基于WOA-RBF的温室温度预测研究

温度是温室内作物生长的关键环境因素，准确预测出温室内温度的变化对温室管理有着重要意义。为了提高预测精度，提出了基于鲸鱼优化算法（WOA）优化RBF神经网络的温室温度预测模型，通过鲸鱼优化算法对RBF神经网络的输出层的神经元线性权重、隐藏层的神经元中心点和隐藏层的高斯核宽度进行寻优，得到最优参数，最终得到优化后的输出结果。实验证明，与未优化的RBF神经网络预测模型相比，WOA-RBF神经网络温室温度预测模型得到的结果误差更小，平均绝对误差（MAE），均方误差（MSE）和平均绝对百分比误差（MAPE）分别为0.478、0.346和0.588，与未优化的RBF神经网络预测模型相比分别提升了9.1%、32.7%和18.0%。     

基于PSO算法优化GRU神经网络的孔隙度预测

孔隙度参数是表征岩石存储石油能力的重要参数之一,也是储层评价的重要物性参数。传统的孔隙度计算方式基于线性方程,预测精度不高并费时费力。针对其问题,提出了基于粒子群优化（Particle Swarm Optimization,PSO）算法优化门控循环单元（Gated Recurrent Unit,GRU）神经网络的孔隙度参数预测模型。该模型可以很好地体现出孔隙度参数与测井曲线之间的非线性关系。首先构建GRU神经网络预测模型,然后利用具有全局优化能力的,更易收敛,鲁棒性较好的粒子群优化算法对GRU神经网络预测模型的超参数进行优化,有效提高模型的预测精度并减少交叉验证的时间。对探区实际测井数据进行相关性分析,挑选出与孔隙度参数相关度较高的测井数据,然后对PSO-GRU神经网络孔隙度参数预测模型进行训练和预测试验,并与传统的GRU神经网络预测模型以及反向传播（Back Propagation,BP）神经网络预测模型的结果进行比较分析,结果显示,PSO-GRU模型在孔隙度预测上具有较好的准确度。     

改进鲸鱼算法及其在浅层神经网络搜索中的权值阈值优化

为设计出简便高效的方法搜索最优神经网络结构,提出一种改进鲸鱼优化算法的浅层神经网络搜索方法.该方法首先通过模拟鲸鱼狩猎的个体偏好行为和鲸鱼群位置移动的非线性权值更新机制对传统鲸鱼优化算法进行改进;然后将改进鲸鱼优化算法作为浅层BP神经网络结构搜索策略,构建基于浅层BP神经网络的最优网络结构的权值阈值搜索优化方法.数值实验结果表明,改进的鲸鱼优化算法不仅在求解不同维复杂函数上具有良好的寻优性能,而且通过改进鲸鱼优化算法搜索得到的最优浅层BP神经网络结构在回归任务中具有更好的预测精度和泛化性能.     

基于自适应鲸鱼优化算法结合Elman神经网络的股市收盘价预测算法

针对Elman神经网络在基于股市网络舆情的收盘价预测中存在的收敛速度慢且预测精度低的问题,提出了结合基于自适应噪声的完全集合经验模态分解(CEEMDAN)的改进鲸鱼优化算法(IWOA)结合Elman神经网络预测模型。首先,通过文本挖掘技术对上海证券交易所股票价格综合指数(SSE)180股的网络舆情进行挖掘和量化,并利用Boruta算法筛选重要属性以降低属性集的复杂度;然后,通过CEEMDAN算法在属性集中添加一定数量特定方差的白噪声,实现属性序列的分解与降噪;同时,利用自适应权重改进鲸鱼优化算法(WOA)以增强其全局搜索及局部开采能力;最后,利用WOA在迭代过程中不断优化Elman神经网络的初始权重和阈值。结果表明:比起单独使用Elman神经网络,所提模型的平均绝对误差(MAE)从358.8120降低至113.0553;与未采用CEEMDAN算法的原始数据集相比,该模型的平均绝对百分比误差(MAPE)从4.9423%降低到1.44531%,说明所提模型有效提高了预测精度,为股市网络舆情的预测提供了一种有效的实验方法。     

基于改进蝗虫算法优化长短时记忆神经网络的多参数瓦斯浓度预测模型研究

为了高效挖掘煤矿安全监测监控系统海量数据中包含的有效信息,提高煤矿瓦斯浓度预测精度,提出一种改进的蝗虫优化算法(IGOA)优化长短时记忆神经网络(LSTM)的多参数瓦斯浓度预测模型.首先对瓦斯多参数时间序列进行相关性分析和小波去噪;其次通过重构线性缩减因子c、引入柯西-高斯混合变异和最优邻域扰动策略联合改进蝗虫优化算法,提高其全局寻优能力,以此来优化LSTM相关超参数,构建瓦斯浓度预测模型;最后,以实测数据为样本进行实验验证,将提出的模型与BP、LSTM、PSO-LSTM以及GOA-LSTM模型对比,可得到提出的模型具有更好的预测效果,平均绝对百分比误差和均方根误差两种误差评价指标分别为0.531％、2.48×10-3.结果表明,提出的瓦斯浓度预测模型具有更高的预测性能.     

基于改进的粒子群算法优化反向传播神经网络的热舒适度预测模型

针对热舒适度预测是一个复杂的非线性过程,不便于空调的实时控制应用的问题,提出一种基于改进的粒子群优化(PSO)算法优化反向传播(BP)神经网络的热舒适度预测模型。这一预测模型通过采用PSO算法优化BP神经网络的初始权值和阈值,改善了传统BP算法收敛速度慢及对网络初始值敏感的问题。同时,针对标准PSO算法易出现早熟收敛、局部寻优能力弱等缺点,提出了相应改进策略,进一步提高了PSO优化BP神经网络的能力。实验结果表明：与传统BP模型和标准PSO-BP模型相比,基于改进的PSO-BP算法的热舒适度预测模型具有更高的预测精度和更快的收敛速度。     

基于改进的粒子群算法优化反向传播神经网络的热舒适度预测模型

针对热舒适度预测是一个复杂的非线性过程,不便于空调的实时控制应用的问题,提出一种基于改进的粒子群优化(PSO)算法优化反向传播(BP)神经网络的热舒适度预测模型。这一预测模型通过采用PSO算法优化BP神经网络的初始权值和阈值,改善了传统BP算法收敛速度慢及对网络初始值敏感的问题。同时,针对标准PSO算法易出现早熟收敛、局部寻优能力弱等缺点,提出了相应改进策略,进一步提高了PSO优化BP神经网络的能力。实验结果表明:与传统BP模型和标准PSO-BP模型相比,基于改进的PSO-BP算法的热舒适度预测模型具有更高的预测精度和更快的收敛速度。     

期货价格预测的仿真研究

研究期货价格准确预测问题,针对期货价格是一种复杂的非线性和突变性系统,传统神经网络在期货价格预测中易陷入局部极小值,预测精度受到影响.为了提高期货的预测精度,提出一种粒子群算法(PSO)优化 BP 神经网络模型的期货价格预测模型.利用 PSO 算法优异的寻优能力对 BP 神经网络参数进行优化,加快 BP 神经网络学习速度,最后将模型应用到期货价格预测研究中,从而提高 BP 期货价格的预测精度.仿真结果表明,经过 PSO 优化的 BP 神经网络模型有效地提高了速度和期货价格的预测精度,为设计提供了参考.     

基于改进EO-BP神经网络的高压线损预测

针对高压线损预测精度不高的问题,提出一种基于均衡优化器（Equilibrium Optimizer,EO）和BP神经网络相结合的线损预测模型。首先,为了提高EO算法的寻优能力,利用多种混沌映射关系初始化种群,使种群多样性增加,全局搜索能力得到改善;同时,采用物竞天择概率跳脱策略改进EO算法,使模型依概率跳出局部最优而收敛于全局最优解。其次,采用改进的EO算法对BP神经网络的权值和偏置进行优化,进而改善BP神经网络的预测效果。最后,实验结果证明,所提线损预测模型相对于回归模型、BP神经网络模型、模拟退火算法优化BP神经网络模型和EO优化BP神经网络模型具有更高的预测精度。     

融合黄金正弦算法和纵横交叉策略的秃鹰搜索算法

针对传统秃鹰搜索算法（BES）存在容易陷入局部最优、收敛速度慢等缺点,提出一种融合黄金正弦算法（Gold-SA）和纵横交叉策略的秃鹰搜索算法（GSCBES）。首先,在传统BES的搜索阶段设置基于惯性权重的位置更新公式;然后,在捕食猎物阶段引入Gold-SA;最后,引入纵横交叉策略对全局最优和种群进行修正。对11个Benchmark函数和CEC2014函数进行仿真实验并使用Wilcoxon秩和检验的方式评估所提算法的寻优能力,结果表明,所提算法收敛更快;同时,使用所提算法对反向传播（BP）神经网络模型的权值和阈值进行赋值,并将优化的BP神经网络模型用于空气质量的预测中,平均绝对误差（MAE）、均方根误差（RMSE）、均方误差（MSE）、平均绝对百分比误差（MAPE）值均小于BP神经网络模型以及基于粒子群优化（PSO）的BP神经网络模型,预测精确度有所提高。     

基于TLBGA-GRU神经网络的短期负荷预测

短期负荷预测在电网调度安排和电力市场交易中发挥着重要作用,预测精度高,有利于提高发电设备的利用率和经济调度的有效性。为充分挖掘负荷数据中时序性特征的联系,解决神经网络中由超参数的随机选取导致的预测精度下降问题,提出一种基于教与学的遗传算法（TLBGA）和门控循环单元（GRU）神经网络的短期负荷预测方法。利用灰色关联分析法对原始数据进行相关度分析,剔除冗余特征,使输入与输出保持较好的映射关系,在遗传算法中加入一种基于教与学优化的新型变异算子,用于防止其出现早熟收敛问题,从而提高解的质量。在此基础上,运用改进后的TLBGA算法对GRU神经网络模型进行超参数寻优,更新GRU的模型超参数并使其性能达到最佳状态,以提高负荷预测的精度。对欧洲某地区的电力负荷数据集和美国PJM电力市场公开负荷数据集进行预测,结果表明,该方法的预测精度分别达到了97.1%和97.2%,相比反向传播神经网络、循环神经网络及GRU神经网络模型,具有更高的预测精度。     

回采工作面瓦斯涌出量耦合预测模型研究

为准确、快速地预测回采工作面瓦斯涌出量,提出一种基于主成分分析法（PCA）和改进的果蝇算法（MFOA）优化支持向量机（SVM）的回采工作面绝对瓦斯涌出量预测模型。模型首先运用PCA方法对原始数据进行降维处理,消除数据冗余,而后采用改进的果蝇算法对SVM参数进行全局寻优,避免SVM参数的选取对模型预测结果的不利影响,最终建立基于PCA-MFOA-SVM的耦合预测模型,并以实际监测数据为例进行仿真预测。结果表明：该模型预测的平均绝对误差为0.077 5 m3/t,平均相对误差为1.323 7%,与其他模型相比,预测精度高,综合性能好,能够实现回采工作面瓦斯涌出量的动态预测。     

ACO-BP神经网络在电梯交通流预测中的应用

电梯交通流预测为电梯配置与群控调度提供必要的乘客流数据信息.针对基于BP神经网络的电梯交通流预测模型在网络训练过程中表现出的对初值敏感、易陷入极小值等问题,提出利用全局寻优的蚁群优化(ACO)算法优化BP神经网络.同时,利用精英蚂蚁和排序策略对基本ACO算法进行改进.采集天津某办公大厦实际交通流数据进行实例分析,分别对基于传统的BP神经网络和蚁群优化的BP(ACO-BP)神经网络的电梯交通流预测模型进行仿真验证.结果表明:ACO-BP神经网络的预测效果远优于传统的BP神经网络,适用于电梯交通流预测系统.     

炼焦生产过程综合生产指标的改进神经网络预测方法

针对炼焦生产过程综合生产指标 (焦炭质量、产量和焦炉能耗)检测的严重滞后问题,提出一种改进BP神经网络预测方法.首先基于相关过程参数的主元分析和灰色关联分析,确定出预测模型的输入输出变量;然后采用基于改进差分进化算法的BP神经网络建立预测模型,并与基本BP神经网络预测模型进行比较;最后,对改进BP神经网络预测模型进行了验证.实验结果表明,改进BP神经网络预测模型具有较快的收敛速度和较高的预测精度,模型的预测效果可以满足生产工艺要求.     

改进PSO优化BP神经网络的混沌时间序列预测

为提高BP神经网络预测模型的预测准确性,提出了一种基于改进粒子群算法优化BP神经网络的混沌时间序列预测方法。引入自适应变异算子对陷入局部最优的粒子进行变异,改进了粒子群算法的寻优性能; 利用改进粒子群算法优化BP神经网络的权值和阈值,训练BP神经网络预测模型求得最优解。将该预测方法应用到几个典型的非线性系统的混沌时间序列进行有效性验证,结果表明了该方法对典型混沌时间序列具有更好的非线性拟合能力和更高的预测准确性。     

基于蝙蝠算法优化反向传播神经网络模型的无线网络流量预测

针对无线网络流量数据预测精度不高问题,提出一种基于蝙蝠算法(BA)优化的反向传播(BP)神经网络的分类预测模型——BABP.通过采用蝙蝠算法对BP神经网络模型的初始权值与阈值进行全局寻优,构建崭新的基于蝙蝠算法优化的神经网络模型.通过与基于传统寻优算法遗传算法(GA)与粒子群优化(PSO)算法的反向传播(BP)神经网络模型比较,在无线网络流量数据的分类预测和稳定性方面,提出的BABP模型要优于GABP模型、PSOBP模型;同时,无论迭代次数的多与少,BABP均比GABP、PSOBP算法更快地收敛.实验结果表明,BABP模型在预测精度、寻优速度以及模型稳定性等方面均比GABP、PSOBP模型更具优势.     

结合小波变换与改进SSA优化小波神经网络的电力负荷预测

电力负荷预测是输电网络扩展和规划及合理电力调度的关键手段。针对电力负荷时间序列的非线性和复杂性特征,提出结合小波变换与改进麻雀搜索算法优化小波神经网络的电力负荷预测模型ISSA-WNN。设计改进麻雀搜索算法ISSA对小波神经网络的关键参数初值寻优,有效解决梯度调参易陷入局部最优及对参数初值敏感的不足,提升模型学习能力。对标准麻雀搜索算法SSA改进,引入Logistic-Tent混合混沌种群初始化、发现者/警戒者自适应更新、跟随者可变对数螺旋更新和高斯-柯西混合变异策略提升算法寻优能力。利用小波变换对电力负荷样本分解与重构,降低负荷时序的无序性和波动性,在此基础上构建新的电力负荷预测模型ISSA-WNN。实验结果表明,与标准小波神经网络模型WNN和标准麻雀搜索算法优化小波神经网络模型SSA-WNN相比,预测模型ISSA-WNN的平均绝对百分比误差和均方根误差指标值平均可以降低18.42%和21.21%,其拟合能力更强,预测性能更加稳定。     

铁水硅含量的混沌粒子群支持向量机预报方法

提出一种基于混沌粒子群优化(CPSO)的支持向量回归机(SVR)参数优化算法, 并使用该算法建立高炉铁水硅含量预测模型(CPSO–SVR), 对某大型钢铁厂高炉铁水硅含量的实际采集数据进行预测, 结果表明基于混沌粒子群优化算法寻优的参数建立的铁水硅含量支持向量回归预测模型具有良好的预测效果. 与最小二乘支持向量回归机(LS–SVR)、使用粒子群优化算法训练的神经网络(PSO–NN)进行比较, CPSO–SVR模型对铁水硅含量进行预测时预测绝对误差小于0.03的样本数占总测试样本数的百分比达到90%以上, 预测效果明显优于PSO–NN, 且比LS–SVR稳定性更强, 可用于高炉铁水硅含量的实际预测, 表明混沌粒子群优化算法是选取SVR参数的有效方法.     

一种基于BP神经网络的电影协同过滤算法

针对新电影的冷启动问题提出一种基于BP神经网络的协同过滤推荐算法(IW-CFW),该算法将电影相似性采用BP神经网络进行融合,根据预测评分和真实评分之间的误差对BP网络模型进行优化调整,得到最终的预测模型.通过比较该算法和其他三种算法在MovieLens和Movie-Little数据集上的平均绝对误差(MAE)和均方根...     

蚁群算法在需水预测模型参数优化中的应用

为了解决投影寻踪（PP）需水预测模型的高维、非正态、非线性参数优化问题,提高需水预测的精度,尝试用基于网格划分的自适应连续域蚁群算法(ACA)在不同拟合和预测时长内对模型参数进行优化组合,并运用该模型进行年需水量预测。基于改进蚁群算法的投影寻踪需水预测模型参数优化进行了实例仿真。对基于改进蚁群算法的预测精度与基于人工免疫算法（AIA）和BP神经网络的模型(BPANN)参数优化结果分别进行了比较,实验结果表明：1）这三种算法的拟合精度相对误差绝对值分别小于2%、10%和10%;2）预测精度相对误差绝对值分别小于6%、11%和12%;3）改进蚁群算法能收敛到全局最优解,收敛速度较快。因此,改进蚁群算法的投影寻踪需水预测结果明显优于人工免疫算法和BP神经网络。该方法可推广到其他类似的高维非线性问题上。