基于注意力机制的GRU神经网络安全态势预测方法

传统的网络安全态势预测方法依赖于历史态势值的准确性,并且各种网络安全因素之间存在相关性和重要程度差异性。针对以上问题,提出一种基于注意力机制的循环门控单元(recurrent gate unit, GRU)编码预测方法,该方法利用GRU神经网络挖掘网络安全态势数据之间的时间相关性;引入注意力机制计算安全指标的分配权重并将其编码为网络安全态势值;利用改进的粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法进行超参数寻优,以加速GRU神经网络的训练。仿真分析表明,所提方法具有更快的收敛速度和较低的复杂度,并且在不同的预测时长下具有较小的均方误差和平均绝对误差。     

WRBF网络的设计及其在混沌时间序列中的应用

结合小波网络良好的时频特性和RBF网络良好的局部特性，设计小波径向基函数网络(WRBF)，该四层网络较三层小波网络和三层RBF网络有更优的特性。网络的第一隐层对输入样本进行小波映射，完成对输入信息的压缩，第二隐层实现径向基函数的非线性计算，克服了RBF网络在处理多维样本时神经元的中心点和宽度难以确定及网络结果往往较复杂的弱点。为实现对网络结构和参数的同时优化，提出用二进制一复数混合编码的自适应进化规划，利用双倍体基因拓展染色体的信息量，加快算法的收敛速度，实现全局优化。在算法研究的基础上，利用WRBF网络对混沌时间序列进行预测，验证了方法的有效性。     

基于LSTM-DBN的航空发动机剩余寿命预测

针对航空发动机剩余寿命(remaining useful life, RUL)预测中多传感器监测数据维度高、规模大以及时间序列信息考虑不充分等问题,提出一种融合长短时记忆(long short-term memory, LSTM)网络和深度置信网络(deep belief network, DBN)的RUL预测方法。首先,利用LSTM分别对单一传感器进行时间序列预测。其次,将预测结果整合输入到DBN进行健康指标提取。再次,结合健康指标预测曲线和失效阈值得到RUL预测结果。最后,利用商用模块化航空推进系统仿真数据集开展实验,并与已有方法进行对比分析,验证了该方法的可行性和有效性。     

基于MEEMD-PE与CS-WNN模型的网络时延预测

针对网络控制系统诱导时延具有的随机性、非平稳性、非线性等特点，提出了一种基于改进的集总平均经验模态分解（modified ensemble empirical mode decomposition，MEEMD）-排列熵和布谷鸟搜索（cuckoo search，CS）优化的小波神经网络（wavelet neural network，WNN）时延预测算法。首先通过MEEMD对网络诱导时延序列进行处理，分别计算各模态的排列熵值，对复杂度相近的模态进行重组后得到新的子序列，从而达到降低建模复杂度和减少计算量的目的；然后利用CS算法优化的WNN预测新的子序列；最后叠加各子序列预测结果以获得时延序列的最终预测值。仿真表明，该算法具有较好的预测精度，能反映时延序列的总体趋势，可有效地降低异常值影响等优点。     

基于混沌算子网络的时间序列一步预测方法

为解决时间序列的一步预测问题,提出了一种基于混沌算子的预测网络.混沌算子具有复杂的动力学行为,根据各算子所处的不同状态,利用加权方法计算出时间序列下一时刻的预测值.根据预测值与实际值的误差,利用混沌优化方法动态地调节混沌算子的参数,逐渐提高网络的预测精度.利用该方法分别对混沌以及实际股票价格等复杂时间序列进行了仿真预测.仿真结果表明,该方法可以对具有内在确定性的系统进行有效的预测.     

混沌时间序列的混合预测方法

提出了一种基于小波变换、粒子群优化的最小二乘支持向量机(PSO-LSSVM)和广义自回归条件异方差模型(GARCH)的混沌时间序列的混合预测方法.首先利用小波变换将混沌时间序列分解和重构成概貌时间序列和细节时间序列; 然后利用PSO-LSSVM模型预测概貌时间序列的未来值,采用GARCH模型预测细节时间序列的未来值;最后将概貌时间序列和细节时间序列的未来值求和作为最终的预测结果.采用该方法对Mackey-Glass和变参数Logistic混沌时间序列进行预测. 结果表明该方法能精确地预测混沌时间序列,验证了文中所提方法的有效性.     

基于注意力机制的堆叠LSTM网络雷达HRRP序列目标识别方法

传统的雷达高分辨距离像(high resolution range profile, HRRP)序列识别方法依赖于人工特征提取, 并且现有的深度学习方法存在梯度消失问题, 导致收敛速度慢, 识别精度低。针对上述问题, 提出一种基于注意力机制的堆叠长短时记忆(attention-based stacked long short-term memory, Attention-SLSTM)网络模型, 该模型通过堆叠多个长短时记忆(long short-term memory, LSTM)网络层, 实现了HRRP序列更深层次抽象特征的提取; 通过替换模型的激活函数, 减缓了堆叠LSTM(stacked LSTM, SLSTM)模型梯度消失问题; 引入注意力机制计算特征序列的分配权重并用于分类识别步骤, 增强了隐藏层特征的非线性表达能力。模型在雷达目标识别标准数据集MSTAR上多种不同目的的实验结果表明, 所提方法具有更快的收敛速度和更好的识别性能, 与多种现有方法对比具有更高的识别率, 证明了所提方法的正确性和有效性。     

基于多目标模糊规划的海上要地防空动态火力分配

海上要地防空武器火力分配(weapon target assignment, WTA)是防空反导作战的关键环节，属于典型的组合优化问题。针对海上要地防空反导战场态势的不确定性、复杂性和动态性问题，提出了一种基于非支配排序的多目标量子遗传算法的模糊动态WTA(dynamic WTA, DWTA)方法。首先，在确定条件下，建立了以防御效率和作战资源损耗为目标的多目标DWTA模型；然后，根据战场态势的不确定性构建了多目标模糊DWTA模型，利用期望值法将模糊问题等价刻画为确定性问题，并基于非线性问题特征提出了线性化方法；最后，利用所提算法对该问题进行求解。仿真结果表明，所提算法具有较好的收敛效果。     

基于卡尔曼滤波算法展开的飞行目标轨迹预测

目标轨迹预测是保证目标航行安全、规划飞行航迹和搜寻空中目标等任务的关键技术，在军事和交通管制等方面具有重要意义。针对传统飞行目标轨迹预测方法模型较为简化且预测精度较低的问题，提出了基于卡尔曼滤波算法展开的深度神经网络模型，用于飞行目标的轨迹预测任务。该模型通过长短时记忆(long short-term memory, LSTM)网络从目标的航迹数据中学习目标的运动状态，再利用卡尔曼滤波算法对LSTM预测的目标状态估计值进行动态修正，其有效结合了卡尔曼滤波算法和深度神经网络各自的优势。在仿真数据和真实数据上的实验验证了所提模型较其他网络模型对飞行目标轨迹预测的准确性和有效性优势。     

运用样本更新的实时神经网络进行短期电力负荷预测

用多层神经网络模型解决短期电力负荷预测问题 ,提出了运用基于非梯度的单参数动态搜索(SPDS)算法训练网络 .这种学习算法可以克服 BP学习算法对规模大、特征多的问题难以收敛的困难 .根据预测日的天气信息进行样本集的动态构造和网络的实时训练 .计算结果表明 ,文中提出的模型可以较好地进行短期电力负荷预测 ,也验证了 SPDS学习算法的有效性.     

混沌序列的T-SK反馈模糊神经网络预测

针对模糊神经网络预测混沌系统输入节点数目的确定随意性较大及敛速度慢的缺点,提出T SK反馈模糊神经网络(T SKrecurrentfuzzynetwork,TRFN)。同时采用两阶段学习算法:先进行结构学习来确定TRFN的最佳结构,再利用基于混沌动态量的BP算法对神经网络进行参数学习,提高了收敛速度和预测精度。应用此网络和相应的学习算法,对Henton序列进行了预测,与传统的模糊神经网络相比,在节点数目较少的情况下,取得了更快更精确的预测结果,验证了该方法的有效性。     

基于误差修正与深度强化学习的原油期货价格预测研究

准确预测原油价格一直都是政府管理决策部门、投资主体和学术界关注的重点.然而由于货币政策、地缘政治等多样化风险因素相互作用,原油价格表现出更加复杂的非线性特征,使得原油价格预测面临着前所未有的挑战.本文以INE和WTI原油期货市场为研究对象,通过基于数据分解、强化学习集成策略和误差修正技术构建的原油价格预测模型(PVMD-QSBT-ECS)开展实证研究.首先运用自适应权重的粒子群优化算法(particle swarm optimization, PSO)优化的变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)对原油期货价格序列进行分解;然后利用Q学习算法(Q-learning, QL)确定堆叠式长短期记忆网络(stacked bidirectional long short-term memory, SBiLSTM)、双向门控循环单元(bidirectional gated recurrent unit, BiGRU)和时域卷积网络(temporal convolutional network, TCN)的最优权重组合以构建集成预测模型,而后对预测结果...     

PSO-LSSVM灰色组合模型在地下水埋深预测中的应用

针对LSSVM参数难以确定和单一方法预测精度不高的问题, 提出一种基于粒子群优化LSSVM灰色组合预测模型的学习方法. 利用粒子群算法的收敛速度快和全局优化能力, 优化LSSVM模型的惩罚因子和核函数参数. 避免了人为选择参数的盲目性. 在同一时刻利用不同长度序列的灰色预测方法对历史数据进行初步预测, 将初步预测结果的组合作为LSSVM的输入, 该时刻的实际值作为输出, 进行训练建立灰色LSSVM组合预测模型, 提高了模型的推广预测能力. 选取三江平原某地区1985年至2006年地下水埋深实测数据, 建立PSO-LSSVM组合预测模型. 通过两种方式对模型进行检验, 与其他模型相比, 该组合模型具有较高的预测精度.     

一种内涵式参数辨识的GM(1,1)新模型

针对普通GM(1,1)模型应用于非平缓变化序列预测时误差较大甚至失效的缺陷,提出了一种内涵式参数辨识的GM(1,1)新模型。推导了模型边值、背景值权重系数、发展系数以及灰作用量与预测值之间的非线性内涵表达式,并采用粒子群算法(particle swarm optimization, PSO)对内涵式参数进行辨识,建立了PSOGM(1,1)预测新模型。典型算例表明,PSOGM(1,1)模型收敛速度快,较普通GM(1,1)模型具有更高的预测精度,可应用于平缓变化及非平缓变化序列预测。     

基于RBF网络的中国信贷规模稳健预测

将M-估计稳健损失函数与基于统计贡献度的动态确定核函数方法相结合, 提出一种有效的非参数RBF预测模型, 该方法克服了稳健性缺失问题, 在估计参数的同时动态确定最佳网络结构, 并且在学习中自动消除噪声和异常点的影响, 加快了网络的学习和收敛速度. 利用中国月度信贷数据进行实证分析表明, 本文模型与基准模型相比具有最好的预测稳健性和准确性, 对于提高货币政策有效性和前瞻性具有很好的应用价值.     

基于WNN-RAGA 的非线性组合预测方法

将小波变换与神经网络结合构成WNN非线性组合模型,弥补单一预测方法的不足,利用RAGA 的全局优化能力,优化WNN 学习的网络参数,解决传统WNN网络学习算法在学习后期收敛速度慢、存在局部最小值以及训练结果不稳定的问题。实例的预测结果显示出这种基于WNN-RAGA 非线性组合预测的良好预测性能。     

小样本数据缺失状态下DBN舰艇编队防空目标威胁评估方法

针对海上编队防空目标威胁评估过程中样本数据量较少且易缺失、已有评估方法过多依赖专家经验以及难以进行时间序列上动态评估的问题,提出了基于约束参数学习的动态贝叶斯网络(dynamic Bayesian networks, DBN)威胁评估方法。采用AR(p)模型预测时间序列上的缺失数据,从而获得完备的小数据集样本;在此基础上,根据专家经验构建合理的参数约束模型;进一步利用贝叶斯估计进行参数学习;将学习得到的参数代入DBN中,推理求出威胁评估结果;引入效用理论对威胁评估结果进行排序。仿真实验表明该评估方法在小样本数据缺失状态下目标威胁评估的结果合理,准确性高。     

基于网络搜索和CLSI-EMD-BP的旅游客流量预测研究

准确的旅游预测对于旅游政策制定当局和游客都具有重要意义,可以帮助资源的合理配置并避免拥堵事件和游客滞留事件的发生.为了提高旅游预测的准确性,本文考虑噪声在预测中的干扰,提出一种基于网络搜索的CLSI-EMD-BP预测模型.该模型首先利用CLSI方法对网络搜索数据进行指数合成,并利用EMD对序列进行噪声处理,将高频噪声从原序列中分离,再利用去噪处理后的网络搜索数据对旅游客流量进行预测.实证分析以九寨沟为例对预测期内未来22周旅游客流量进行预测发现,基于网络搜索的CLSI-EMD-BP预测误差显著低于时间序列、网络搜索和BP神经网络三个基准模型.该结论一方面说明了本文预测模型的改进作用,另一方面也表明了噪声处理在预测中的必要性.     

基于离散模糊动态贝叶斯网络的空战态势评估及仿真

自动准确地进行空战态势评估是无人作战飞行器（UCAV）自主作战，或有人作战飞行器（MCAV）的辅助作战决策系统必须解决的技术，也是进行威胁评估和战斗决策的基础。为了解决空战态势评估的建模和实现问题，提出了用模糊动态贝叶斯网络实现空战自动态势评估的方法，推导了离散模糊动态贝叶斯网络的推理算法，建立了空战白动态势评估的离散模糊动态贝叶斯网络模型，并进行了仿真验证。仿真结果表明，依据离散模糊动态贝叶斯网络所建立的空战态势评估模型，能够准确地跟踪战场态势的变化，及时发现态势的转换边界，而且在观测值出现偶然误差或者错误时，仍然可以给出正确的评估结果。     

基于快速网络模拟的安全态势预测

为提升网络安全态势预测的准确性,提出基于网络模拟的态势预测方法。该方法依靠网络模拟技术,详细推演网络安全行为的未来状态,并通过对状态数据进行分析与归纳,实现对网络安全态势的预测。为提升预测的时效性,研究核心节点路由静态存储以及动态连续计算等快速网络模拟技术。通过具有1720个节点的网络拓扑进行了实验验证:依靠快速网络模拟技术,整个态势预测所需的时间减少了51.7%,实现能提前获知未来的安全态势值;对所获得的安全态势曲线与实际安全行为进行对照分析,验证了安全态势预测的准确性。