基于核函数的混沌序列局域线性预测方法

针对局域线性预测方法本质上是用较简单的非线性函数来预测高度非线性的混沌时间序列的不足,提出了一种基于核函数的局域线性自适应预测算法。该算法利用包含了相空间中邻近点之间的相对距离信息的核函数,将相空间中的邻近点投影到更高维的非线性核空间,在高维(甚至无穷维)的核空间用线性自适应算法预测混沌时间序列,相当于在原混沌相空间用高度非线性的函数预测高度非线性的混沌时间序列,可获得更好的预测结果。给出了应用该方法的具体步骤,通过仿真实验证明了该算法的有效性。     

基于遗传算法的BP神经网络时间序列预测模型

神经网络能以任意精度逼近非线性函数 ,以神经网络为基础的时间序列预测模型能很好地反映非线性系统发展的趋势 ,但神经网络训练速度慢、易陷入局部极值。针对这种情况 ,用具有良好的全局搜索能力的遗传算法来改进神经网络时间序列预测模型 ,提出了一种将遗传算法和BP算法相结合的学习算法来训练BP神经网络 ,并将该神经网络时间序列预测模型应用于某时间序列的预测。     

交替分离算法的基础理论分析

对交替分离算法与交替投影算法作了如下几方面比较对应多维优化问题有关波形变量的拟合差异;对应算子方程线性与非线性差异;对应一维优化问题外形完全一致,但拟合矢量的线性与非线性差异;对应一维拟合矢量对当前估计参数的依赖与非依赖差异;对应多维优化问题目标函数光滑与非光滑差异,及一维优化问题目标函数连续与非连续差异.从较深的理论层次对算法的稳健性问题作了初步探讨.对部分结论作了计算机模拟.     

基于多核学习的在线非线性自适应滤波算法

在在线非线性自适应滤波应用中,由于基于多核学习的算法具有更高自由度并且能够利用更多数据特征,相比基于单核学习的算法在性能上有很大提升。首先给出具有相同“字典”的多核仿射投影算法,该算法是多核学习方法和仿射投影算法的结合。然后基于相干准则针对多核仿射投影算法的特例,对应不同高斯核带宽,利用相干稀疏准则构造不同“字典”,提出利用自适应l₁范数正则项来解决归一化多核最小均方非线性自适应滤波算法在非平稳信号下“字典”存在冗余核函数的问题。最后数值仿真结果与比较验证了所提算法的有效性。     

向量分整序列的非线性协整研究

研究了向量分整序列的非线性协整问题。文中就分整序列的非线性协整关系进行了讨论,给出了多维向量分整序列非线性协整关系的若干成果。     

基于小波和多维泰勒网动力学模型的金融时间序列预测

提出建立多维泰勒网动力学模型及参数辨识方法, 和基于小波多维泰勒网模型的金融时间序列预测方法. 利用Mallat算法将金融时间序列分解成一个低频信号和若干个高频信号; 对不同频率的时间序列建立多维泰勒网动力学模型; 通过共轭梯度法训练模型参数, 并进行预测; 将各模型的预测结果进行叠加, 得到原始序列的预测值. 实验结果表明, 这种金融时间序列预测方法具有较高的预测精度和预测方向正确率.     

基于改进迁移学习的高速铁路短期客流时间序列预测方法

高速铁路短期客流的预测能为客票分配、开行方案制定、车站客运组织等运营层面组织工作服务,以提高运力资源配置效率和运输服务水平。针对该预测工作往往缺乏有效样本、难于处理时间序列的非稳态性等难点,本文提出一种基于改进迁移学习的高速铁路短期客流预测方法。该迁移学习算法是在经典提升(Boost)算法基础上,结合时间序列特征所提出的。首先,通过时间序列的初筛机制得到源域时间序列与目标域时间序列的距离,并获取与目标域时间序列更相似的源域时间序列。然后,通过将整体时间序列分解为线性时间序列和非线性时间序列,采用季节性差分自回归移动平均模型进行线性拟合后,获取非线性时间序列作为初始源数据集合。最后,通过对训练样本和随机森林回归模型的权重调整实现多样本的迁移,能有效降低负迁移,提升算法稳定性。并以某铁路局客票数据为例进行高速铁路客运量预测及验证,结果表明改进迁移学习都能有效提升预测精度,证明该方法能高效地运用于实际的高速铁路短期客流预测中,有利于提升运力资源配置效率和高速铁路运输服务水平。     

一个实时的点目标检测算法的设计与实现

低信噪比条件下图像序列中运动点目标的检测涉及信息量大、目标运动轨迹组合复杂,是多维图像处理与目标识别领域的一个难点,实时处理更加困难。本文在基于分段复合的序贯检测算法基础上,设计出了使用投影累加与最大值投影有效结合进行分段复合的方法,整个算法层次分明、各层操作简单,适于流水处理。最后,本文还给出了该算法在一个简单的流水结构信息处理机上的实时处理途径,满足了一定的应用需求。     

基于非线性时间序列的胎儿心电信号提取算法

研究了基于非线性时间序列的状态空间投影算法提取胎儿心电信号.母亲、胎儿心电信号以及噪声在状态空间中的吸引子表现形式不同,通过选择不同的邻域半径,将混合信号在某一局部范围内投影,就可以分离出所要监测的胎儿心电信号.对模拟的和实际测量的孕妇腹部混合信号仿真,都得到了较好的效果.相对于其它胎儿心电信号提取算法,该方法只需要一路导联信号就可以分离出胎儿心电信号,方便了医生对胎儿的监测.该算法对其它微弱特征信号提取具有借鉴作用.     

基于最小二乘支持向量机的非线性系统建模

探讨了利用支持向量机进行非线性系统建模的方法。首先,利用相空间重构,将非线性时间数据序列映射到高维空间,以便把时间序列中蕴藏的信息充分显露出来。其次,基于最小二乘支持向量机(RLS-SVM)对系统进行建模,仿真结果表明,支持向量机具有良好的非线性建模能力和泛化能力,原始时间数据序列和重建时间数据序列相似,说明提出的算法能够有效的对非线性动态系统的时间序列进行建模。     

基于决策者偏好投影寻踪模型的多属性决策法

针对现有主观赋权法和客观赋权法的不足,提出了一种新的综合赋权方法——基于决策者偏好及投影寻踪聚类模型的综合赋权法。该方法运用投影寻踪聚类模型,把多属性决策问题中的高维数据转化到低维子空间,同时用自适应粒子群优化算法来优化投影指标函数和模型参数,获得了决策属性体系最佳投影方向和投影值,揭示了高维数据的结构特征。同时,也考虑了决策者对不同属性的偏好,使对属性的赋权达到主观与客观的统一。最后通过一个仿真实例说明了该方法的可行性与有效性。     

Forecasting Container Throughput of Qingdao Port with a Hybrid Model

This paper proposes a hybrid forecasting method to forecast container throughput of Qingdao Port.To eliminate the influence of outliers,local outlier factor(lof) is extended to detect outliers in time series,and then different dummy variables are constructed to capture the effect of outliers based on domain knowledge.Next,a hybrid forecasting model combining projection pursuit regression(PPR) and genetic programming(GP) algorithm is proposed.Finally,the hybrid model is applied to forecasting container throughput of Qingdao Port and the results show that the proposed method significantly outperforms ANN,SARIMA,and PPR models.     

投影寻踪模型在水资源工程方案优选中的应用

提出了水资源工程方案优选的投影寻踪(PP)模型的新方法。利用PP模型可把方案多维评价指标值综合成一维投影值,投影值越大表示该方案优选,根据投影值的大小就可对方案集进行优选。采用实码加速遗传算法进行PP建模,简化了投影寻踪技术的实现过程,克服了目前投影寻踪技术计算复杂、编程实现困难的缺点,为投影寻踪技术在水资源系统工程中的广泛应用提供了新的有力工具。应用实例的结果说明,直接由样本数据驱动的PP模型用于水资源工程方案优选简便可行,PP模型的投影值比较分散、易于决策,适用性和可操作性强,不需确定评价指标的权重,优选结果较为客观。     

基于模糊投影寻踪聚类的洪灾评估模型

针对洪水灾害样本集的复杂性、随机性以及差异性,本文将模糊聚类迭代理论与投影寻踪技术进行互补融合,构建了模糊投影寻踪聚类模型.该模型采用投影值标准差和投影值欧氏距离平方和来构造投影指标函数,避免了传统投影寻踪模型由于经验性选取密度窗宽导致过于主观的问题;将高维数据低维化后进行模糊聚类运算,再通过对最优投影方向的寻优进行投影寻踪聚类运算,降低了模糊聚类迭代的运算量,实现了两种模型的双重迭代聚类.误差分析及聚类有效性评价表明,互补融合后模糊聚类与投影寻踪聚类的双重迭代聚类使得聚类精度和效果也得到了较大提高;此外,除优化算法初始化参数外,模型无需预设其它参数,也不依赖于随机训练样本,可客观依据历史样本集内在规律来进行洪灾聚类评估.实例研究和方法比较表明,提出的模型计算简洁,且能有效处理洪灾评估中的随机、模糊等主客观不确定性,能够为洪灾风险管理提供科学的决策支撑.     

城市环境质量综合评价的多目标决策理想区间法

为了科学地评价城市环境质量,并使评价方法更符合实际,对多目标决策理想点法进行改进,把评价标准处理成理想区间的形式,并用遗传投影寻踪方法来确定权重,提出了一种新的评价方法———多目标决策理想区间法(MODMIIM).介绍了MODMIIM的原理,给出了它的构成方法和具体评价公式,并用MODMIIM对宣州市环境质量进行了综合评价.结果表明,该方法较好地反映了实际环境质量分级的区间界限,解决了不相容指标权重分配问题,使评价结果更合理,是一种有效的城市环境质量综合评价方法.     

基于NCAGA-投影寻踪混合优化城市客运量预测

为了提高参数投影寻踪回归(parameter projection pursuit regression,PPPR)模型对城市客运量的预测精度, 基于cat映射、高斯分布和精英局部搜索对加速遗传算法进行改进. 提出了新的混沌加速遗传算法(new chaosaccelerating genetic algorithm, NCAGA),用于对PPPR模型的最佳投影方向α的优选.建立了在外层优化岭函数个数M的同时,内层利用NCAGA优化最佳投影方向a的NCAGA-PPPR混合优化城市客运量预测模型,结合某市统 计资料进行了仿真预测.结果表明该方法的预测精度优于BP神经网络模型、传统PPR模型和基于加速遗传优选的PPPR模型, 平均绝对相对误差小于3.1%,提高了城市客运量的预测精度,可有效应用于城市客运量的预测.     

航天器三维空间追逃问题研究

针对固定时间下的两航天器三维空间追逃问题,采用协同进化算法将复杂的双边最优规划问题简化成对追逃过程中纳什均衡点的搜索,进而得出追逃双方的最优对抗策略及解算方法。考虑在保证算法计算精度的前提下缩短计算时间,将对策模型进行简化处理,以航天器推力指向角为控制量对协同进化算法进行编码设计,利用B样条基函数对编码进行逼近拟合。两航天器均为连续小推力作用,以二者的末端相对距离作为支付函数,逃逸器希望支付最大,追踪器希望支付最小,并依此建立共享适应度函数。所提方法中对协同算子进行改进设计,提高算法空间搜索能力,并采用精英保留策略提高算法的收敛速度。仿真算例得到追逃双方的最优控制策略及相应的追逃轨迹,表明所提方法的能够解决此类航天器追逃问题。     

基于局部随机化哈达玛矩阵的正交多匹配追踪算法

针对现有测量矩阵的优缺点,采用具有良好相关性、随机独立性及快速计算的局部随机化哈达玛矩阵作为测量矩阵,同时针对标准正交匹配追踪算法在测量过程中受扰或在稀疏信号情况下难以稳定精确重构问题,提出了一种基于局部随机化哈达玛矩阵的正交多匹配追踪算法。该算法利用局部随机化哈达玛矩阵的结构特性,能够快速精确重构原信号。仿真结果表明,测量过程中存在噪声或无噪,无论处理一维信号还是二维图像信号时,该算法性能均超过同类其他贪婪算法和凸优化基匹配法。     

投影寻踪方法在工程环境影响评价中的应用

简要介绍投影寻踪方法 ,并将其用于水电工程的环境影响评价 .应用表明 ,新的评价方法能利用一个综合反映多因素之间复杂关系的特征指标给出相应的评价结果 ,且根据计算结果还可以分析工程建设中严重影响环境质量的主要因素 ,为工程环境影响评价提供了一种计算过程简单、直观的新方法 .     

投影寻踪动态聚类模型

投影寻踪聚类模型在多因素聚类分析中被广泛应用并取得了满意的效果,然而,该模型还存在诸如密度窗宽参数取值经验确定等不足,有待改进提高.本文针对投影寻踪聚类模型的不足,首次把投影寻踪的思想和动态聚类方法结合起来构造投影指标,基于免疫进化算法,建立了投影寻踪动态聚类新模型.新模型一方面在整个运算过程中毋需人为给定参数,聚类结果客观、明确,另一方面,它还具有稳定性好、操作简便等特点.洪水分类的实际应用表明,投影寻踪动态聚类模型切实可行,取得了很好的效果,在多因素聚类分析领域具有广阔的应用前景.