基于多维时空的NPCA-PSR-IGM(1,1)组合模型的短时交通流预测

针对城市短时交通流序列非线性和混沌性的特点,为提高短时交通流的预测精度,该文提出一种基于多维时空的非线性主成分分析(NPCA)和相空间重构(PSR)的改进灰色(IGM(1,1))组合预测模型。首先,使用数据相关性的非线性主成分分析算法对多维交通流量序列进行时空降维,同时保留影响预测点的主要交通流量数据,从而提高建模的精确度;其次,利用多维时空交通流量序列相空间重构放大交通流量内部的细微特征,以使其内在规律得以充分展现,进一步提升预测精度;最后,结合背景值改进的灰色模型适应于线性、非线性以及所需数据少的特点,进行短时交通流预测。实验结果表明,NPCA-PSR-IGM(1,1)组合预测模型的平均相对误差相比NPCA-PSR-GM(1,1)组合预测模型减小3.12%,其标准偏差相对PCA-PSR-IGM(1,1)组合预测模型从15.7091下降到2.0589。同时与最新的预测模型相比,该组合预测模型也提高了预测精度,达到了较好的预测效果。     

基于多维时空的NPCA-PSR-IGM(1,1)组合模型的短时交通流预测

针对城市短时交通流序列非线性和混沌性的特点,为提高短时交通流的预测精度,该文提出一种基于多维时空的非线性主成分分析(NPCA)和相空间重构(PSR)的改进灰色(IGM(1,1))组合预测模型.首先,使用数据相关性的非线性主成分分析算法对多维交通流量序列进行时空降维,同时保留影响预测点的主要交通流量数据,从而提高建模的精...     

基于改进 VMD-GAT-GRU 的交通流量组合预测模型

针对短时交通流时间序列非平稳性、空间相关性和时间依赖性的特点,为提高短时交通流预测模型的预测精度和收敛速度,该文提出了一种基于改进的变分模态分解(VMD)、图注意力(GAT)网络和门控循环单元(GRU)网络的交通流量组合预测模型。首先,利用互信息熵(MI)改进的变分模态分解算法,将交通流量时间序列分解成一系列调幅调频信号子序列,降低了时序信号的非平稳性,提高后续预测模型的预测精度;然后,将其输入图注意力网络,捕捉路网邻近节点的交通流量对中心预测节点交通流量不同程度的影响,从而实现交通流量序列的空间相关性建模,进一步提高模型预测精度;接着,将交通流量分量子序列分别送入门控循环单元网络,捕捉其时间依赖性,并使用改进的RMSPRop优化算法迭代寻优,在提升优化算法收敛速度的同时提高了模型的预测精度;最后,结合各分量子序列的预测值,作为预测模型的最终输出。实验采用RTMC系统交通数据,结果表明,该文提出的改进VMD-GAT-GRU时空融合组合预测模型相较于LSTM、GCN和GAT基准模型,平均绝对误差(MAE)分别降低9.35、4.12、4.09,平均绝对百分比误差(MAPE)分别降低16.4...     

基于MCM的多径非相关无线信道改进模型研究

为了改善瑞利衰落信道单径自相关统计特性,提出了一种改进的多径非相关无线信道仿真模型。该模型首次在蒙特卡罗法（MCM）的到达角（AOA）中引入多径因素k,改进了模型AOA的取值方法。通过对信道模型参数AOA、k、低频振荡器个数N以及均方误差（MSE）的仿真分析,结果表明,该模型在相关统计特性方面与参考模型相比具有极好的吻合性;其次,与MCM相比,在实现开销相同的情况下,改进的新模型在最大允许时间间隔内,衰落信道单径自相关函数的MSE约为MCM的四分之一,精度有了明显的提高,能更加准确地描述无线信道。新模型为无线信道仿真器的设计、频率选择性信道的建模等提供了一种新的方法。     

基于改进的路网聚类结合PSOWNN的交通流预测

针对城市路网交通流数据的空间相关性、非线性和平稳与非平稳的特点,提出一种采用基于交通流量数据相关性分析改进的路网聚类算法与基于交通流量分段加权适应度函数的粒子群小波神经网络算法(MC-MPSOWNN)相结合的预测方法,来提高算法的预测精度.首先,利用基于交通流量数据相关性分析的路网聚类算法筛选出空间中与预测点交通流量数据相关系数高的其他观测点,以此精简了样本输入数据,减少冗余数据对预测精度的干扰,提高整体预测精度;其次,再构建一种新型的粒子群算法的适应度函数,给予整体预测样本中非平稳数据段更大的调节力度,以此来进一步提高非平稳数据段的预测精度.最后经实验结果分析,提出的改进预测算法相比未进行改进前预测算法而言,明显提高了整体及非平稳数据段预测精度,达到较好的预测效果.     

基于自适应 VMD-Attention-BiLSTM 的 交通流组合预测模型

针对短时交通流量序列的非平稳性和随机性的特征,为提高短时交通流预测精度和收敛速度,提出一种基于自适应变分模态分解(VMD)和结合注意力机制层的双向长短时记忆网络(BiLSTM)的组合预测模型。首先,使用自适应变分模态分解将时空交通流量序列分解为一系列有限带宽模态分量,细化了交通流信息,降低了非平稳性,提升了建模的精确度;其次,利用结合注意力机制的双向长短时记忆网络挖掘分解后交通流量序列中的时空相关性,从而揭示其时空变化规律,从而进一步提升了建模精确度,并且利用改进Adam算法进行网络权值优化,以加速了预测网络的训练收敛速度;最后,将各模态分量预测值叠加求和作为最终交通流预测值。实验结果表明,使用模态分解的预测模型预测性能明显优于未使用模态分解的预测模型,同时自适应VMD-Attention-BiLSTM预测模型相较于EEMD-Attention-BiLSTM预测模型,均方根误差降低了47.1%,该组合预测模型提升了预测精度,并且能够快速预测交通流量时间序列。     

基于 FEEMD-SAPSO-BiLSTM 组合模型的 短时交通流预测

为了提高短时交通流的预测精度和预测速度,基于交通流量序列的不平稳性和随机性,提出了快速集合经验模态分解(fast ensemble empirical mode decomposition,FEEMD)和自然选择自适应变异粒子群算法(selection adaptive particle swarm optimization,SAPSO)优化双向长短时记忆网络(bidirection long short-term memory,BiLSTM)相结合的预测模型.首先,利用FEEMD将原始不平稳的交通流量序列分解成多个较平稳的固有模态分量(intrinsic mode function,IMF)和残差分量(resdiue,Res),并滤除掉噪声部分,提高建模精度;其次,引入复合多尺度排列熵(composite multiscale permutation entropy,CMPE)检测交通流量子序列的随机性并根据随机性的相近程度对其进行聚类重组,简化模型的构建,提高预测精度;然后,对重组后的子序列使用BiLSTM进行预测,并利用SAPSO优化BiLSTM的权值和阈值,进一步提高组合模型的预测精度和预测速度;最后,将各子序列预测值叠加得到最终的预测值.实验结果表明,FEEMD-SAPSO-BiLSTM组合模型的均方根误差比FEEMD-PSO-BiLSTM和SAPSO-BiLSTM组合模型分别降低了22.9％和54.3％,收敛速度方面,FEEMD-SAPSO-BiLSTM明显快于FEEMD-PSO-BiLSTM模型.因此在预测短时交通流上,提出的组合模型提高了预测精度和预测速度,达到了期望的预测效果.     

基于遗传算法与可拓神经网络的故障诊断

可拓神经网络是基于可拓理论和神经网络而设计的一种新的方法,它即充分利用了可拓学定性描述和定量描述的优点,又考虑了神经网络并行结构的特点.它由输入和输出两层可拓神经元构成,在每个输入神经元和输出神经元之间有两个连接权值.然后利用遗传算法全局搜索能力,对建立的可拓神经网络的权值进行优化,在优化过程中利用可拓神经网络输出的正确次数与可拓神经网络输入的样本总数的比值作为适应度函数,染色体根据物元的节域进行实数编码,计算出的可拓距离的最大值对应的物元与样本一致时,输出正确次数累加一次.算法终止条件为误差值达到要求.最后利用该方法开发了励磁系统的故障诊断系统.并对可控硅的缺相故障进行了成功的诊断.试验结果证明,该方法比传统的神经网络具有速度快,准确度高的特点.     

基于电液比例的加热炉步进梁控制算法研究

步进梁起着在炉内运送钢坯的作用,它由固定梁和移动梁构成。由于移动梁与钢坯的总重量达数百吨,对其实施速度和位移的精准控制非常困难。运钢过程中常出现2种情况:1)电液比例方向阀的中位死区特性以及整个液压传动机构的机械延迟导致系统响应延迟。2)在经过等高位后,移动梁托起钢坯使得负载阶跃式增加,液压缸运动的速度出现较大静差,无法跟踪给定。针对以上问题,给出了一种基于闭环的模糊滑模控制方法,在MATLAB环境下与PID控制、等效滑模控制进行了比较研究。结果表明,模糊滑模控制有效地克服了步进梁在PID或等效滑模控制中容易出现静差大及速度振荡等问题,同时也克服了系统的载荷扰动及液压系统本身油液非线性带来的系统参数不确定性的问题,使系统的动静态性能均得到了大幅度提升。