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基于简化型LSTM神经网络的时间序列预测方法
引用本文:李文静,王潇潇. 基于简化型LSTM神经网络的时间序列预测方法[J]. 北京工业大学学报, 2021, 47(5): 480-488. DOI: 10.11936/bjutxb2020120032
作者姓名:李文静  王潇潇
作者单位:北京工业大学信息学部, 北京 100124;计算智能与智能系统北京市重点实验室, 北京 100124;智慧环保北京实验室, 北京 100124;北京人工智能研究院, 北京 100124
基金项目:国家自然科学基金资助项目(61603009,62021003,61890930-5);;国家重点研发计划资助项目(2018YFC1900800-5);;北京市教育委员会科技计划资助项目(KM201910005023);
摘    要:
针对标准长短期记忆(long short-term memory, LSTM)神经网络用于时间序列预测具有耗时长、复杂度高等问题,提出简化型LSTM神经网络并应用于时间序列预测.首先,通过耦合输入门与遗忘门实现对标准LSTM神经网络的结构简化;其次,从门结构控制方程中消除输入信号与偏差实现进一步精简;然后,采用梯度下降算法更新简化型LSTM神经网络的参数;最后,通过2个时间序列基准数据集及污水处理过程出水生化需氧量(biochemical oxygen demand, BOD)质量浓度预测进行实验验证.结果表明:在不显著降低预测精度的情况下,所设计的模型能够缩短训练时间,减少LSTM神经网络的计算复杂度,实现时间序列的预测.

关 键 词:时间序列预测  长短期记忆(long short-term memory, LSTM)神经网络  门耦合  参数精简  梯度下降算法  污水处理过程

Time Series Prediction Method Based on Simplified LSTM Neural Network
LI Wenjing,WANG Xiaoxiao. Time Series Prediction Method Based on Simplified LSTM Neural Network[J]. Journal of Beijing Polytechnic University, 2021, 47(5): 480-488. DOI: 10.11936/bjutxb2020120032
Authors:LI Wenjing  WANG Xiaoxiao
Abstract:
Keywords:
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