结合改进的DCGAN和Attention-LSTM的光伏功率预测

针对新建光伏发电站在光伏功率预测过程中由于缺少训练数据导致预测精度较低以及光伏发电功率的不稳定等问题,本文提出一种结合改进的深度卷积生成对抗网络（DCGAN)、 注意力机制（Attention）和LSTM网络组合的光伏功率预测方法。首先,将DCGAN中生成器的特征提取网络由二维卷积改为一维卷积,更好的学习一维时序数据,并用改进的DCGAN对光伏数据进行扩充,其次,采用Attention模块和LSTM模型相结合,先通过Attention模块提高重要特征的权重占比,生成新的输入特征,再通过LSTM模型进行功率预测。采用澳大利亚沙漠知识太阳能中心(DKASC)Alice Springs电站的数据进行验证,实验结果表明,结合深层卷积生成对抗网络与Attention-LSTM的混合预测方法能有效提升预测的精度。     

基于深度学习和小波分析的 LSTM-Wavelet 模型股价预测

针对股价数据具有高噪声、非线性和非平稳性等特征,使得股价精确预测非常困难的问题,提出小波-长短 记忆网络(LSTM-Wavelet)模型应用于股价预测。 首先,利用小波(Wavelet)分解降低金融时间序列的不稳定性,并 分析小波系数的细节特征;接着,发挥长短记忆网络(LSTM)模型的优势,深层挖掘小波系数中的长期依赖关系,对 分解后的各层小波系数分别建模预测;最后进行预测小波系数的数据重构。 使用中石油近两年的股价数据进行实 证分析,以每个交易日的开盘价、最高价、最低价、交易量为特征输入,预测当日中石油的收盘价。 结果表明:相较 于标准 LSTM 模型和小波- ARIMA (ARIMA-Wavelet)模型,提出的 LSTM-Wavelet 模型有更好的预测效果; 通过 小波分析将复杂股票数据,分解为长短记忆网络(LSTM)容易识别的小波系数,根据各层小波系数不同的数据特征 进行分层预测,提高了预测精度。     

基于LSTM-Attention的中文新闻文本分类

经典的LSTM分类模型,一种是利用LSTM最后时刻的输出作为高一级的表示,而另一种是将所有时刻的LSTM输出求平均作为高一级的表示.这两种表示都存在一定的缺陷,第一种缺失了前面的输出信息,另一种没有体现每个时刻输出信息的不同重要程度.为了解决此问题,引入Attention机制,对LSTM模型进行改进,设计了LSTM-Attention模型.实验结果表明:LSTM分类模型比传统的机器学习方法分类效果更好,而引入Attention机制后的LSTM模型相比于经典的文本分类模型,分类效果也有了一定程度的提升.     

基于集成式长短期记忆神经网络模型的股价涨跌预测分析

在股价预测领域,预测的准确率比估计的相合性更有价值,因此保证相合估计的传统线性模型正逐渐被长短期记忆神经网络(long short-term memory,简称LSTM)等深度学习方法替代.然而,影响股价的因素是多源的,不仅包括股市历史交易信息,还包括企业基本面信息和宏观经济信息等,这些不同来源的信息间有长期确定关系,而关于此关系的数据记忆会被传统LSTM模型在学习过程中抛弃.构建"集成式长短期记忆神经网络模型"即ensemble LSTM,应用动态网络生成机制保证不同来源数据间的长期均衡关系不会被遗忘,且采用多个LSTM并联,让各神经网络独立处理单来源数据,再通过稠密层融合,因此该模型具有节约运算资源的能力.随机选取了16支个股,对比LSTM和ensemble LSTM在预测股价涨跌方面的性能,发现后者在节约运算资源上具有优势,且准确率也大多高于前者.     

融合注意力机制的煤层气产量动态预测

为了提升煤层气产量的预测精度,提出融合注意力(Attention)机制并结合卷积神经网络（convolutional neural networks,CNN）和长短期记忆神经网络（long short term memory,LSTM)的煤层气产量动态预测模型。利用随机森林变量筛选方法,确定井底流压、动液面高度、套压、冲次为排采过程中影响煤层气产量的主控因素;利用CNN信息提取优势,提取煤层气排采数据的特征向量,并将特征向量作为LSTM网络的输入;再将LSTM隐含层融合注意力机制提取重要信息权重,有效解决信息长期依赖性和信息丢失。实验结果表明：融合注意力机制的CNN-LSTM煤层气产量动态预测模型各方面均表现较优。具体表现为：1. 模型预测性能较好,利用不同模型对比预测,改进后的煤层气产量预测模型精度最高,比标准的LSTM预测精度提升了3%~4%;2. 泛化性能较优,预测同一区块不同生产天数的6口煤层气井产量时,预测60天日产气量的平均相对误差均小于5%,预测200天日产气量的平均相对误差均小于8%。     

采用ALSTM模型的温度和降雨关联预测研究

短时的降雨和温度等预报一直是天气预报中的重要问题。为了准确和及时预测局部区域的降雨及温度,提出了一种基于Attention和LSTM组合模型(ALSTM)的关联多值预测算法。该算法利用天气时间序列中的前期数据,对下一小时的降雨量和温度进行关联预测,以此实现对天气要素的多值预测。该算法首先对输入数据进行归一化处理;然后利用数据对ALSTM模型进行训练;最后将训练好的模型用于多值预测。将ALSTM模型与LSTM、BP以及基于LSTM的深度循环神经网络(DRNN)的预测结果进行了比较。实验结果表明,ALSTM模型的温度和降雨预测精度优于比较的其他模型,其平均预测精度在97%以上。     

基于Bert股吧舆情分析的特征融合股价走势预测研究

传统股价预测模型往往只考虑时序性数据且局限于模型自身机制,而忽略舆情对股价的影响,导致预测精度不高,针对该问题,提出基于 Bert 股吧舆情分析的特征融合预测模型对股价收盘价进行涨跌幅预测。 首先,采用Bert 自然语言处理对股吧舆情以及公司公告政策进行情感分类,并转化为虚拟变量,构建金融舆情情感特征库;然后将金融舆情特征库和时序性数据合并构建特征融合矩阵;最后输入长短期记忆网络模型(LSTM)进行股价收盘价预测,并得出股价的涨跌结果。 以华银电力(600744. SH)为例进行实证分析,实验结果表明:引入股票情感特征后的模型,得到的股价走势准确率上升了 8. 63%,预测收盘价的回归指标 FMAPE FRMSE 分别下降了 23. 59%、22. 9%,R2 提高了 8. 11%,证明引入新的舆情情感特征在实际预测中能提高股价预测的准确率,可以作为精准预测股价走势的手段。     

基于注意力Seq2Seq模型的终端区航空器航迹预测

为充分挖掘机场终端区航空器航迹时间依赖性,解决中长期、多步长航迹预测精度不稳定的问题,引入注意力机制(Attention Mechanism)和教师监督(Teacher Forcing)中的指数衰减(Exponential Decay)采样方法,提出了一种基于序列到序列框架的机场终端区航迹预测模型(Seq2Seq-Attention Mechanism-Exponential Decay, SAE)。序列到序列框架实现了多步长预测,注意力机制提高解码器预测精度,指数衰减采样方法加速了训练阶段模型收敛,在一定程度上提高了模型的泛化性。最后,为了验证提出方法的有效性,利用天津终端区28架次、90天ADS-B航迹数据构建原始数据集,以平均绝对误差(Mean Squared Error, MAE)和均方根误差(Root Mean Squared Error, RMSE)作为模型性能评价指标,进行了航迹预测实验,实验结果表明：高度、经度和纬度在序列到序列框架中的循环神经网络分别采用LSTM、GRU和LSTM可以获得最好预测性能;以四种预测长度1分钟、3分钟、5分钟和10分钟进行建模,与基线模型中预测性能最好的结果比较,所提出方法在验证集上的高度、经度和纬度指标表现最优,10分钟预测窗口下的平均绝对误差分别降低了66.30%, 54.62%和36.59%,均方根误差分别降低了65.45%, 38.16%和20.57%,同时,上述四种预测时长下所提出方法预测结果的均值和方差最小,表明随着预测时长的增加,模型预测结果的稳定性最好。此外,引入的注意力机制与指数衰减采样方法对有效捕捉航迹时间依赖性、提高模型泛化性均具有积极的贡献.     

水下目标工频磁场扰动信号检测方法研究

为了解决水下目标磁场近程化探测中磁信号衰减快、干扰强及扰动特征不明确、无法有效探测信号等问题,提出了一种基于混合神经网络与注意力机制(Att-CNN-GRU)的工频磁场水下目标时间序列扰动信号检测方法。将CNN,GRU神经网络与Attention机制相结合拟合信号,构建分类神经网络,对目标信号进行分类识别,同时与未引入注意力机制的CNN-LSTM模型及单一CNN和LSTM网络模型的预测及检测性能进行比较。结果表明,相较于传统方法,信号拟合效果将误差分别减小了36.24%,14.44%和4.878%,目标检测准确率达到83.3%。因此,加入Attention机制的CNN-GRU模型检测性能比CNN,LSTM和CNN-GRU模型更优异,作为辅助手段,能有效解决工频磁场探测中扰动信号微弱、扰动规律不明确、背景噪声多等问题,实现对水下目标造成的工频磁场扰动信号的拟合与检测。     

基于数据驱动的旅游需求预测研究

合理预测景区客流量不仅可以为景区提供参考,更是旅游治理体系和治理能力现代化建设的内在要求。基于九寨沟风景区官网于2012年5月至2021年5月披露的每日客流量数据,运用Python爬取与九寨沟旅游相关的搜索行为数据和九寨沟每日平均气温,构建ARIMA、SVR模型和加入百度搜索指数与日平均气温的LSTM神经网络模型,对九寨沟风景区客流量进行拟合和预测。结果表明,LSTM神经网络模型预测精度高于ARIMA和SVR模型,加入百度搜索指数和日平均气温的LSTM神经网络模型可以显著提升客流量预测精度。     

EMD和GARCH模型应用于股票价格预测

将EMD（经验模式分解）方法应用到股票价格趋势的预测中,找出影响股票市场波动的关键因素,旨在提高预测的精确性。通过EMD方法将上证指数日收盘价数据分解为不同频率的数据段,重组为高频序列、低频序列和趋势序列,运用高阶自回归和GARCH模型对分解出来的各序列进行拟合和预测,避免各个分段预测过程中的误差累积,最后对预测数据重组,得到样本外数据的预测序列。结果表明,该模型具有较好的预测效果,能给投资者提供更为合理的股票投资意见,同时为趋势预测研究提供借鉴。     

基于Prophet-LSTM-PSO组合模型的医院住院量预测研究

针对医院住院量预测问题,首先利用先知模型(Prophet)与长短期记忆循环神经网络(LSTM)预测方法对2015年1月到2019年12月上海市东方医院呼吸内科住院量的时序数据进行建模分析,然后利用粒子群算法(PSO)求出两种模型对应的组合系数,从而得到最终的Prophet-LSTM-PSO组合模型,并通过RMSE和MA...     

指数趋势预测的BP-LSTM模型

本文根据股指、股价等数据的时序特征将人工神经网络(ANN)与深度学习中的循环神经网络(RNN)引入股指预测,基于BP神经网络模型与长短期记忆(LSTM)神经网络模型构建了BP-LSTM模型.基于上证指数,本文进行了进行数值实验.结果表明BP-LSTM预测模型的准确率相比传统机器学习模型有明显提升,与普通LSTM模型相比也有较大提升.     

基于ARMA-GARCH模型的上证指数实证分析

研究上证指数收益率过程。本文以2004年9月30日至2011年9月30日期间的上证指数收盘价为基础,验证序列的相关性、稳定性及异方差性,建立ARMA-GARCH模型进行实证分析和预测,分别在误差服从正态分布、t分布、GED分布条件下比较拟合和预测效果,得到t分布的ARMA-GARCH模型最优,表明其更适合上证指数收益率的研究。     

LSTM模型在耕地面积预测领域的构建与应用

 长短期记忆（LSTM）模型广泛应用于系统故障、交通流量、股票指数、紧急事件、碳排放、石油产量、农区地下水位等多个领域,均表现了出色的预测性能。为了丰富耕地面积预测方法、提升耕地预测精度,将LSTM模型引入耕地面积预测。选择常用的趋势外推模型、指数平滑模型、灰色模型、移动平均自回归、支持向量机、NAR动态神经网络等6类模型进行对比,并以耕地变化趋势比较复杂的黑龙江省和变化趋势比较单一的辽宁省、吉林省作为案例进行分析,以验证LSTM模型耕地面积预测效果。结果表明,从均方根误差（RMSE）、平均绝对误差（MAPE）这2个指标的综合评价来看, LSTM模型拟合和预测效果均为最优。根据LSTM模型预测, 2018-2030年黑龙江、吉林、辽宁3省的耕地面积将呈持续减少的趋势,耕地减少速度均有放缓之势。     

中国股票市场的非线性确定性预测

运用混沌动力学理论对上证综合指数进行非线性建模预测,首先相对于传统的取对数后相减的消除趋势方法采用对数线性去趋势方法,其次,用延迟重构技术计算得到嵌入维数和延迟时间间隔,预测结果表明所采用方法无论用局部线性预测法,还是用局部常数预测法或神经网络预测法都能更好地对股价指数进行预测,并初步推测了预测效果得到改进的原因.     

上证综指收益率波动性的非线性方法研究

以上证综指日收盘价为样本建立了对上证综指收益率波动性的非线性模型.实证结果表明我国上海股市的价格波动具有异方差性及显著的左尖峰厚尾的特征;收益率的波动不服从正态分布;具有集聚性和记忆性;波动持续时间较长.通过分析比较GARCH模型拟合效果较好,并预测结果有一定的稳定性.同时对收益率建立了EGARCH（1,1）和TARCH（1,1）模型,表明收益率波动存在一定的杠杆效应.     

融合多源数据的股指预测研究

金融市场中股票价格的变动受到多方面因素的影响,如何更好地利用更多的大数据为投资决策进行服务始终是各方研究的重点。本研究以沪深300指数为研究对象,采用图像化处理的方式融合财经新闻、市场交易数据和技术指标等多源异构数据,建立了卷积神经网络模型,对未来不同时间长度的股指图像数据进行涨跌预测。通过对模型结构的稳健性检验,使用60天融合新闻情绪、技术指标与股价三类图片的三层图片预测模型,预测股指未来5天后的涨跌样本外准确率可达65.2%。融合多源数据后的图片数据能够丰富单一的股价数据,从而提升了模型的预测准确率。通过与传统的线形模型、LSTM循环神经网络模型及其他经典卷积神经网络模型比较,本研究构建的预测模型在样本外预测效果最佳,表明本研究构建的基于多源异构数据的图片预测模型在股指预测中具有可行性和一定优势。     

基于ARIMA模型对上证指数的预测

股票价格涉及很多不确定因素,且各个因素之间的相关关系错综复杂, 因此要从理论上彻底弄清楚股市的变化机理十分困难.然而股市是一个运动的、特殊的系统, 它必然存在着规律.以上证综合指数为例,利用EVIEWS软件对其股票价格建立ARIMA模型,提出了股票价格序列的一步向前静态预测方法,用于股票价格序列的建模及股价短期预测,希望为企业和投资者在进行相关决策时提供有益的参考.