基于自适应遗忘因子极限学习机的高炉煤气预测

高炉煤气是钢铁企业重要的二次能源,其产生量和消耗量的实时准确预测对高炉煤气系统的平衡调度具有重要作用;但由于高炉煤气系统工况多变、产消量数据波动较大,给高炉煤气产消量的准确预测带来了很大的挑战;为此,通过对煤气产消量数据特征的深入分析,提出了一种基于自适应遗忘因子极限学习机(AF-ELM)的在线预测算法;在序贯极限学习机的基础上,引入遗忘因子逐步遗忘旧样本,通过预测误差反馈机制,自适应的调节遗忘因子,从而提高预测方法对系统工况的动态变化的适应能力,提高预测精度;将该算法应用于钢铁企业的高炉煤气产消量在线预测,实验结果表明与序贯极限学习机相比,该预测方法在系统工况变化的情况下能保持较高的预测精度,更适合于高炉煤气产消量的在线预测。     

基于核极限学习机的标记分布学习

标记分布学习作为一种新的学习范式,利用最大熵模型构造的专用化算法能够很好地解决某些标记多样性问题,但是计算量巨大。基于此,引入运行速度快、稳定性更高的核极限学习机模型,提出基于核极限学习机的标记分布学习算法（KELM-LDL）。首先在极限学习机算法中通过RBF核函数将特征映射到高维空间,然后对原标记空间建立KELM回归模型求得输出权值,最后通过模型计算预测未知样本的标记分布。与现有算法在各领域不同规模数据集的实验表明,实验结果均优于多个对比算法,统计假设检验进一步说明KELM-LDL算法的有效性和稳定性。     

基于优化核极限学习机的铝电解电流效率预测

电流效率作为铝电解过程的重要参数,获得实时准确的测量结果对实现过程的有效控制至关重要。基于数据挖掘的思想,提出基于优化核极限学习机(KELM)的铝电解电流效率预测模型。通过分析铝电解机理,获得影响电流效率的过程参数,采用核主元分析法对试验数据进行降维,并用聚类算法剔除数据异常点,建立基于KELM的铝电解电流效率模型。使用鲸鱼优化算法与模拟退火的混合算法(WOASA)优化KELM模型的关键参数,从而提高模型的精度和泛化能力。通过实际生产数据进行仿真试验,将本文的方法与原始KELM、PSO-KELM、GWO-KELM、CGWO-KELM算法进行对比,结果证明了该预测模型的有效性,可以实现铝电解过程电流效率的准确预测。     

弹性网络核极限学习机的多标记学习算法

将正则化极限学习机或者核极限学习机理论应用到多标记分类中,一定程度上提高了算法的稳定性。但目前这些算法关于损失函数添加的正则项都基于L2正则,导致模型缺乏稀疏性表达。同时,弹性网络正则化既保证模型鲁棒性且兼具模型稀疏化学习,但结合弹性网络的极限学习机如何解决多标记问题鲜有研究。基于此,本文提出一种对核极限学习机添加弹性网络正则化的多标记学习算法。首先,对多标记数据特征空间使用径向基核函数映射;随后,对核极限学习机损失函数施加弹性网络正则项;最后,采用坐标下降法迭代求解输出权值以得到最终预测标记。通过对比试验和统计分析表明,提出的算法具有更好的性能表现。     

基于信息测度和核函数极限学习机的图像边缘检测

图像的边缘检测技术是机器视觉中图像识别、图像分割与处理以及模板匹配的基础。针对传统边缘检测算子的检测精度有限,对噪声的敏感度较高的问题,提出一种基于信息测度和核函数极限学习机(KELM)的图像边缘检测方法。该方法构造一个描述边缘点信息测度的特征矢量,将特征矢量样本数据集对核函数极限学习机(KELM)进行分类训练,实现边缘检测。同时采用度量F评价模型对不同边缘检测方法的性能进行评价。实验结果表明,ISKELM图像边缘检测的效果优于Canny算子、Sobel算子以及ELM图像边缘检测,提取的图像边缘更加清晰,对于噪声的抑制能力更强,虚假边缘大大减少。     

具有广义正则化与遗忘机制的在线贯序超限学习机

针对非平稳时间序列预测问题,提出一种具有广义正则化与遗忘机制的在线贯序超限学习机算法.该算法以增量学习新样本的方式实现在线学习,以遗忘旧的失效样本的方式增强对非平稳系统的动态跟踪能力,并通过引入一种广义的$l_2$正则化使其具有持续的正则化功能,从而保证算法的持续稳定性.仿真实例表明,所提出算法具有较同类算法更好的稳定性和更小的预测误差,适用于具有动态变化特性的非平稳时间序列在线建模与预测.     

基于改进极限学习机算法的行为识别

重点研究了极限学习机ELM对行为识别检测的效果。针对在线学习和行为分类上存在计算复杂性和时间消耗大的问题,提出了一种新的行为识别学习算法(ELM-Cholesky)。该算法首先引入了基于Cholesky分解求ELM的方法,接着依据在线学习期间核函数矩阵的更新特点,将分块矩阵Cholesky分解算法用于ELM的在线求解,使三角因子矩阵实现在线更新,从而得出一种新的ELM-Cholesky在线学习算法。新算法充分利用了历史训练数据,降低了计算的复杂性,提高了行为识别的准确率。最后,在基准数据库上采用该算法进行了大量实验,实验结果表明了这种在线学习算法的有效性。     

基于流形正则化极限学习机的文本分类算法研究

基于极限学习机的文本分类方法在对输入的文本特征进行随机映射时,会呈现一种非线性的几何结构,利用最小二乘法无法对其进行求解,影响文本的分类性能。为此,引入一种新的流形正则化思想,提出基于极限学习机的改进算法。利用拉普拉斯特征映射保持输入文本特征的几何结构。基于样本的类别信息对样本点之间的距离进行修正,优先选择类别相同的样本点,以改善分类性能。在Reuters和20newsgroup数据集上的实验结果表明,与正则化极限学习机算法、AdaBELM算法等相比,该算法分类性能较好,F1-measure值可达91.42%。     

基于K-ELM和GMM的氮氧化物排放预测

针对使用大规模数据对电站锅炉氮氧化物(NOx)排放进行建模时,建模时间长、计算复杂度高的问题,提出一种基于核极限学习机(K-ELM)和高斯混合模型(GMM)的NOx排放建模方法。通过GMM对模型输入样本进行聚类,进行均衡化处理,利用K-ELM对NOx排放进行建模,通过网格搜索和交叉验证获得模型的最优参数,应用模型对锅炉真实运行数据进行预测分析。实验结果表明,与使用同等数据量进行K-ELM建模相比,GMM-K-ELM进一步提高了模型的泛化能力。     

粒子群优化混合核极限学习机的构造煤厚度预测方法

在构造煤厚度的预测中,针对预测精度不高的问题,提出利用粒子群优化（PSO）算法优化极限学习机（ELM）的方法来对构造煤厚度进行预测。首先,利用主成分分析（PCA）对三维地震属性进行降维处理,在降低地震属性的维数的同时消除变量之间的相关性。然后,构建全局多项式核函数和局部高斯径向基核函数混合核极限学习机（HKELM）模型,并利用PSO算法优化HKELM的核参数。同时,针对PSO算法存在容易陷入局部最优的问题,在PSO算法中加入模拟退火的思想和随迭代次数减小的惯性权重,以及基于反向学习的变异操作,使PSO算法可以更容易跳出局部极小值点,得到更优结果。此外,为了增强模型的泛化能力,在核函数的基础上加入L2正则项,有效地避免了噪声和异常点对模型泛化性能的影响。最后,将预测模型应用到阳煤集团新景矿区芦南二采区中部15#煤层中,预测得到的采区构造煤厚度与实际地质资料具有较高的一致性。实验结果表明,利用改进PSO算法优化HKELM构建构造煤厚度预测模型的预测误差较小,可以推广用于实际采区的构造煤厚度预测。     

高炉透气性指数的核超限学习机预测模型

高炉透气性指数反映了高炉内煤气流运动受到阻碍的大小,是操作人员判断高炉运行状态的重要依据.本文针对超限学习机的缺点,提出了基于核超限学习机的高炉透气性指数预测模型.首先选取了适当的高炉参数作为模型的输入.其次采用小波变换对生产数据降噪处理.然后建立基于核超限学习机的高炉透气性指数预测模型.在建模过程中,探索了不同的核函数对模型性能的影响,并对相关参数寻优.最后进行仿真实验,同其他算法对比.实验结果表明,相比于传统算法,基于核超限学习机的高炉透气性指数预测模型训练速度更快,预测精度更高,预测结果更稳定.     

Brain tumor classification using modified kernel based softplus extreme learning machine

Multimedia Tools and Applications - An uncontrollable growth of abnormal cells in the brain may result in brain tumor. Two different categories of brain tumor are benign and malignant. The doctors...     

A new method of online extreme learning machine based on hybrid kernel function

Neural Computing and Applications - Computational complexity and sample selection are two main factors that limited the performance of online sequential extreme learning machines (OS-ELMs). This...     

集成优化核极限学习机的冠心病无创性诊断

冠心病的早期无创性诊断一直是医疗诊断领域的研究热点,为了提高冠心病诊断的准确率和诊断效率,提出了一种新颖的局部Fisher判别分析(LFDA)特征提取方法和集成核极限学习机(KELM)相结合的冠心病诊断模型(LFDA-EKELM)。首先使用LFDA方法剔除不相关特征和冗余特征,找出对分类结果贡献度较高的特征子集,产生不同的训练集以训练粒子群优化的KELM分类器PSO-KELM,并基于旋转森林(RF)构建集成分类器,实现冠心病的智能诊断。实验结果表明,与基于ELM、SVM和BPNN方法相比,提出方法有效提高了冠心病诊断准确率,提升了诊断效率,且分类结果高于已有方法和相似方法,是一种有效冠心病诊断模型。     

基于优化变分模态分解和核极限学习机的集装箱吞吐量预测

针对港口集装箱吞吐量数据的复杂性特征,提出基于优化变分模态分解（OVMD）和核极限学习机（KELM）的集装箱吞吐量短期混合预测模型。首先,用汉佩尔辨识法（HI）剔除原始时间序列中的异常值,并把预处理之后的序列通过OVMD分解为多个特征明显的子模态。然后,为提高预测效率,将分解后的子模态按照样本熵（SE）值的大小分成高频低幅、中频中幅和低频高幅三类;同时,借助KELM中携带的小波、高斯和线性核函数捕捉具有不同特征子模态的趋势。最后,把所有子模态的预测结果线性相加得到最终的预测结果。以深圳港的月度集装箱吞吐量数据为样本进行实验,所提模型的平均绝对误差（MAE）达到0.914?9,平均绝对百分比误差（MAPE）达到0.199%,均方根误差（RMSE）达到7.886?0,决定系数（R²）为0.994?4。与四种对比模型相比,所提出的模型在预测精度和效率上都具有一定的优势,同时克服了传统互补集成经验模态分解（CEEMD）和集成经验模态分解（EEMD）中容易出现的模态混叠问题以及极限学习机（ELM）中存在过拟合等问题,具有一定的实际应用潜力。     

基于改进灰狼算法和多核极限学习机的铁水硅含量预测建模

针对高炉铁水硅含量难以在线检测的问题,本文提出一种基于改进灰狼算法(IGWO)优化的多核极限学习机(MKELM)高炉铁水硅含量预测建模方法.首先,针对灰狼算法(GWO)寻优能力的不足,将最优–最差正交反向学习(OWOOBL)策略应用于灰狼算法的位置更新,得到一种改进灰狼优化算法.通过10种标准函数对所提算法进行仿真测试,结果表明此算法具有更好的寻优能力.其次,针对单核极限学习机(KELM)回归能力不足,将不同种类的核函数加权组合,并采用改进灰狼算法对多核极限学习机中的加权系数等参数进行优化.最后,基于某钢厂的实测数据对高炉铁水硅含量进行预测建模,仿真结果表明,本文所提方法的预测效果优于反向传播神经网络(BP–NN)、极限学习机(ELM)、KELM和GWO–MKELM,对高炉炼铁具有较好的指导意义.