算法将差分进化算法的局部搜索策略与BBO算法的迁移策略进行结合,并引入了差分进化算法中的选择操作。在13个基准测试函数上,对改进的算法、基本BBO算法,以及基于BBO的混合差分进化算法（DE/BBO）进行比较,结果表明改进的算法优于所比较的其他两种算法;此外,改进后的算法在收敛速度上也优于基本BBO算法。     

基于改进型BP算法的外债风险指标预测

利用人工神经网络进行时间序列预测是一种较新的方法,它具有不需建立复杂的数学模型以及非线性映射能力强等优点。采用动量法和学习率自适应调整的改进型BP算法对外债风险的各项指标进行了非线性时间序列的预测。仿真结果表明神经网络模型对外债风险的各项指标预测的结果是准确可靠的。     

一种增强型改进麻雀搜索算法的三维航迹规划

针对无人机在三维复杂环境中多约束的最优化问题,提出了一种增强型改进麻雀搜索(enhanced modified sparrow search algorithm, EMSSA)用于航迹规划问题的求解。首先,利用Logistic-tent混沌序列初始化麻雀搜索算法,增强种群初始位置的随机性,提高算法全局搜索能力。其次在发现者-警戒者位置更新中加入了动态自适应调整策略,扩大算法搜索范围,提高算法的收敛速度。然后通过高斯-柯西变异策略,对麻雀个体进行位置更新,增强算法前期的全局搜索能力和后期局部发掘能力。最后选取11种测试函数和Wilcoxon秩和检验验证改进算法的有效性。仿真结果表明,增强型改进麻雀搜索算法在寻优精度、算法稳定性和收敛速度方面要优于其他对比搜索算法,并且可以在复杂的多约束环境中找到一条无碰撞的全局最优路径。在三维航迹规划中EMSSA算法相较于ISSA寻优精度提升了4.11%,相较于SSA提升了9.51%。     

基于麻雀搜索算法优化支持向量机的刀具磨损识别

针对微小深孔钻削刀具磨损状态检测的工程需求,提出了基于钻削声信号的麻花钻头磨损状态识别方法。根据不同磨损程度的麻花钻在钻削过程中的声信号,使用经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)将声信号分解成若干个固有模态函数(intrinsic mode functions, IMFs),通过时频联合分析探索刀具磨损与声信号特征之间的关联规律;再使用麻雀搜索算法(sparrow search algorithm, SSA)优化支持向量机(support vector machine, SVM)的参数,并利用SVM实现基于声信号特征的刀具磨损状态识别。实验结果表明,微小深孔钻头磨损程度与钻削声信号特征之间存在非线性耦合关系,声信号高频特征对钻头磨损程度的变化非常敏感;采用经过SSA优化后的SVM算法,基于优选的IMF特征能够准确识别钻削刀具磨损状态,识别准确率可达98.246%。     

基于SSA-RBF的灌区流量预测

水资源短缺问题日益严重,快速准确的灌区流量测量具有重要意义。现有流量测算模型一般采用传统的测流方法或简单的神经网络模型进行处理,采用上述方法将面临测量成本、测量精度等挑战。故将麻雀搜索算法(sparrow search algorithm, SSA)与径向基神经网络(radial basis function, RBF)相结合,以渠道水深、测点流速、测点位置为输入,灌区流量为输出,设计了一种新的SSA-RBF神经网络模型用于预测灌区流量。以都江堰人民渠渠首站点在27种不同水力条件下的实测数据为基础,对SSA-RBF模型和RBF模型以及极限学习机(extreme learning machines, ELM)模型进行评估和比较,实例结果表明SSA-RBF模型能够快速准确地预测出流量,其确定系数为0.975、均方根误差为6.186、平均绝对误差为4.324、残差质量系数为0.011 9,4种评价指标以及预测结果偏差均优于ELM模型以及RBF模型,为提升灌区流量测算精度提供了思路。     

基于响应面法和麻雀搜索算法的结构有限元模型修正

为了获取准确可靠的结构有限元模型,提供结构运营期间健康监测和状态再分析的基准参照,提出了一种基于响应面法(response surface method,RSM)和麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)的结构有限元模型修正方法.首先,基于响应面法,采用拉丁超立方设计方法进行试验设计获取样本点,以简单低阶数学模型代替特征量与参数间复杂的映射关系,构造结构宏观响应与各参数的解析表达式,基于逐步回归分析进行基函数显著性检验,运用方差理论检验模型精度获取最优响应面模型,并联合结构动力响应残差和构造目标函数;其次,基于麻雀搜索算法,对目标函数进行优化求解得到各参数最优解,代入初始有限元模型中,实现对初始有限元模型的修正;最后,基于RSM-SSA有限元模型修正方法对高维局部损伤悬臂梁数值模型实施修正,验证所提方法的可靠性和可行性,并与基于其他新兴群智能优化算法的有限元模型修正结果进行对比.结果 表明:采用该方法修正的参数和频率误差均值分别为6.549％、0.279％,修正效率和精度较其他算法有显著提升,修正后的有限元模型具有较高的精度,可真实反映结构实际力学行为.该方法为结构有限元模型修正提供一种新思路.