基于FOA优化混合核LSSVM的铁路货运量预测

单一核最小二乘支持向量机(LSSVM)在铁路货运量预测中难以准确描述货运量的复杂变化特征,限制了预测精度的提高。针对该问题,提出一种基于果蝇算法(FOA)优化混合核LSSVM的预测方法。以多项式核与径向基核组合的混合核函数作为LSSVM核函数,构建铁路货运量的混合核LSSVM预测模型,同时利用FOA全局寻优能力强、计算速度快等优点优化选择混合核LSSVM参数。以我国铁路货运量为例进行方法验证。结果表明,所提方法的RMSE、MAE、MAPE和THEIL值分别为8433.0、6670.8、0.0180和0.0117,均小于其他模型,FOA算法搜索混合核LSSVM参数的时间为40.2948秒,分别比GA和PSO算法减少了2.6208秒和20.7016秒,适合于铁路货运量的短期预测。     

基于混合核函数FOA-LSSVM的预测模型

支持向量机（SVM）的核函数类型和超参数对预测的精度有重要影响。由于局部核函数学习能力强、泛化性能弱,而全局核函数泛化性能强、学习能力弱的矛盾,通过综合两类核函数各自优点构造了基于全局多项式核和高斯核的混合核函数,并引入果蝇优化算法（FOA）对最小二乘支持向量机（LSSVM）参数进行全局寻优,提出了混合核函数FOA-LSSVM 预测模型。结果表明,该模型较传统方法在电力负荷预测精度上有了明显提高,预测结果科学可靠,在预测中具有良好的实际应用价值。     

改进布谷鸟算法优化混合核LSSVM的卷烟销售量预测

为了提高卷烟销售量预测精度,提出了基于一种改进布谷鸟算法（MCS）优化混合核最小二支持向量机（LSSVM）的卷烟销售量预测模型（MCS-LSSVM）。收集卷烟销售量数据,并构建LSSVM学习样本,然后混合核函数的LSSVM对样本进行训练,并采用改进布谷鸟算法对混合核函数参数进行优化,最后建立卷烟销售量预测模型,并用于某卷烟公司卷烟销售的预测。结果表明,相对于对比模型,ICS-LSSVM模型获得了更优的建模效果和更高的预测精度。     

柯西自适应回溯搜索与最小二乘支持向量机的集成预测模型

针对在最小二乘支持向量机（LSSVM）的核函数参数和正则化参数优化中回溯搜索优化算法（BSA）易早熟、局部开采能力弱等问题,提出了一种集成预测模型CABSA-LSSVM。首先采用柯西种群生成策略增加历史种群的多样性使算法不易陷入局部最优解,然后利用自适应变异因子策略调节变异尺度系数以平衡算法的全局勘探和局部开采能力,最后运用改进后的柯西自适应回溯搜索算法（CABSA）优化LSSVM以形成新的集成预测模型。选取10个UCI数据集进行数值实验,结果表明所提模型CABSA-LSSVM在种群规模为80时回归预测性能最优,且与标准BSA、粒子群优化（PSO）算法、人工蜂群（ABC）算法、灰狼优化（GWO）算法优化的LSSVM相比,该模型的决定系数提升了1.21%~15.28%,预测误差降低了6.36%~29.00%,运行时间降低了5.88%~94.16%,可见该模型具有较高的预测精度和较快的计算速度。     

一种求解动态优化问题的改进自适应差分进化算法

针对原始动态自适应差分进化（SADE）算法局部搜索能力弱和寻优精度低的问题,提出一种求解动态优化问题的邻域搜索差分进化（NSDE）算法。通过引入邻域搜索机制,在划分种群最优个体的邻域空间范围内产生候选解,选取候选解集合中的最优解并对种群最优个体进行迭代,增强算法局部搜索能力。在传统基于距离的排斥方案中,引入hill-valley函数追踪邻近峰,提高算法寻优精度。实验结果表明,与SADE、人工免疫网络动态优化、多种群竞争差分进化和改进差分进化算法相比,NSDE算法在49个测试问题中分别有28、38、29和38个测试问题的平均误差更小,综合性能表现更好。     

基于时域卷积网络的水文模型

水位预测是防洪预警工作的辅助决策支持。为了进行准确的水位预测,为预防自然灾害提供科学依据,提出一种结合改进的灰狼优化（MGWO）算法与时域卷积网络（TCN）的预测模型MGWO-TCN。针对标准灰狼优化（GWO）算法存在早熟停滞的不足引入差分进化（DE）算法,扩展灰狼种群的多样性;改进灰狼种群更新时的收敛因子和变异时的变异算子,以自适应的形式对参数进行调整,提升算法的收敛速度,均衡算法的全局与局部搜索能力;利用MGWO算法对TCN的重要参数寻优,提升TCN的预测性能。将MGWO-TCN预测模型用于河流水位预测,预测结果的均方根误差（RMSE）为0.039。实验结果表明,与对比模型相比,MGWO-TCN预测模型具有更好的寻优能力和更高的预测精度。     

基于自适应变异SAPSO-LSSVM的磨煤机一次风量预测

针对磨煤机一次风量的预测问题,建立了以磨煤机系统运行中与一次风量主要相关的参数作为输入变量的最小二乘支持向量机(LSSVM)模型。采用自适应变异的模拟退火粒子群算法(AMSAPSO)对建立的LSSVM模型的参数进行优化,建立了基于自适应变异的模拟退火粒子群优化算法的最小二乘支持向量机(AMSAPSO-LSSVM)预测模型。利用某600 MW机组磨煤机一次风系统运行数据对该模型进行了验证。结果表明,采用自适应变异模拟退火粒子群算法对LSSVM进行寻优,有效避免了搜索盲目性和早熟收敛的问题,提高了模型的泛化能力。采用AMSAPSO-LSSVM预测模型可以对磨煤机一次风量进行较高精度的预测。     

基于CEEMD-IBA-LSSVM的微电网短期负荷预测研究与应用

为了有效获取微电网负荷中的隐藏信息和潜藏特征,进一步提升微电网短期负荷预测的精准度与效率,提出一种基于基于互补集成经验模态分解（CEEMD,Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposition）和改进蝙蝠算法（IBA,Improvement Bat Algorithm）优化最小二乘支持向量机（LSSVM,Least Squares Support Vector Machine）的微电网短期负荷预测模型,先利用CEEMD对负荷序列进行有效分解,减轻局部信息相互影响;再引入引入反向学习、动态自适应惯性权重与拉格朗日插值法等方法改进蝙蝠的全局搜索与局部寻优能力,克服标准蝙蝠算法易早熟、易陷入局部最优值的问题,并利用IBA对LSSVM参数进行优化;最后通过算例验证CEEMD-IBA-LSSVM短期负荷模型效果,结果表明所提预测模型与其他预测模型相比具有较高的运行效率与预测精度。     

基于AQPSO-LSSVM的电网线损率预测模型

为了对地区电网220 kV线损率进行有效的评估,提出了一种基于自适应量子粒子群算法（AQPSO）优化的最小二乘支持向量机（LSSVM）的线损率预测模型。AQPSO在QPSO的基础上引入了遗传算法中的交叉与变异机制以扩大种群多样性,避免算法陷入局部最优。利用AQPSO搜索最佳的LSSVM参数并获取线损率预测结果,通过训练集对预测模型进行训练,然后使用测试集进行实验。最后选择地区电网23条220 kV线路的真实数据进行分析和预测,实验结果表明,文章所提出的AQPSO-LSSVM模型能够更有效地对线损率进行准确预测。     

基于MPSO-SVM巷道围岩松动圈预测研究

针对目前巷道围岩松动圈确定方法的种种缺陷,提出了一种新的预测方法,采用改进的粒子群算法（MPSO）优化支持向量机（SVM）对巷道围岩松动圈进行预测。在标准PSO中引入压缩因子,实现了算法全局搜索和局部寻优的有效平衡;应用MPSO对SVM的参数C和g进行优化,建立MPSO-SVM回归预测模型;将该预测模型应用于巷道围岩松动圈的预测,将预测性能与PSO-SVM、GA（遗传算法）-SVM、GSM（网格搜索）-SVM模型、BP神经网络进行对比分析。结果表明：该模型具有较强的泛化能力,较高的预测精度,可以对围岩松动圈厚度进行有效预测。     

基于鲸鱼算法优化LSSVM的滚动轴承故障诊断

针对轴承振动信号中的故障特征难以提取的问题,提出一种基于改进的鲸鱼算法优化最小二乘支持向量机(least square support vector machine, LSSVM)的故障分类方法.首先,利用变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)对原始信号进行分解,使用中心频率法解决VMD中分解参数K值的选取问题;其次,计算每个IMF分量的多尺度排列熵值,提取信号故障特征;再次,针对鲸鱼算法(whale optimization algorithm, WOA)收敛速度慢和精度低的问题,引入冯诺依曼拓扑结构和自适应权重进行改进,可以适当地调整全局搜索能力和局部搜索能力之间的平衡;最后,采用改进后的鲸鱼算法优化LSSVM核函数的参数和惩罚因子,建立滚动轴承故障诊断模型,并利用美国凯斯西储大学提供的轴承数据集进行仿真实验.实验结果表明,所提方法的故障分类性能更好,准确率更高.     

基于自适应步长FOA-SVM算法的卡泵故障诊断

为了提高机采井卡泵故障诊断精度,提出一种基于自适应步长FOA-SVM混合算法模型的机采井卡泵诊断方法。在支持向量机对示功图诊断分类的基础上,引入改进的自适应步长果蝇优化算法(AS_FOA)对SVM的惩罚因子和核函数参数进行寻优,避免人为选择参数的盲目性。为了实现果蝇优化算法的全局与局部寻优能力的平衡,应用自适应步长方法对其进行改进,使果蝇算法能够根据上一代的适应度值和当前迭代次数来自适应改变果蝇个体搜索步长。通过采油厂真实示功图数据进行仿真实验,比较AS_FOA、FOA、GA三种算法在支持向量机参数寻优中的性能。实验结果表明,AS_FOA收敛速度更快,寻优能力更佳。与其他算法相比,AS_FOA-SVM混合算法模型在卡泵故障诊断中准确率更高,泛化能力更强。     

热处理炉钢板温度的自适应混沌粒子群算法–最小二乘支持向量机优化预报算法

针对传统传热模型参数调整较复杂和模型精度较低的问题,构建了一种基于改进粒子群算法优化最小二乘支持向量机（least squares SVM,LSSVM）的钢板温度预报模型.首先,对基本粒子群算法进行分析,提出自适应混沌粒子群算法（adaptive chaos PSO,ACPSO）,并通过性能指标定量评价验证算法的有效性、鲁棒性和寻优效率.其次,采用LSSVM建立钢板温度预报模型,并选用径向基函数作为核函数,用ACPSO算法优化该模型参数.最后,结合现场数据进行仿真研究和工程应用,结果表明基于该算法建立的钢板温度预报模型具有较高的预报精度,达到智能调优的目的.     

基于LSSVM的VVP推力系数预报

针对神经网络存在结构较难确定、训练易陷入局部最优以及容易过学习等问题和标准SVM训练速度较慢等问题,提出最小二乘支持向量机算法,最小二乘支持向量机算法(LS-SVM)具有比其他非线性函数逼近方法具有更强的泛化能力;并且LS-SVM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.将最小二乘支持...     

Application of complete ensemble intrinsic time-scale decomposition and least-square SVM optimized using hybrid DE and PSO to fault diagnosis of diesel engines

Targeting the mode-mixing problem of intrinsic time-scale decomposition (ITD) and the parameter optimization problem of least-square support vector machine (LSSVM), we propose a novel approach based on complete ensemble intrinsic time-scale decomposition (CEITD) and LSSVM optimized by the hybrid differential evolution and particle swarm optimization (HDEPSO) algorithm for the identification of the fault in a diesel engine. The approach consists mainly of three stages. First, to solve the mode-mixing problem of ITD, a novel CEITD method is proposed. Then the CEITD method is used to decompose the nonstationary vibration signal into a set of stationary proper rotation components (PRCs) and a residual signal. Second, three typical types of time-frequency features, namely singular values, PRCs energy and energy entropy, and AR model parameters, are extracted from the first several PRCs and used as the fault feature vectors. Finally, a HDEPSO algorithm is proposed for the parameter optimization of LSSVM, and the fault diagnosis results can be obtained by inputting the fault feature vectors into the HDEPSO-LSSVM classifier. Simulation and experimental results demonstrate that the proposed fault diagnosis approach can overcome the mode-mixing problem of ITD and accurately identify the fault patterns of diesel engines.     

改进PSO优化参数的LSSVM燃煤锅炉Nox排放预测

为了提高燃煤锅炉NOX排放浓度预测的准确度,更好地进行氮氧化物的污染监测,提出了一种结合最小二乘支持向量机(Least squares support vector machines,LSSVM)和改进的粒子群优化算法(Particle swarm optimization,PSO)的预测方法。依据LSSVM预测原理及其参数选择的不确定性,采用一种改进的PSO优化算法对模型参数进行寻优,建立锅炉燃烧NOX排放特性模型,并与另两种方法结果进行比较。结果表明:LSSVM是一种有效的建模方法,有较高的拟合度;改进的PSO与LSSVM结合可改善模型的预测精度和泛化能力,在NOX排放浓度预测方面明显优于其他两种参数优化算法,对NOX排放预测有指导意义。     

基于IGSA优化的LSSVM制冷系统故障诊断研究

为提高制冷系统故障诊断的准确率,提出一种基于改进引力搜索算法(IGSA)优化的最小二乘支持向量机(LSSVM)的制冷系统故障诊断方法。首先,引入粒子群算法的速度更新机制对引力搜索算法进行改进,增加粒子的记忆性和信息共享能力,提高了算法的收敛速度和搜索精度;其次,利用IGSA对LSSVM的核参数与正则化参数进行优化,得到最优的IGSA-LSSVM故障诊断模型。最后,利用故障模拟实验台模拟制冷系统的四种典型故障,将优化好的LSSVM模型对其进行分类识别,并与标准LSSVM、GSA-LSSVM和PSO-LSSVM模型进行比较。仿真结果表明,基于IGSA优化的LSSVM方法具有良好的辨识能力和泛化能力,能够更好地对制冷系统故障进行诊断。     

A new optimizing parameter approach of LSSVM multiclass classification model

The parameter values of kernel function affect classification results to a certain extent. In the paper, a multiclass classification model based on improved least squares support vector machine (LSSVM) is presented. In the model, the non-sensitive loss function is replaced by quadratic loss function, and the inequality constraints are replaced by equality constraints. Consequently, quadratic programming problem is simplified as the problem of solving linear equation groups, and the SVM algorithm is realized by least squares method. When the LSSVM is used in multiclass classification, it is presented to choose parameter of kernel function on dynamic, which enhances preciseness rate of classification. The Fibonacci symmetry searching algorithm is simplified and improved. The changing rule of kernel function searching region and best shortening step is studied. The best multiclass classification results are obtained by means of synthesizing kernel function searching region and best shortening step. The simulation results show the validity of the model.     

基于遗传优化最小二乘支持向量机的导引头故障诊断

为提高导引头故障诊断准确率,提出了一种采用改进遗传算法优化的最小二乘支持向量机（LSSVM）构造导引头多故障分类模型的方法。该方法基于一对一策略及改进的投票法建立两层LSSVM多故障分类器,并利用一种自适应变步长搜索策略改进的遗传算法对LSSVM的核参数和正则化参数进行自动优选。通过对某型导引头实测数据的仿真并和标准SVM及BP神经网络诊断方法相比较,结果表明该方法具有更高诊断准确率和计算效率。