基于粒子群最小二乘支持向量机的径流预测

为了处理好径流模拟预测中的确定性和随机性影响因素,提出了粒子群算法PSO(Particle Swarm Opti-mization)优化最小二乘支持向量机LS-SVM(Least Square SVM)参数的径流预测模型。PSO算法能够基于群体智能进行随机优化,计算简单易于实现且具有更强的全局优化能力。利用参数优化前后的LS-SVM模型,对新疆伊犁河雅子渡站23 a实测径流进行模拟,并对径流进行预测,结果表明,该模型收敛速度和预测精度令人满意。     

遗传算法与最小二乘支持向量机在年径流预测中的应用

为克服最小二乘支持向量机(LSSVM)依赖人为经验选择学习参数的不足,利用遗传优化算法(GA)选择LSSVM惩罚因子C和核函数参数σ2,构建GA-LSSVM年径流预测模型,并构建LSSVM、GA-BP和传统BP模型作为对比,以云南省河边水文站年径流预测为例进行实例研究,利用实例前30 a和后22 a资料分别对各模型进行训练和预测。结果表明:GA-LSSVM模型对实例后22 a年径流预测的平均相对误差绝对值和最大相对误差绝对值分别为3.13%、8.66%,预测精度优于LSSVM、GA-BP和传统BP模型。GA算法全局寻优能力强,利用GA算法优化得到的LSSVM学习参数可有效提高LSSVM模型的预测精度和泛化能力。     

免疫粒子群算法与支持向量机在枯水期月径流预测中的应用

针对支持向量机(SVM)最佳算法参数难以确定以及基本粒子群算法(PSO)易陷入局部极值等不足,提出免疫粒子群算法(IAPSO),利用IAPSO算法搜寻SVM学习参数,构建IAPSO-SVM预测模型,并与PSO-SVM、GA-SVM模型作为对比,以云南省某水文站枯水期月径流预测为例进行实例研究,利用实例前43年和后10年资料对模型进行训练和预测。结果表明:IAPSO-SVM模型对实例后10年枯水期1-3月月均径流预测的平均相对误差绝对值分别为3.32%、6.52%和6.55%,精度优于PSO-SVM和GA-SVM模型,表明IAPSO-SVM模型具有较高的预测精度和泛化能力。IAPSO算法利用浓度选择机制及免疫接种原理,改进了基本粒子群优化算法的全局寻优能力和收敛速度,具有较强的全局寻优能力。利用IAPSO算法优化得到的SVM学习参数可有效提高SVM模型的预测精度和泛化能力。     

果蝇优化算法与支持向量机在年径流预测中的应用

针对支持向量机(SVM)学习参数难以确定的不足,利用果蝇优化算法(FOA)搜寻SVM学习参数——惩罚因子和核函数参数,提出FOA-SVM预测模型,并构建基于粒子群优化(PSO)算法、遗传优化(GA)算法搜寻SVM学习参数的PSO-SVM和GA-SVM模型作为对比,以云南省董湖站年径流预测进行实例研究。结果表明,FOASVM模型预测精度优于PSO-SVM和GA-SVM模型,具有较高的预测精度和泛化能力。     

自适应变异粒子群算法与支持向量机在农业用水预测中的应用

为提高农业用水预测精度以及改善基本粒子群算法(PSO)的收敛性能,提出基于自适应变异(Adaptive Variation,AV)算法改进的PSO-SVR多元变量农业用水预测模型,以2000-2011年全国农业用水量预测为例进行实例研究。首先,选用3个典型函数测试AVPSO算法性能,并与基本PSO算法比较;其次选取粮食作物播种面积、水灾成灾面积等4个指标作为农业用水预测的影响因子,采用AVPSO算法优化SVR惩罚因子C和核函数参数g,构建AVPSO-SVR农业用水预测模型,并构建基本PSO-SVR、GA-SVR、GA-BP和传统BP模型作为对比模型;最后,利用实例前8年和后4年资料分别对各模型进行训练和预测。结果表明:1AVPSO算法的全局搜索能力有了明显提高,有效避免了早熟收敛问题。2AVPSO-SVR模型对实例后4年农业用水量预测的平均相对误差绝对值和最大相对误差绝对值分别为0.48%、0.78%,预测精度及泛化能力均优于PSO-SVR、GA-SVR、GA-BP和传统BP模型,AVPSO算法能有效对SVR惩罚因子C和核函数参数g进行寻优。     

灰色最小二乘支持向量机在灌溉用水量预测中的应用

根据灰色理论(grey model,GM)所需原始数据少、建模简单、运算方便等优势,以及最小二乘支持向量机(least square support vector machine,LS-SVM)所具有的泛化能力强、运算速度快、非线形拟合精度高、参数优化好、小样本等优点,建立了灰色理论和最小二乘支持向量机组合预测模型,并将此模型应用于灌区用水量预测中。预测结果与实际结果吻合良好,验证了所提出组合方法的有效性和实用性,可以作为灌溉用水量预测的有效工具。     

基于最小二乘支持向量机的马营河中长期径流预测研究

采用最小二乘支持向量机的方法,利用李桥水库1977-2004年的径流资料,对其2005-2011年的径流量进行预测。分析结果表明2005-2011年的预测径流量距平百分率在±10%之间,符合预测精度要求。     

基于最小二乘支持向量机的降雨量预测

鉴于降雨量受众多因素的影响和具有复杂的非线性特点,提出将最小二乘支持向量机用于预测降雨量.最小二乘支持向量机(LSSVM)基于结构风险最小化,能够较好地协调经验风险最小化和学习机器VC维之间的关系,并且LSSVM在支持向量机(SVM)的基础上,通过将价值函数改为最小二乘价值函数,以及用等式约束代替不等式约束,将求解的二次规划问题转化线性方程组求解,采用径向基核函数,得到LSSVM模型的待定参数比标准支持向量机少,仅为2个.在Matlab环境下建立了最小二乘支持向量机的降雨预测模型.经实例验证,该模型收敛速度快、预测精度高.与基于RBF神经网络的降雨量模型相比,基于最小二乘支持向量机的降雨量模型具有更强的预测能力.     

基于粒子群算法与最小二乘支持向量机的ET0模拟

以月最高气温、月最低气温、月平均气温、平均风速、日照时数以及相对湿度6个气象因子的不同组合作为输入数据,以FAO Penman-Monteith公式计算结果作为标准值,构建基于粒子群优化算法与最小二乘支持向量机的ET_0预测模型(PSO-LSSVM)。选取新疆额尔齐斯河流域哈巴河气象站1986—2013年的气象数据进行模型训练与预测,并与其他常用ET_0计算公式进行对比研究。结果表明,PSO-LSSVM模型能够很好地反映ET_0同各气象因子之间的非线性关系,其中气温条件是影响ET_0模拟精度最重要的因素,同时随着气象因子输入的减少PSO-LSSVM模型模拟精度有所下降;当分别基于辐射条件、温度条件计算时,PSO-LSSVM模型模拟结果较Priestley-Taylor公式、Hargreaves-Samani公式计算结果要优。基于多因子量化指标的ET_0预测模型实现了精度和实用性的统一,可为缺资料地区ET_0研究预报提供科学参考。     

最小二乘支持向量机模型在大坝监测中的应用

提出了一种基于混沌时间序列的最小二乘支持向量机预测方法,该方法的依据是相空间重构技术以及最小二乘支持向量机模型(LS_SVM)。阐述了基于混沌时间序列的最小二乘支持向量机模型的算法步骤,并指出该模型的评价指标为平均绝对误差(MAE)以及预测均方误差(PMSE)。利用该模型对某混凝土大坝5#坝段102号测点的垂直位移进行了预测,结果表明:基于混沌时间序列的LS_SVM模型的预测性能较好,能够很好地体现出模型的实际应用能力;模型的拟合及预报结果能够满足精度要求,与回归模型相比具有预测结果精度较高的优点。     

基于粒子群优化支持向量机的径流预测模型研究

径流预测的精度关系到研究地区的水资源开发利用.为了提高径流预测的精度,将基于统计学理论的模式识别方法支持向量机引入到径流预测模型中.支持向量机中有2个参数惩罚因子C和核参数,这2个参数的选择对支持向量机的模型结构有重要的影响.为了准确地找到支持向量机的参数,将全局寻优的粒子群算法引入到支持向量机的2个参数优化中来.实例研究表明,粒子群优化支持向量机模型能够提高径流预测的精度.     

基于果蝇优化算法的支持向量机径流预测

为了提高径流预测的精度和可靠性,将支持向量机应用到单因子月径流预测建模中。针对支持向量机模型参数的选择费时费力且效果差的问题,利用全局寻优的果蝇算法优化选择支持向量机的惩罚参数和核参数,提出了基于果蝇算法优化支持向量机参数的FOA-SVM预测模型,并利用新疆某站的月径流历史数据进行了仿真测试。结果表明:与GA-SVM模型和PSO-SVM模型相比,FOA-SVM模型能够提高径流预测的效率与精度。     

基于粒子群算法的最小二乘支持向量机参数优化——以都江堰灌区联合调度为例

针对都江堰内江缺少渠道的相关信息,无法建立准确水力学模型的问题,采用粒子群算法（PSO）优化最小二乘支持向量机（LS-SVM）参数的方法,确定流量与闸门开度之间单输入多输出的非线性关系,并以此为基础,利用决策原则及实际情况确定相应决策逻辑,建立都江堰内江联合调度模型。模型采用MATLAB和C#语言实现。分析结果表明,与其他算法相比,PSO优化LS-SVM具有一定的优越性,结果达到实际工程要求。     

回归支持向量机模型及其在年径流预测中的应用

研究交叉验证（CV）SVR年径流预测模型,以云南省清水江革雷站为例进行实例分析。利用SPSS软件选取年径流影响因子,确定输入向量;采用CV方法搜寻SVR惩罚因子C和核函数参数g,构建CV-SVR多元变量年径流预测模型,并构建GA-BP、传统BP模型作为对比模型。利用所构建的模型对实例进行预测。结果表明：CVSVR模型对实例后15年年径流预测的平均相对误差绝对值和最大相对误差绝对值分别为3.4596%、9.3035%,预测精度和泛化能力均优于GA-BP、传统BP模型,表明CV能有效搜寻SVR惩罚因子C和核函数参数g。CV-SVR模型具有预测精度高、泛化能力强以及算法稳定等特点。     

回归支持向量机集成模型在年径流预测中的应用

为进一步提高径流预测精度和泛化能力,根据回归支持向量机(SVR)特性及基本原理,提出考虑不同影响因子(输入向量)的SVR集成预测模型,以云南省南盘江西桥站1961—2007年径流预测为例进行实例研究。首先,利用相关分析法选取年径流预测的若干影响因子,依次构建不同影响因子的SVR单一模型对研究实例进行预测,并构建对应的RBF模型作为对比预测模型;然后,采用加权平均和简单平均2种方法对具有较好预测精度和互补性的单一模型的预测结果进行综合集成。结果表明基于SVR的加权平均和简单平均2种集成模型径流预测的平均相对误差绝对值分别为1.27%和1.54%,最大相对误差绝对值分别为2.99%和2.74%,其精度和泛化能力均大幅优于各单一模型以及基于RBF的加权平均和简单平均集成模型,表明加权平均SVR和简单平均SVR集成模型具有较高的预测精度和泛化能力。相对而言,加权平均集成模型赋予了预测效果好的模型更大的权重,预测精度和泛化能力均优于简单平均集成模型。预测模型和方法可为相关预测研究提供参考和借鉴。     

人工鱼群算法与支持向量机在枯水期月径流预测中的应用

支持向量机(SVM)学习参数存在选择范围大,盲目搜索花耗时间多、代价大,且难以获得最佳参数等问题.针对该问题利用人工鱼群算法(AFSA)搜寻SVM学习参数,提出AFSA-SVM预测模型,并与PSO-SVM、GA-SVM模型作对比.以云南省某水文站枯水期月径流预测为例进行实例研究,利用实例前30年、中间20年和后3年资料对模型进行训练、检验和预测.结果表明:AFSA-SVM模型对实例中间20年和后3年枯水期月径流预测的平均相对误差绝对值分别为5.04％、3.62％(5次平均),精度优于PSO-SVM和GA-SVM模型,表明AFSA-SVM模型具有较高的预测精度和泛化能力.AFSA算法具有全局寻优能力强、简单易实现、对初值参数选择不敏感等优点,利用AFSA算法优化得到的SVM学习参数有利于提高SVM模型的预测精度和泛化能力.     

基于模拟退火算法支持向量机在枯水期月径流预测中的应用

鉴于支持向量机(SVM)最佳算法参数难以确定的不足,利用模拟退火算法(SA)搜索SVM学习参数,提出SA-SVM预测模型,并与基于遗传算法(GA)搜索SVM学习参数的GA-SVM模型作对比,以云南省龙潭站枯水期1-3月月径流预测为例进行实例研究,利用实例前43年和后10年资料对模型进行训练和预测。结果表明:SA-SVM模型对实例后10年枯水期1-3月月均径流预测的平均相对误差绝对值分别为3.11%、4.93%和6.75%,精度优于GA-SVM模型,表明SA-SVM模型具有较高的预测精度和泛化能力。SA算法通过赋予搜索过程一种时变且最终趋于零的概率突跳性,有效避免了算法陷入局部极值并最终趋于全局最优。     

最小二乘支持向量机参数反演方法及其应用

针对最小二乘支持向量机(LS-SVM)参数不易确定的问题,利用遗传神经网络模拟LS-SVM计算结果与参数之间的关系,提出了一种基于遗传神经网络(GA-BP)的参数选择方法,该方法利用正交分解法构建训练参数组,并将参数组代入最小二乘支持向量机以获得计算输出值,然后将计算输出值与训练参数组代入遗传神经网络进行训练并获得合适的LS-SVM参数。最后以土石坝渗流分析为例进行验证,结果表明该方法对优化选择最小二乘支持向量机参数十分有效,预测精度可达10-4。     

基于模糊最小二乘支持向量机的系统边际电价预测

系统边际电价是电力市场的核心因素。为了减少样本数据中孤立点对回归性能的影响，将模糊隶属度的概念引入到最小二乘支持向量机中。同时采用网格搜索和交叉验证的方法寻找最佳参数组合，使算法性能达到最佳。以美国加州电力市场的实际数据作计算实例，分别采用标准三层BP神经网络和模糊最小二乘支持向量机进行系统边际电价预测，结果表明该方法有效提高了预测精度。     

混凝土坝安全监控最小二乘支持向量机模型

传统的混凝土坝安全监控模型难以精确反映大坝变形的非线性变化规律,一定程度上影响模型的预测效果。基于统计学习理论的支持向量机,采用结构风险最小化准则,具有结构简单、理论完备、适应性强、全局优化、训练时间短、泛化性能好等优点。将最小二乘支持向量机应用于大坝安全监控领域,建立了混凝土坝的支持向量机监控模型。工程案例证明,该模型精度较高,具有广泛的实用性。