基于VMD-TCN-GRU模型的水质预测研究

为充分挖掘水质数据在短时震荡中的变化特征，提升预测模型的精度，提出一种基于VMD(变分模态分解)、TCN(卷积时间神经网络)及GRU(门控循环单元)组成的混合水质预测模型，采用VMD-TCN-GRU模型对汾河水库出水口高锰酸盐指数进行预测，并与此类研究中常见的SVR(支持向量回归)、LSTM(长短期记忆神经网络)、TCN和CNN-LSTM(卷积神经网络-长短期记忆神经网络)这4种模型预测结果对比表明：VMD-TCN-GRU模型能更好挖掘水质数据在短时震荡过程中的特征信息，提升水质预测精度；VMD-TCN-GRU模型的MAE(平均绝对误差)、RMSE(均方根误差)下降，R²(确定系数)提高，其MAE、RMSE、R²分别为0.055 3、0.071 7、0.935 1;其预测性能优越，预测精度更高且拥有更强的泛化能力，可以应用于汾河水质预测。