20、基于混沌支持向量机的河川径流预测研究
基于混沌支持向量机的径流时间序列预测研究——以渭河宝鸡林家村站径流序列为例
２ 混 沌 理 论
径 流时 间序列 受 到水 文 、 象 、 理 、 质 、 气 地 地 水流 条件 等等诸 多 因素 的影 响 。 既有 确 定性 因素 的作 用 ，
又有 随机 性 因素 的影响 ， 变化 非 常复 杂 。 因而 ， 流时 间序 列 的预测较 为 困难． 径 以非线 性 为特 征 的混 沌理
Ｖｏ ＿ ８ Ｎｏ ６ ｌ３ ．
Ｄｅ ． ２ ０６ ｃ ０
２０ ０ ６年 １ ２月
基于混沌支持 向量机 的径 流时 间序列预测研究
以渭 河 宝鸡 林 家村 站径 流 序 列为 例
李亚娇 ， 沈 冰 ， 李家科 ， 李怀恩
（ 西安理工 大学 西北 水资源与 环境 生态教育部重点实验室 ， 陕西 西安 ７ ０ ４ ） １ ０８
本文分析建模时收集到渭河林家村站 １ ５ —２０ ９ ６ ００年月径流序列， １５ —１９ 年实测资料建立 以 ９６ ９５
预测 模型 ，９ ６ ０ ０年实 测 资料检 验模 型． １ ９ —２ ０
３ 混 沌特 性 与 相 空 间 重 构
＋
相 空间重 构 的思想 是 Ｆ ｒ ｒ ａｍｅ 等人在研 究 时 间序 列 时提 出来 的一 种 分 析方 法Ｌ ， 由 Ｔ ｋ ｎ ５并 ］ ａ ｅ ｓ莫定
分形 原 理和符 号动 力学 ， 可揭 示径 流系统 的复杂 特性 和 内在 规律 ， 则 进而 做 出预测 ．
目 前人们已提 出了多种混沌时间序列的预测方法＿ ， １ 基于神经网络的预测方法是其 中重要的一种， ］
并取 得 了较好 的结 果． 经 网络 是近 几十 年发展 较快 、 用较 广 的一 种智 能算 法＿ ］具有 很好 的非 线 性 神 应 ２， 。
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燃煤发电机组能耗诊断及运行优化方法及研究现状
燃煤发电机组能耗诊断及运行优化方法及研究现状摘要：燃煤发电机组的高效低能耗运行是发电行业向低碳转型的必然选择。
从凝汽式燃煤发电机组能耗评价指标分析入手，分析影响燃煤发电机组运行能耗的主要因素，提出运行优化是降低燃煤发电机组能耗的主要措施。
从运行参数的分级测量与重构、设备热力特性模型的建立和基准工况的确定三个方面谈论了燃煤发电机组能耗诊断与运行优化的方法及研究现状，指出信息化技术的应用是燃煤发电机组运行优化未来的发展方向。
关键词：能耗诊断运行优化状态监测数据挖掘1 前言电力行业一直是全球最大的用能和碳排放行业。
2017年，全球一次能源消费总量中的40%用于发电[1]，到2040年，这一比例预计将提升至50%[2]。
目前，燃煤发电占全球发电量的38%，尽管近年来可再生能源保持快速增长，但由于其总量占比很低（2017年仅为8%），预计未来二十年内，煤炭依然是电力的最主要能源来源。
因此，降低燃煤发电机组的运行能耗，不仅可以降低发电厂生产成本，还可以减少碳排放，具有重大的经济效益和社会效益。
本文首先分析了燃煤发电机组能耗的评价指标以及制约机组能耗的主要因素，其次从参数测量、设备热力特性建模和基准工况确定三个方面讨论燃煤发电机组能耗诊断及运行优化的方法及研究现状。
2 燃煤发电机组能耗评价指标对于大型燃煤凝汽式发电机组，通常选择供电煤耗率作为整体能耗水平的评价指标。
(1)为式中：b为供电煤耗率，g/(kW·h)；HR为汽机热耗率，kJ/(kW·h)；ηb为管道效率，与主蒸汽管道和再锅炉热效率，与锅炉的燃烧及传热状况有关；ηp热蒸汽管道的流动压损及散热损失有关，一般取值为0.98～0.99；r为机组发电a厂用电率，与辅机的单耗有关。
分析式1可知，降低汽轮机热耗率、提高锅炉效率、降低发电厂用电率是实现燃煤发电机组节能降耗的主要途径。
3 燃煤发电机组能耗制约因素对于热力系统构成固定的机组，影响锅炉效率、汽轮机热耗率和发电厂用电率3个参数的因素可分为如下三类[3]（如表1所示）：（1）不可控外部约束：主要包括负荷、燃料成分、环境温度、湿度等；（2）运行可控因素：主汽压力、主汽温度、再热汽温度、排烟氧量和水煤比等机组运行中可调整的工质运行参数以及减温水的投切、磨煤机的启停、以及循环水泵运行策略等主辅设备的运行方式；（3）主辅设备的效能指标：如汽轮机缸效率、泵或风机的效率、凝汽器传热系数、空预器漏风率等，该类参数主要由设备健康状况所决定，取决于设备自身经济性能和设备检修维护水平，需要通过加强设备维护，提高检修质量等措施，保障主辅设备的能效指标处于良好的状态。
湖北省2010年优秀学士学位论文获奖名单
导航卫星自主定轨时卫星机动问题的处理方法 内部控制信息披露研究 对现实基本公共卫生服务均等化的思考 马歇尔-勒纳条件在中国的实证分析 浅析美剧字幕组——互联网中“草根”翻译的崛起与狂欢 紧黎曼面间的调和映照 圆对称高斯分布声源声场分布的研究 基于GDF4.0的导航空间数据库建库研究 皮兰德娄《六个寻找剧作家的剧中人》研究 粘土电渗排水固结影响因素的试验研究 基于Lamb波及TR方法的加筋结构健康监测 水电站钢岔管辅助设计系统开发与应用 GLONASS导航卫星系统及GPS/GLONASS组合定位若干问题研究 数控切割机切割炬姿态角控制机构设计———扇形齿轮式结构的设 计 基于MgZnO的紫外发光二极管的制备及其电致发光性能的研 基于内容挖掘的智能化政务网站评价体系 关于中国外汇储备适度规模的实证研究——基于修正后缓冲存货模 型的分析 共青团组织的思想政治教育职能研究 基于SharpMap和GDAL/OGR的流域突发性环境风险预测系统的研究与 实现 基于MatLab的地图投影设计 基于无标度特性的对等网络高效资源搜索方法研究 PSInSAR技术监测地壳形变的个别问题研究---- PS点探测及阈值确 定 气候变化与低碳经济条件下的中美能源博弈 民国初年宪政建设的得失讨论——以宪政危机为出发点的观察 碱性SPE水电解电极扩散层与阳极催化剂研究
武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学
101 基于地理信息系统平台的武汉道路交通事故分析研究 102 地理案例推理在地理时空过程中的应用研究 103 基于单片FPGA的高速高分辨率的JPEG图像压缩编码器的设计与实现 104 内蒙古河套灌区节水改造与续建配套规划 105 对流层投影函数对PPP定位结果的影响研究 106 论钢琴演奏者心理活动对钢琴学习和演奏的影响 107 境外企业境内上市与境内股东权的保护 108 从四篇政治论文看梭罗的多重自我 109 双语跨语言的句法长时启动效应研究 110 砚瓦石水库大坝及溢洪道除险加固设计 111 湖北省洪湖隔堤北灌区续建改造规划设计——集中建泵方案 112 饮酒后致不能安全驾驶入刑研究 113 爱伦坡短篇小说功能文体学分析 A Functional Stylistics Approach to Edgar Allan Poe’s Short Stories
混沌时间序列分析方法研究及其应用
混沌时间序列分析方法研究及其应用一、综述近年来，随着大数据时代的到来，时间序列数据在各个领域的应用越来越广泛，如金融、气象、环境监测、生物技术等。
对于时间序列数据，由于其具有不确定性、复杂性和模糊性等特点，传统的数据分析方法已经难以满足需求。
针对时间序列数据的混沌时间序列分析方法逐渐受到关注。
本文将对混沌时间序列分析方法进行综述，包括其基本原理、特点、应用以及最新研究成果。
旨在为相关领域的研究和应用提供参考与借鉴。
混沌时间序列分析方法是一种针对具有混沌特性的时间序列数据进行预测和分析的方法。
自从20世纪80年代以来，混沌理论的发展为时间序列分析提供了新的思路。
与其他数据分析方法相比，混沌时间序列分析方法具有对初始条件敏感、普适性、可预测性等特点，使其在许多领域得到广泛应用。
相空间重构：通过对时间序列进行相空间重构，将高维的时间序列数据投影到低维的相空间中，以揭示其内在的混沌动力学规律。
常用的重构方法有CohenSteel算法、拉普拉斯矩阵和马尔可夫矩阵等。
李雅普诺夫指数计算：李雅普诺夫指数是衡量系统混沌程度的一个指标。
通过对时间序列进行分析，可以计算出其李雅普诺夫指数，从而了解系统的混沌特性。
常用的计算方法有奇异值分解法（SVD）和非线性最小二乘法等。
分布熵分析：分布熵是一种衡量时间序列复杂性的度量。
通过对时间序列进行分布熵分析，可以了解其混乱程度。
常用的分布熵计算方法有基于Shannon熵的算法和基于小波嫡的算法等。
神经网络预测：基于神经网络的混沌时间序列预测方法被认为是具有潜力的预测手段。
通过训练神经网络模型，可以实现对混沌时间序列的有效预测。
主要包括循环神经网络（RNN）、长短时记忆网络（LSTM）和门控循环单元（GRU）等模型。
集成学习方法：集成学习方法是将多个单一模型的预测结果进行融合以提高预测精度的策略。
通过对不同算法和模型的预测结果进行集成，可以提高混沌时间序列分析的稳定性和准确性。
基于奇异谱和混沌支持向量机模型预测三峡水库月径流
基于奇异谱和混沌支持向量机模型预测 三峡水库月径流*
汪1芸 1，郭生练 ，曹广晶 2，鲍正风 2武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 2 中国长江三峡工程开发总公司，宜昌 Email: wangyun.bdydh@
收稿日期：2012 年 4 月 24 日；修回日期：2012 年 5 月 16 日；录用日期：2012 年 5 月 27 日
*
基金项目：“十一五”国家科技支撑计划资助项目(2009BAC56B04)和水利部公益性行业科研专项(200901001)。 作者简介：汪芸(1987-)，女，湖北恩施人，博士研究生，主要从事水文预报预测方面的研究。
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71
第1卷 · 第3期
汪芸，等：基于奇异谱和混沌支持向量机模型预测三峡水库月径流
(3)
2.2. 季节性一阶自回归模型(SAR(1))
由于月径流过程为非平稳过程，各月径流的统计 特性不同，各月径流之间的相关关系也有差别。考虑 到月径流的这种特性，设 Qt n 为月径流序列，模型 表达式为：
Qt , 0, 1, Qt , 1 t ,
(4)
2.4. 混沌支持向量机模型(C-SVM)
[7] [6] [3]
2.1. 奇异谱分析(SSA)
奇异谱分析(Singular Spectrum Analysis, SSA)是 一种广义的功率谱分析，具有稳定的识别和强化信号 功能，优点在于能够提取蕴含在时间序列中的不规则 波动和随机性特征，过滤噪声。主要用于一般数字信 号处理，近年来在生物海洋学、非线性动力学和气候 诊断等领域得到广泛地应用[8]。 2.1.1. 经验正交函数 SSA 是从时间序列的动力重构出发，并与经验正 交函数(Empirical Orthogonal Function, EOF)相联系的 一种统计技术，分析对象是一维时间序列
模糊核支持向量机在地表水水质评价中的应用
，
Ｌ ，ｎ ｌｌ ∑Ⅱｙ口 ＋） １ （ ｂ ） ｌ『 ｗ ， ＝ 口 一 ６一） （（
ｔ ｄ ０
实 验 环 境 是 Ｌ ｎｖ １Ｌ １０ 笔 记 本 电 ｅ ｏｏ４ ０ Ｃ ６ ０
９ ． ８
脑 ， Ｐ 为 Ｐ ｎｉｍ Ｍ， １ ６ Ｈ ， 内 存 为 ｌ 『１ ａ Ｐ Ｎ，Ｓｅｎ ａ ｈ ＣＵ ｅｔ ｕ ． Ｇ ｚ ８ ２ Ｔ ｎ ｔｉｂ ｃ Ｍ，Ｋｕ ｒＶ．Ｉｔｏ ｕ — ｍａ ｎｒｄ ｃ 。核 函 数核 宽 度 Ｏ －取 ０７ ， 许 误差 ｓ 取 ｔｏ ｏ Ｄａ ａ Ｍｉ ｉ ｇ ．３ 允 二 次 规 划 问 题 （） 对 偶 问 题 为 求 解 如 下 ＧＢ ２的 ｉｎ ｔ ｔ ｎ ｎ ．Ａｄ ｉｏ — ｅ ｌｙ ２ ０ ｄ ｓ ｎ Ｗ ｓｅ ，０ ５． 目标 函 数 的 极 大 化 ： 为 Ｏ０ ２ 使用 ＫＦ Ｓ Ｍ对其进行学习。图 １ ．０ 。 ＿Ｖ 显 ［】Ｖ ｐ ｉ Ｖ ｈ ａｕｅｏ ｔ ｉｉａ Ｌａ － ３ ａ ｎｋ ．Ｔ ｅＮ ｔｒ ｆＳａ ｓｃｌ ｅｒ ｔｔ ｎ 示 了，Ｋ ＿ ＶＭ 学 习 的 进 度 曲线 。 ＦＳ ｒａ ｗ （ ） ｏ ｘ Ⅱ 一 Ⅱ 一 ， ８（ ‘＋ ６ 一１ ） ） ｉ ｇ Ｔｈ ｏ ｙ ｎ ｅ ｒ ．Ｎｅ Ｙｏ ｋ ｗ ｒ ：Ｓ ｒｎ ｅ — ｒａ ，９ ． ｐ ｉ ｇ ｒ Ｖｅ ｌｇ １ ９５
∑ｑ ＊＝０
将训练集样本 ｘ 映射到一个高维线性特征空 间， 以对高维的输 入空间进行有效 的降维 ， 可 即 在 构 造 判 别 函 数 时 先 在 输 人 空 间 比较 向 量 ， 然 后 对 结 果 再 进 行 非 线性 变换 １ 然 而非 线 性 函数 ５ １ 。 咖具 体形式 往往 很难 确定 ， 函数 ＫｑＪ ） ） 核 ０，） ｙ＝ 是 满 足 Ｍｅｅｒ 件 的 任 意 对 称 甬数 ［， 以 对 ｒ 条 ｅ ５所 １ 于这种非线性变换没有具体形式 ，而是 由核 函
湖北省2010年优秀学士学位论文获奖名单
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123 基于TEC观测的电离赤道异常变化特征研究 124 关于民间文学艺术法律保护模式的研究综述 125 外资并购国家安全审查制度研究——以美国外资并购国家安全审查 制度为主要考察对象
敬敏 骆鸣琴 陈新 金克俭 周迪 白洁 金欢 黄波 冯昕 薛超 曾攀 王洁琼 柳莹 谢佳 杨文广 袁玥 罗成 王伟平 杨文 张翼 邹雄 丁凡桠 董飞飞 刘甜甜 卢萍
乐意 张恒 吕海霞 瞿子涵 袁晶 孙婷婷 李克永 童晓霞 万俊堃 周宇 冯晨 郝博 宋杨 毕纯 李佳瑾 罗博 南曦 黄龙凯 盛立 朱爽 谢嘉源 朱俊 程齐凯 乔芊 廖泽鑫
许贤泽 郭际明 章红平 汪的华 张荣翼 王艳卿 张国忠 崔远来 徐晓华 周春霞 邓非 肖卫国 谭君久 姚曦 彭智勇 陈传夫 李承亮 王晓笋 程世丹 姚宜斌 赵建虎 周海兵 周耀林 张思齐 潘传芳
郑静 汪芸 万娜 刘宿莽 易嘉伟 瞿涛 宋博 王磊 游潇 袁康 赵辛舒 彭宇 赵娜 颜桂芳 张庆荣 续睿峰 任志鹏 王璇 祝桥桥 郑江鹏 魏文龙 陈明忠 田晨耕 杨晓雨 贺湘婷
杨磊 郭生练 潘敏 杜清运 蔡忠亮 邓德祥 杨金忠 张小红 刘进清 冯果 朱宾忠 赵俊华 夏富洲 黄爽 皮勇 陈毅平 张国栋 吴雄斌 陈明祥 王学 王祖武 张天顶 陆君安 杨正 魏伟
附件3： 湖北省2010年优秀学士学位论文获奖名单（第7批） （3310篇）
序号 论文题目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 抗战前后我国漫画运动的流变与比较 CdTe量子点标记过氧化氢酶与铜、铬离子相互作用研究 石墨烯及其纳米带热电性能的第一性原理研究 丹江口水库地应力场的反演 农田地表径流氮磷流失规律 EV线性模型中参数LS估计量的渐近性质和中偏差 深基坑工程智能变形预测模型优化设计研究 球形聚电解质刷造纸助剂的合成 甲壳素/壳聚糖硫酸酯的制备研究 高斯混合函数区域匹配引导的Level Set图像与视频分割 代言人面部表情对广告效果的影响 山西地区隋唐墓葬的研究 河床演变系统等深线绘制与预测研究 二维微动平台的结构解耦与控制系统设计 数值渐近法在屈曲褶皱现象中的应用研究 外骨骼手套的设计及研究 云闪波形的分析与处理 基于人力资本视角的风险投资有限合伙制研究 合并报表理论的价值相关性研究——基于少数股东权益、少数股东 损益的实证研究 学术机构知识库建设现状的调查与分析 基于改进蚁群算法的多传感器调度策略研究 异源遥感影像匹配技术研究 作 者 胡芳芳 胡慕 郑昊 汪雷 熊玉江 王绍臣 颜敬 朱新新 罗凯 邱文卓 罗茜 安学静 范存联 潘立志 刘银 毕千 崔雪楠 韩笑 张亚男 唐义 赵宇 陈林 指导教师 吴永贵 周培疆 刘惠军 徐礼华 洪林 高付清 曾亚武 黎厚斌 杨建红 肖春霞 曾伏娥 贺世伟 胡文斌 肖晓晖 胡衡 肖华 黄启俊 郑君君 谢获宝 肖希明 王先培 闫利 单 位 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学 武汉大学
混沌-支持向量机在大坝安全监控预测中的应用
文章编 号 ：６ １ ９ ２ ２ ０ ）２０ １ －５ １７ － ４ （ ０ ８ ０ －１５ ５ ０
混 沌 一 持 向量 机 在 大 坝 安 全 监 控 预 测 中 的 应 用 支
赵 卿 李 潇 徐进 军
４０ ７ ３ ０９
宓 天跃。
＼
／ ） 汉 大学 测 绘 学 院 ， 汉 １武 武
＼） ２ 浙江华东水 电测绘有限公司 ， 杭州
３０ ３ ／ １０ ０
摘 要 为解决大坝非线性变形数据中长期预报问题， 提出一种新的模型即混沌 一 支持向量机模型： 首先根据混
沌相空间重构理论 ， 对其进行相空间重构 ； 然后根据统计学习理论 ， 对融合外 界影 响因素的重构相空 问里的变形数 据， 应用最小二乘支持 向量机进行建模并做 中长期 预测 。实际算例证实其应 用效果较好 。
关键 词 混沌时间序列； 最小二乘支持向量机； 大坝变形； 安全监控 ； 码 ： Ａ
Ａ Ｐ Ｉ Ｔ ｏＮ ｏＦ Ｃ Ｐ Ｌ ＣＡ Ｉ ＨＡｏＴ Ｃ Ｔ ＭＥ Ｓ ＲＩ Ｓ Ｌ ＡＳ ＱＵＡＲＥ Ｓ Ｐ ＯＲ Ｉ Ｉ Ｅ Ｅ － Ｅ Ｔ Ｓ Ｕ Ｐ Ｔ
＼ ） ｕｄｎ ｙｒｅ ｃｉ，ｕｖｙｎ ｎ ｐｉｇＬｄ ｏ ｏａｏ Ｚ ｅａｇ，ａｇｈｕ ３０３ ／ ２ Ｈ ａｏｇＨ ｄｏｌ ｔｃＳｒ ｉ ａｄＭａｐｎ ｔ．Ｃ ｒ ｒｔｎｏ ｈ ｉｎ Ｈ ｎｚｏ １００ ｅｒ ｅ ｇ ｐ ｉ ｆ ｊ
流域径流特性分析及预报的先进理论与方法
第一篇 流域径流特性分析及预报的先进理论与方法水文系统是一个复杂的高度非线性系统，其中，径流的变化对整个系统的演 化起主导作用，并会对资源环境和区域经济产生重大影响。
由于受气象、自然地 理、流域特性等多因素的综合影响，流域径流的变化具有多种不确定性，表现出 非线性、多时间尺度性和混沌等特性，而受流域水文过程观测资料的限制以及对 水文过程认识程度的局限，目前还难以完全用数学和物理方法来准确地描述和刻 画其完整的演化过程。
以前主要用传统研究方法和手段，或基于单个水文站对流 域径流的演化规律进行分析和预测，从线性角度或近似为线性问题去研究本质上 是非线性的水文时空变化问题，这必将引发许多无法妥善解决的困难。
为了摆脱 这种困境，需要不断将新的理论和方法引入到水科学研究中，通过各种方法的有 机结合，从流域可变时空尺度的角度来对系统进行分析和研究。
近年来，随着计算机技术的进一步完善和普及，使得复杂理论和方法的实现 成为现实，这大大加速了各种特性分析方法在水文领域中的应用。
在此基础上， 大量新颖的理论和方法被不断引入到水科学中， 促进了特性分析研究的迅猛发展。
考虑到水文水资源具有多方面的特性，对其进行全面系统的分析和研究是相当复 杂的。
因此，国内外的学者们在努力把握各种特性分析方法的特点和使用范围的 基础上，通过取舍耦合，将合适的理论和方法引入到水文水资源的特性分析中， 以推动水文特性分析研究的发展，为水资源规划与管理提供了科学的决策依据。
本篇在总结吸收前人研究成果的基础上，运用小波、混沌、支持向量机等现 代分析及预测理论，并结合传统的理论分析方法，对流域径流的周期、趋势和混 沌性等演化特性进行了深入研究，在此基础上建立了基于小波分析和支持向量回 归的径流多尺度耦合预测模型，构建了一种中长期径流区间预测的混沌时间序列 方法，以便为今后水资源管理的政策制定者、研究人员以及公众提供未来径流变 化的背景。
第 1章 径流演化过程复杂特性分析方法1.1 径流过程多尺度特性分析受气象、地理、人类活动等多种因素的综合影响，径流的变化过程通常具有 一定的不确定性，且往往包含有多种时间尺度变化和局部运动，是一个复杂的非 线性系统。
河川日径流预报的混沌神经网络模型
河川日径流预报的混沌神经网络模型
李彦彬;尤凤;徐建新;黄强
【期刊名称】《华北水利水电学院学报》
【年(卷),期】2012(033)004
【摘要】将混沌理论和神经网络相结合,建立了径流预报的混沌神经网络模型.利用混沌理论的相空间重构技术计算饱和嵌入维数,将其作为神经网络的输入层神经元个数；根据模型预测步长确定输出层神经元个数.对黄河干流三门峡站的日流量时间序列进行了模拟和预报,取到了较好的预报效果,为河川径流的预报工作提供了新方法.
【总页数】3页(P19-21)
【作者】李彦彬;尤凤;徐建新;黄强
【作者单位】华北水利水电学院,河南郑州450011;华北水利水电学院,河南郑州450011;华北水利水电学院,河南郑州450011;西安理工大学,陕西西安710048【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于人工神经网络的河川径流实时预报研究 [J], 谢新民;蒋云钟;石玉波;党勇;杨春霄
2.周期叠加方差分析法预报河川径流量 [J], 邢兰辉;吕惠萍;张锦辉
3.基于随机森林和RBF人工神经网络模型的新丰江水库枯季入库径流中长期预报[J], 郑炎辉; 张力澜; 田兆伟; 陈晓宏
4.新疆和田河流域河川径流混沌特性分析 [J], 莫淑红;张高锋;沈冰;张晓伟
5.基于混沌支持向量机的河川径流预测研究 [J], 李彦彬;黄强;徐建新;左卫兵因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于改进支持向量机模型的开都河年径流量预测
基于改进支持向量机模型的开都河年径流量预测佚名【期刊名称】《西北水电》【年(卷),期】2015(000)004【摘要】针对回归支持向量机（ SVR）惩罚因子C和核函数参数g的选取对模型性能有着关键性影响以及在实际应用中存在参数选取等困难，提出基于启发式算法的PSO －SVR和GA－SVR年径流预测模型，以新疆开都河大山口水文站年径流预测为例进行实例研究。
首先，利用DPS软件选取年径流影响因子，确定输入向量；其次，基于粒子群算法（ PSO）、遗传算法（ GA）基本原理，采用PSO、GA优化SVR惩罚因子C和核函数参数g，构建PSO－SVR 和GA－SVR年径流预测模型，并构建基于网格划分（ GS）与交叉验证（ CV）算法相结合的GS－SVR模型作为对比模型。
最后，利用所构建的模型对实例进行预测分析。
结果表明：PSO－SVR和GA－SVR模型对开都河1996—2012年径流预测的平均相对误差绝对值分别为2．65％、3．22％，平均绝对误差分别为1．055亿m3和1．291亿m3，预测精度和泛化能力均优于GS－SVR模型，表明PSO和GA能有效对SVR惩罚因子C和核函数参数g进行优化，具有预测精度高、泛化能力强以及稳健性能好的特点。
相对而言，PSO－SVR模型性能略优于GA－SVR模型。
【总页数】5页(P1-5)【正文语种】中文【中图分类】TV121.4【相关文献】1.基于自相关系数法与BP神经网络模型的开都河年径流量预测 [J], 王君2.基于改进支持向量机(SVM)模型的荆州港吞吐量预测 [J], 陈旭; 李典; 张利华; 王晶; 罗小红; 张威3.基于改进支持向量机的煤与瓦斯突出预测模型 [J], 夏树威;王云飞4.基于改进型支持向量机的胶接强度预测模型 [J], 许明阳;殷晨波;陈曦5.基于改进多维灰色模型及支持向量机的人口预测 [J], 侯瑞环;徐翔燕因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
混沌时间序列支持向量机模型及其在径流预测中应用
混沌时间序列支持向量机模型及其在径流预测中应用于国荣1,2,夏自强1,2(11河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京 210098;21河海大学水文水资源学院,江苏南京 210098)摘要:以重构相空间理论为基础,探讨了混沌时间序列的支持向量机预测模型建模的思路、特点及关键参数的选取。
利用饱和关联维数法进行相空间重构,并运用改进小数据量法计算最大Lyapunov 指数,对宜昌站月径流时间序列进行混沌特性识别。
在运用混沌时间序列的支持向量机模型对月径流预测的应用中,引入了径向基核函数,简化了非线性问题的求解过程。
实例表明,该模型能较好地处理复杂的水文序列,具有较高的泛化能力和很好的预测精度。
关 键 词:混沌;相空间重构;水文时间序列;支持向量机;径向基核函数;径流预测中图分类号:P338 文献标识码:A 文章编号:100126791(2008)0120116207收稿日期:2007207220基金项目:国家自然科学基金重大资助项目(30490235)作者简介:于国荣(1979-),女,黑龙江庆安人,河海大学博士研究生,主要从事水文水资源和生态环境的研究。
E 2mail :yuguorong77@1631com 径流的形成是一个涉及到水文、气象及力学等复杂的过程,包括降水、蒸发、产流、汇流等复杂过程,还受到地形、地貌、流域下垫面和人类活动等因素影响,是一个复杂的非线性系统,具有产生混沌的基本条件———对初始条件的敏感性和内在随机性。
近年来混沌理论在水科学领域中的应用研究发展比较迅速,目前已有很多研究表明水文时间序列具有一定的混沌特征,利用混沌预测方法可对水文序列进行预测[1,2]。
赵永龙[3]用多种不同的方法对金沙江屏山站和长江宜昌站日径流序列的混沌特性进行识别,并研究了水文单变量和水文多变量的混沌非线性预测方法。
王文均等[4]对长江径流时间序列混沌特性进行了定量分析,得出长江径流时间序列具有混沌特性。
基于混合孪生支持向量机的径流区间预测
基于混合孪生支持向量机的径流区间预测冯仲恺;付新月;纪国良;刘亚新;牛文静;黄海燕;杨涛【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2024(55)4【摘要】径流具有非线性和随机性特征,单一点预测模型难以精确刻画和描述径流演化过程。
为此,提出了一种可有效量化径流波动范围的智能区间预测方法。
首先采用自适应噪声完备集合经验模态分解将非线性径流序列划分为若干子序列,并采用样本熵方法重构得到修正序列;其次以孪生支持向量机为基础,分别对复杂度较高的子序列构建区间预测模型、复杂度较低的子序列建立点预测模型,同时采用鲸鱼优化方法寻求满意的模型参数组合;最后将各子模型的预测结果叠加得到最终的预测区间。
结果表明:所提方法具有良好的稳健性和可靠性,在点预测、区间预测等不同场景、不同预见期的性能指标均优于对比模型;如预见期为3 d时,对于黄河流域唐乃亥水文站,所得预测区间具有较高的可靠度与清晰度,其预测区间覆盖率PICP 值为98.30%,预测区间平均宽度PINAW值为0.0792,可靠度、清晰度分别平均提高了9.47%和32.66%。
研究成果可为智能化径流预测提供行之有效的方法。
【总页数】9页(P95-102)【作者】冯仲恺;付新月;纪国良;刘亚新;牛文静;黄海燕;杨涛【作者单位】河海大学水文水资源学院;中国长江三峡集团有限公司;中国长江电力股份有限公司;长江水利委员会水文局;云南水利水电职业学院【正文语种】中文【中图分类】TV124【相关文献】1.基于混沌支持向量机的径流时间序列预测研究——以渭河宝鸡林家村站径流序列为例2.基于改进孪生支持向量机的热电厂脱硫系统pH值预测3.基于q阶正交模糊孪生支持向量机的股票预测4.改进鲸鱼算法优化混合核支持向量机在径流预测中的应用5.基于经验模态分解和支持向量机的日径流预测研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
支持向量机在中长期径流预报中的应用
中长期水文预报由于具有较长的预见期 ,使人们在解决防洪与抗旱 、 蓄水及弃水以及各部门用水之 间矛盾时 ,能够及早采取措施进行统筹安排 ,以便获取最大效益 。传统的预报方法主要有成因分析和水 文统计方法
[1 ]
,水文统计法通过对水文资料的统计分析进行概率预测 , 它包括两大类 , 一类是分析水文
要素自身随时间变化的统计规律 ,并以此预测 ,如历史演变法 、 时间序列分析法等 ; 另一类是用多元线性 回归法或逐步线性回归法 ,建立预报方案进行预报 。目前应用较广的主要是多元回归和时间序列两种 。 [2 ] 20 世纪 70 年代后期 Box 等人提出的自回归滑动平均 ( autoregressive moving2average , ARMA) 模型在水文 预报中得到广泛应用 ,90 年代以来 ,人工神经网络 (ANN) 在水文预报中的应用逐渐增多 。支持向量 机 ( support vector machines , SVM) 现成为继神经网络之后机器学习领域的新的研究热点 , 它与传统的神 经网络学习方法不同 ,实现了结构风险最小化原理 ( structural risk minimization principle , SRM) ,它同时最 小化经验风险与 VC 维的界 ,这就取得对未来样本有较好的泛化性能
已知一个训练集 n X = { ( x1 , y1 ) , ( x2 , y2 ) , …, ( xl , y l ) } < R ×R 归 ,设回归函数为 n f ( x ) =〈 w ,φ( x ) 〉+ b , w , x ∈ R , b ∈ R 一定的约束条件下最小化规则化风险泛函 :
1 2
图1 SCE2UA 算法流程
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克鲁伦河月径流混沌时间序列的LS-SVM和RBF预测
克鲁伦河月径流混沌时间序列的LS-SVM和RBF预测计亚丽;贾克力;李畅游;张俊;韩璞璞;王爽【期刊名称】《水资源与水工程学报》【年(卷),期】2012()3【摘要】采用相空间重构理论计算实测月径流的延迟时间、嵌入维数、G-P饱和关联维数和Laypunov指数,证明克鲁伦河月径流时间序列存在混沌现象。
混沌时间序列的最小二乘支持向量机预测模型涉及参数较少,计算过程简便,训练速度快。
RBF神经网络预测模型具有较快的训练速度和较强的非线性映射能力。
同时,二者在建模中都引用了径向基函数,从而更加简化了非线性问题的求解。
实例表明:将这两种模型应用在月径流时间序列预测上,其运算速度都很快,但在预测精度上,最小二乘支持向量机预测模型要优于径向基神经网络预测模型。
【总页数】6页(P71-76)【关键词】混沌理论;相空间重构;lyapunov指数;最小二乘支持向量机;径向基;月径流预测;克鲁伦河【作者】计亚丽;贾克力;李畅游;张俊;韩璞璞;王爽【作者单位】内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院【正文语种】中文【中图分类】P338;TP183【相关文献】1.基于混沌支持向量机的径流时间序列预测研究——以渭河宝鸡林家村站径流序列为例 [J], 李亚娇;沈冰;李家科;李怀恩2.基于在线LS-SVM算法的变参数混沌时间序列预测 [J], 肖支才;王杰;王永生3.南洞地下河月径流时间序列的混沌特征及预测 [J], 覃星铭;蒋忠诚;蓝芙宁;马祖陆;赵一4.基于混沌时间序列LS-SVM的车用锂离子电池SOC预测研究 [J], 徐东辉5.基于虚拟预测的月径流量时间序列非线性混沌预测 [J], 孙妍因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于改进相空间重构原理的支持向量机月径流模拟
基于改进相空间重构原理的支持向量机月径流模拟
胡昌军
【期刊名称】《水资源与水工程学报》
【年(卷),期】2013(24)4
【摘要】基于交叉验证支持向量机(CV-SVM)原理及方法,构建以相空间重构理论与支持向量机相结合的径流时间序列模拟模型。
针对相空间重构中确定延迟时间τ和嵌入维数m的方法众多,且各方法确定结果不尽相同等缺点,本文采用试凑的方法,在延迟时间τ和嵌入维数m取值范围为2～10内依次构建81个基于相空间重构理论的CV-SVM月径流模拟模型,以南利河董湖站月径流模拟为例进行分析,确定最佳延迟时间τ和嵌入维数m,并与自相关函数法等相关延迟时间τ和嵌入维数m的确定方法确定结果进行比较,旨在探寻延迟时间τ和嵌入维数m对月径流模拟精度的影响及其规律,为基于时间序列的水文模拟及预测预报提供方法和参考。
【总页数】7页(P210-216)
【关键词】相空间重构;支持向量机;交叉验证;径流模拟
【作者】胡昌军
【作者单位】云南省麻栗坡县水务局
【正文语种】中文
【中图分类】P334.92
【相关文献】
1.相空间重构支持向量机在径流模拟中的应用研究 [J], 李代华;崔东文
2.基于相空间重构的支持向量机方法在径流中长期预报中应用 [J], 刘冀;王本德;袁晶瑄;周惠成
3.基于相空间重构理论的时延神经网络应用于降雨径流预报 [J], 张民强;钱镜林;李富强
4.基于相空间重构小波神经网络径流式水电站发电量预测 [J], 何自立;陆梦可;王正中;甘雪峰
5.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 [J], 魏胜
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基于改进模糊支持向量机方法的车尔臣河径流预报
基于改进模糊支持向量机方法的车尔臣河径流预报
曹伟
【期刊名称】《国际沙棘研究与开发》
【年(卷),期】2016(000)001
【摘要】针对径流时间序列固有的非线性和随机性特点,本文提出了基于灰色关联分析的模糊支持向量机预报方法.该方法在传统支持向量机任意逼近的非线性映射能力上,引入模糊隶属函数来考虑气候和流域下垫面变化下径流样本对预报结果的影响.此外,预报因子选取是中长期径流预报的一大难点,考虑到相关系数法只能衡量因子间线性相关程度的不足,本文采用灰色关联分析来量化预报因子与预报对象的关联程度,并按关联度大小挑选出对径流过程影响显著的预报因子.将该方法应用于新疆车尔臣河的月径流预报中,与GRNN神经网络模型和A-FSVM模型的预报结果比较表明:该方法能提高径流中长期预报精度,是一种有效的径流时间序列预测模型.
【总页数】4页(P53-56)
【作者】曹伟
【作者单位】新疆水利水电科学研究院,新疆乌鲁木齐830049
【正文语种】中文
【中图分类】TV143
【相关文献】
1.车尔臣河流域气候变化及其对河流径流量的影响 [J], 阿依努尔·买买提;瓦哈甫·哈力克;杨晓东
2.新疆内陆干旱区引水式电站水土流失治理措施研究--以新疆车尔臣河车尔臣一级水电站工程为例 [J], 王春峰
3.基于改进模糊支持向量机方法的车尔臣河径流预报 [J], 曹伟;
4.车尔臣河地表水径流变化与水化学变化分析 [J], 王志丹
5.车尔臣河出口径流量的还原分析 [J], 琪美格
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基于混沌遗传算法的水电站优化调度模型及应用
基于混沌遗传算法的水电站优化调度模型及应用
王文川;程春田;徐冬梅
【期刊名称】《水力发电学报》
【年(卷),期】2007(26)6
【摘要】利用混沌运动的遍历性、随机性和规律性等特点,提出了一种求解水电站水库优化调度问题的基于浮点数编码的混沌遗传(CGA)算法。
该算法的思想是采用混沌优化进行改善初始种群质量和利用混沌退化变异算子代替常规算法中的变异算子,避免搜索过程陷入局部极值。
与动态规划、常规遗传算法进行比较,文中实例计算结果表明,该算法计算速度快、收敛性好,提高了常规遗传算法的收敛速度和优化效果。
【总页数】5页(P7-11)
【关键词】水电站;遗传算法;混沌;混沌扰动;混沌遗传算法
【作者】王文川;程春田;徐冬梅
【作者单位】大连理工大学水电与水信息研究所;华北水利水电学院水利系
【正文语种】中文
【中图分类】TK712
【相关文献】
1.基于改进遗传算法的水电站优化调度模型与算法 [J], 李可;马孝义;符少华
2.基于改进遗传算法的水库群水沙联合优化调度模型应用研究 [J], 赵磊;李泊溪
3.水电站水库调度图的优化方法与应用——基于混合模拟退火遗传算法 [J], 邵琳;
王丽萍;黄海涛;杨子俊;喻杉
4.基于混合遗传算法的水电站优化调度应用研究 [J], 付洁廉;王金文
5.基于改进免疫遗传算法的水电站优化调度应用研究 [J], 彭安帮;彭勇;何斌;周惠成
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基于混沌支持向量机的河川径流预测研究李彦彬1,2,黄 强1,徐建新2,左卫兵2(11西安理工大学水资源研究所,西安 710048; 21华北水利水电学院,郑州 450011)摘 要:以黄河上游兰州站月径流序列为研究对象,在介绍相空间重构原理的基础上,探讨了混沌分析的主要定量指标:饱和关联维数d ,最大Lyapunov 指数λ和K olm og orov 熵k 。
得到该时间序列的最佳嵌入滞时τ=3个月,饱和关联维数d =31230,最小嵌入维数m =12和最大Lyapunov 指数λ=01241,K olm og orov 熵k =0114,指出该序列的预测时限为4个月。
在此基础上建立了基于混沌特性的支持向量机径流预测模型,用1995～2004年的月径流数据进行仿真试验后,用2005年1～12月的径流数据作为预测检验,结果表明,该模型可用于混沌时间序列的月径流预测,并验证了由最大Lyapunov 指数所确定的可预报时限为4个月的结论。
关键词:水文学;径流预测;混沌;支持向量机;相空间;关联维数中图分类号:T V124,P338+11文献标识码:AR esearch on prediction of stream flow based on C 2SVMLI Y anbin 1,2,H UANG Qiang 1,X U Jianxin 2,Z UO Weibing1(11Xi ’an Univer sity o f Technology ,Xi ’an 710048;21North China College o f Water Conservancy and Hydroelectric Power ,Zhengzhou 450011)Abstract :Based on introducing the phase space reconstruction theory of chaotic time series ,the main quantitative indexes of saturation correlation dimension d ,maximal Lyapunov exponent λand K olm og orov entropy k are discussed for chaotic analysis.The saturation correlation dimensiond ,minimum embedding dimensionm ,optimal built in delay time τ,maximal Lyapunov exponent λand K olm og orov entropy k are calculated ,that is d =31230,m =12,τ=3and λ=01241,k =0114.The support vector machine m odel of mid 2long prediction of stream flow isestablished based on chaos characteristics.A fter the leaning and training simulation experiments are com pleted with the statistic data of runoff from 1995to 2004,the m odel is verified by use of runoff data of 2005.The result shows that the C 2S VM m odel is effective for m onthly runoff prediction ,and verifies the conclusion that the forecasting time for this runoff should not exceed 4m onths.K ey w ords :hydrology ;runoff predicting ;chaos theory ;support vector machine (S VM );phyase space ;correlation dimension收稿日期:2007210225基金项目:国家自然科学基金项目(50679070);华北水利水电学院青年基金项目(HS Q J2006014)作者简介:李彦彬(1973—),男,博士研究生,副教授.E 2mail :liyb101@ 0 引言以混沌理论为核心的当代非线性科学的迅猛发展有力地推动了时间序列分析。
动力学意义上的非线性时间序列分析始于20世纪80年代初,它以重建相空间为基础,研究相空间动力轨道的性质,并据此进行预测,这类方法在本质上是动力学的、非线性的[1]。
水文系统是一个复杂的非线性系统,具有产生混沌的基本条件———对初始条件的敏感性和内在随机性。
长期以来,人们一直用传统的确定性方法或随机性方法,或二者结合的方法来描述水文过程,得以揭示的是水文系统的确定性规律和外在随机性规律,而运用混沌理论及其分析方法对水文系统演化的混沌性规律的研究则刚刚开始[2]。
河川径流是一种复杂的水文现象,其形成、发生、发展的全过程因受众多因素的影响而表现出并非随机却貌似随机的特征,传统数学模型难以定量描述[3]。
混沌理论的出现为研究这种复杂水文现象提供了新的思路,使得从复杂的非线性水文现象中提取确定性特征成为可能。
本文以黄河上游兰第27卷第6期2008年12月水 力 发 电 学 报JOURNA L OF HY DROE LECTRIC E NGI NEERI NG V ol.27 N o.6Dec.,2008州站月径流系列为例,从相空间重构、饱和关联维数和最大Lyapunov 指数等方面探讨径流时间序列演化和形成的混沌机制,并应用K olm og orov 熵法进一步验证其混沌特性,最后建立了基于混沌特性的支持向量机径流预测模型(C 2S VM ),并在兰州站进行了应用研究。
1 混沌理论混沌理论的早期研究可以追溯到1963年美国气象学家Lorenz 对两无限平面间的大气湍流的模拟。
在求解过程中,Lorenz [4]发现当方程中的参数取适当值时,解是非周期的且具有随机性,表现出非常复杂的结构,也就是著名的“蝴蝶”效应。
对于混沌目前尚无通用的严格定义,一般认为,将不是由随机性外因引起的,而是由确定性方程(内因)直接得到的具有随机性的运动状态称为混沌,即混沌是由确定性产生的貌似随机性的非周期行为。
常用表征系统混沌特性的量有:连续功率谱、饱和分维数、Lyapunov 指数和K olm og orov 熵,相应的关于混沌时间序列判别的基本方法有:功率谱法、主分量分析(PAC )方法、P oincare 截面法、Lyapunov 指数法、c 2c 方法等,都是从某一个方面判别水文序列是否为混沌序列的必要条件,因而需要采用尽可能多的方法来鉴别。
下面结合黄河上游兰州站径流资料,从相空间重构、饱和关联维数和最大Lyapunov 指数以及K olm og oro 熵等方面进行径流时间序列的混沌特性分析。
2 河川径流时间序列的混沌分析211 基本资料本次研究以位于黄河上游的兰州站为研究对象,所用月平均径流资料来源于黄河水利委员会水文局,资料年限为1955-2005年,共51a ,序列总长度N 为612个月。
212 相空间重构原理混沌学从理论走向应用很大程度上取决于Packard 和T akens 提出的相空间重构理论,相空间的建立是水文混沌分析研究的前提[5～6]。
相空间重构的目的在于在高维相空间中恢复混沌吸引子,混沌吸引子作为混沌系统的特征之一,体现着混沌系统的规律性。
水文系统可以看作是具有n 个变量的动力系统(即一组n 个变量的一阶微分方程):d x i Πd t =f i (x 1,x 2,…,x n ), i =1,2,…,n(1) 系统的时间演变的状态空间可由坐标x (t )加上其(n -1)阶导数所构成的n 维相空间来表示,即Y (t )=[x (t ),x (1)(t ),…,x(n -1)(t )]T (2) Ruelle 提出用离散的时间序列x (t )和它的(n -1)时滞位移构建一个新的n 维相空间(即嵌入相空间),以代替这种连续变量x (t )和它的导数所反映的系统状态空间,即Y (t )=[x (t ),x (t +τ),…,x (t +(n -1)τ)]T(3) 其中,τ为滞时,也称延迟时间。
所重构相空间的维数m 至少应大于其状态空间的拓扑维数d (也称饱和关联维)的2倍加1,即m ≥2d +1对某一可观测的离散径流时间序列x 1,x 2,…,x n ,选定τ,则其重构嵌入相空间可表示为公式(4):Y 1={x 1,x 1+τ,…,x 1+(m -1)τ}Y 2={x 2,x 2+τ,…,x 2+(m -1)τ}…Y t ={x l ,x l +τ,…,x l +(m -1)τ}(4)其中,1=n -(m -1)τ。
对于τ的求取方法一般有两类:序列相关法和相空间扩展法,以及介于这两类方法之间的(去偏)复自相关法。
本文采用序列相关法中常用的自相关函数法求得黄河兰州站月径流序列的自相关系数,见图1。
由图可知:兰州站径流系列明显呈现以年为周期的变化特性。
自相关系数随着滞时增大不断减小,大约在τ=3时第一次达到零值。
为验证结果的可靠性,分别采用互信息法和复自相关法求取τ值分别为3和2。
综合考虑,可采用τ=3作为此次相空间重构选定的嵌入滞时。
213 饱和关联维数维数是空间和客体的重要几何参数,状态空间的维数反映了描述该空间中运动所需的变量个数,吸引子的维34第6期李彦彬等:基于混沌支持向量机的河川径流预测研究数表明该吸引子所必需的信息量。
对于混沌吸引子来说,由于是复杂分形结构,通常为分数维,特别是对于统计分形,为了便于计算和描述,一般采用关联维数来表征混沌吸引子。
很多研究成果都是通过计算饱和关联维数来进行混沌分析的。
具体算法如下:在所重构相空间的序列Y 1,Y 2,…,Y 1中,设r ij 为任意两向量之差的绝对值(即欧氏距离),然后给定一个数r 0,r 0的取值必须介于r ij 中的最大值和最小值之间。
适当调整r 0的大小,可算出一组ln r 0和ln C (r )的值,从而通过式(5)计算关联维数d m 。
d m =lim r →∞ln C (r )Πln (r 0)(5)C (r )=1l (l -1)∑li ,j =1i ≠j H (r 0-r ij )=1l (l -1)∑li ,j =1i ≠jH (r 0-‖Y i -Y j ‖)(6) 其中,H (x )称为Heaviside 函数,定义如下:H (x )=0,x <01,x ≥0(7) 根据式(5)～(7),取r 0={500,550,600-,4000},嵌入维数m ={2,3,4,5,…,15},计算C (r ),绘制不同嵌入维条件下ln r 0～ln C (r )的关系图,见图2。