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基于经验小波变换的鄱阳湖COD预测

环境工程技术学报 2022年

作者：陈伟金柱成俞真元王晓丽彭士涛魏燕杰交通运输部天津水运工程科学研究院天津理工大学环境科学与安全工程学院朝鲜理科大学数学系

高锰酸盐指数(COD)是衡量水质状况的最重要参数之一，能反映水体受还原性物质污染的程度。结合经验小波变换(EWT)和双向长短期记忆(BLSTM)神经网络，提出了一种先利用EWT将原始的COD时间序列分解成若干成份，然后利用BLSTM神经网络对分... 详细信息

高锰酸盐指数(COD)是衡量水质状况的最重要参数之一，能反映水体受还原性物质污染的程度。结合经验小波变换(EWT)和双向长短期记忆(BLSTM)神经网络，提出了一种先利用EWT将原始的COD时间序列分解成若干成份，然后利用BLSTM神经网络对分解出来的每个成份进行预测，最后将所有成份的预测结果重建获得最终COD预测值的新的混合模型EWT-BLSTM；并以2017年8月—2020年4月鄱阳湖COD监测数据为研究对象，进行模型性能验证。结果表明：EWT-BLSTM模型具有良好的预测性能，预测未来1 d以后的COD时，EWT-BLSTM模型的平均绝对百分比误差为2.25%，与单一BLSTM神经网络模型相比降低了10.53%；预测未来7 d以后的COD时，EWT-BLSTM模型的平均绝对百分比误差为8.36%，与单一BLSTM神经网络模型相比降低了16.16%。在COD峰值处，该模型依然保持较高稳定的预测性能，说明在数据本身相对复杂、极端的情况下，该模型依然适用。

关键词：水质预测 COD 经验小波变换(EWT) 双向长短期记忆(BLSTM) 机器学习数学模拟鄱阳湖

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一个椭圆方程的边界点流量密度最优控制问题

延边大学学报（自然科学版） 2011年第4期37卷 303-305页

作者：金昌日池永日朝鲜理科大学数学系延边大学理学院数学系吉林延吉133002

研究了1个椭圆方程的边界点流量密度最优控制问题。以流量密度作为控制量,讨论了方程解的存在性及关于边界点的最优控制,并导出了边界点流量密度最优控制的必要条件。

关键词：椭圆型方程边界点-流量密度最优控制条件

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基于双层数据分解混合模型预测鄱阳湖COD

农业工程学报 2022年第5期38卷 296-302页

作者：陈伟金柱成俞真元王晓丽彭士涛朱哲魏燕杰天津理工大学环境科学与安全工程学院安全处置与资源化技术重点实验室天津300384 理科大学数学系平壤朝鲜999091 交通运输部天津水运工程科学研究所天津300456

化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)是衡量水质状况的最重要参数之一,反映水体受还原性物质污染的程度。该研究采用改进的完全集合经验模式分解(Improved Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition With Adaptive Noise,ICEEMDAN)、变分模式分解(Variational Mode Decomposition,VMD)相结合的双层数据分解算法,并利用双向长短期记忆(Bidirectional Long Short-term Memory,BLSTM)神经网络,提出了一种混合模型IVB(Improved Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition With Adaptive Noise-Variational Mode Decomposition-Bidirectional Long Short-term Memory),并以鄱阳湖高锰酸盐指数(Permanganate index,COD_(Mn))监测数据为研究对象,进行案例研究。结果表明,IVB模型具有良好的预测性能:1 d以后的COD_(Mn)预测中,IVB模型的平均绝对百分比误差为2.21%,与单一BLSTM神经网络模型相比降低了10.57个百分点,而与IB(Improved Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition With Adaptive Noise-Bidirectional Long Short-term Memory)模型相比降低了4.62个百分点;7 d以后的COD_(Mn)预测中,IVB模型的平均绝对百分比误差为8.18%,与单一BLSTM神经网络模型相比降低了16.34个百分点,而与IB模型相比降低了4.68个百分点。这项研究表明,所开发的IVB模型可以用作水资源管理的有效分析与决策工具。

关键词：水质机器学习 COD 数据分解样本熵(SE)

基于WGAN-GP-Transformer的煤矿瓦斯爆炸风险预警

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天津理工大学学报 2024年

作者：冯阳李国哲金柱成王晓丽齐占峰理科大学数学系(朝鲜) 天津理工大学环境科学与安全工程学院安全处置与资源化技术重点实验室金日成综合大学外文系

煤矿瓦斯预警是确保工人健康和安全的重要手段之一，本研究提出了利用因果卷积（causal convolutions ，Causal Conv）和生成对抗网络（wasserstein generative adversarial network with gradient penalty，WGAN-GP）的WGAN-GP-Transformer模型。首先，通过WGAN-GP技术，平衡瓦斯浓度异常数据量，保证异常数据的充分训练，然后，利用添加因果卷积技术的Transformer模型来进行瓦斯煤矿风险预估。在验证模型有效性的案例研究中，利用了波兰上西里西亚煤矿的瓦斯浓度检测数据。在3-6分钟后风险预测的误差评估中，所提出模型在预测准确率上相比传统预测模型提升了10.01%，在收敛时间上相比原Transformer模型降低了3.5倍。这些结果表明，我们提出的模型可以作为管理和降低瓦斯开采风险的有力工具。

关键词：深度学习变体生成对抗网络预测准确率收敛速度

转子-轴承系统混沌运动的神经网络反馈控制方法

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振动与冲击 2012年第11期31卷 145-148页

作者：张顺浩郑铁生朝鲜理科大学数学及力学系复旦大学力学与工程科学系上海200433

用神经网络技术对刚性Jeffcott转子-轴承系统进行混沌滞延反馈控制研究。研究结果表明:当转子-轴承系统进入混沌状态后,引入时间滞延反馈控制信号,可以消除转子-轴承系统的混沌振动,使嵌入在混沌吸引子中的不稳定周期轨道回到稳定周期... 详细信息

用神经网络技术对刚性Jeffcott转子-轴承系统进行混沌滞延反馈控制研究。研究结果表明:当转子-轴承系统进入混沌状态后,引入时间滞延反馈控制信号,可以消除转子-轴承系统的混沌振动,使嵌入在混沌吸引子中的不稳定周期轨道回到稳定周期轨道上。采用间接误差计算的BP神经网络学习方法和自适应学习率BP算法结合而形成的改进型BP神经网络方法,可以快速搜寻到次优化的滞延反馈控制强度,从而即时有效地消除转子-轴承系统的混沌振动。一旦混沌振动回归稳态周期振动,则反馈控制信号自动消失。该方法为控制转子-轴承系统的振动状态提供了理论依据,特别是对工程实际转子系统有实用价值。

关键词：混沌控制非线性动力学神经网络吸引子转子-轴承系统动力学

基于PSO-DE混合算法的结构可靠性优化设计

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华南理工大学学报（自然科学版） 2014年第9期42卷 41-45,75页

作者：郑灿赫孟广伟李锋周立明孔英秀吉林大学机械科学与工程学院吉林长春130022 理科大学数学力学系

为提高结构可靠性优化设计的效率,利用粒子群优化(PSO)和差分进化(DE)算法的搜索特性,构造一种PSO-DE混合算法,以克服基本PSO算法的早熟问题.将PSO-DE混合算法与结构可靠性优化理论相结合,建立了结构系统失效概率约束下以结构质量最小... 详细信息

为提高结构可靠性优化设计的效率,利用粒子群优化(PSO)和差分进化(DE)算法的搜索特性,构造一种PSO-DE混合算法,以克服基本PSO算法的早熟问题.将PSO-DE混合算法与结构可靠性优化理论相结合,建立了结构系统失效概率约束下以结构质量最小化为目标的优化模型.算例结果表明:与基本PSO算法相比,文中提出的PSO-DE混合算法提高了收敛速度和计算精度;该算法易于实现,鲁棒性好.

关键词：随机结构可靠性优化粒子群优化算法差分进化算法

可靠性与经济性协调的城市配电网联络线优化规划方法

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2019年第12期52卷 1293-1302页

作者：侯恺林主成贾宏杰雷云凯林哲俊刘晓楠穆云飞天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072 理科大学控制科学学部平壤朝鲜

本文针对城市配电网中交、直流联络线规划问题,提出一种考虑可靠性与经济性协调的规划方法.首先,建立了联络线规划方案的可靠性与经济性协调评估模型,详细介绍了构成优化评估模型的子目标及其具体计算方法;此后,提出一种相邻配电网节点... 详细信息

本文针对城市配电网中交、直流联络线规划问题,提出一种考虑可靠性与经济性协调的规划方法.首先,建立了联络线规划方案的可靠性与经济性协调评估模型,详细介绍了构成优化评估模型的子目标及其具体计算方法;此后,提出一种相邻配电网节点的等效发电机建模方法,利用地理信息系统(geographic information system,GIS),获取用于可靠性计算的参数,有效解决了如何在投入联络线之后评估配电网可靠性指标的问题.进一步,采用可靠性指标的快速计算方法以及薄弱环节定位方法进行了较为准确的配电网可靠性评估并确定最大供电可靠性联络线规划方案.最后,提出一种最优规划方案联络线长度上限估计方法大大缩小了最优联络线规划方案的搜索范围,并采用帕累托最优(Pareto optimality)理论,确定了最终需要综合考虑可靠性和经济性的候选规划方案,在此基础上进行最终的总成本分析,从而确定了最优联络线规划方案.本文以"手拉手"城市配电网为例,分别对交、直流联络线进行了最优规划和对比分析,在此基础上,进行了停电损失和直流换流站价格对总成本的灵敏度分析.算例结果表明所提方法有效提高了计算效率,具有实用性和可行性.本研究在配电网联络线规划人员进行规划时一定程度上能够提供科学合理的决策依据.

关键词：配电网联络线规划交、直流联络线可靠性经济性帕累托最优最优规划方案

多尺度小波池化协方差网络:对噪声鲁棒的病理学图像分类算法

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计算机辅助设计与图形学学报 2023年第4期35卷 538-552页

作者：张学顶张术昌王红霞王亚东国防科技大学理学院数学系长沙410073 南方医科大学南方医院白云分院检验病理科广州510080

将基于深度学习的图像分类方法用于辅助病理学诊断优势突出,但获取病理学切片过程中产生的噪声会影响网络的泛化性能,进而降低分类算法的准确率.针对该问题,提出了一种鲁棒的病理学图像分类算法——多尺度小波池化协方差(multi-scale wa... 详细信息

将基于深度学习的图像分类方法用于辅助病理学诊断优势突出,但获取病理学切片过程中产生的噪声会影响网络的泛化性能,进而降低分类算法的准确率.针对该问题,提出了一种鲁棒的病理学图像分类算法——多尺度小波池化协方差(multi-scale wavelet pooling covariance,MWPC)网络.MWPC网络主要由小波池化层、复合卷积层、多尺度特征融合和协方差特征提取层4个核心模块构成,其中小波池化层在抑制噪声影响的同时,保护了有效特征不受损失.多尺度特征融合将浅层特征与深层特征结合,使深层特征能够保留更多图像细节.协方差特征提取层可以获取图像的高阶统计特征,提高网络的泛化性能.在病理图像数据集上的测试结果表明,MWPC网络针对组织病理学图像分块级别的五分类任务,在无噪声条件下准确率可以达到90.90%,比ResNet提高1.68%,比Inception-v3分类网络提高0.43%;在模拟椒盐噪声、高斯噪声和柯西噪声等条件下,其噪声鲁棒性能提升明显,且能够降低平均噪声误差.多种网络模块的消融实验结果表明,MWPC网络能够提高网络分类性能和噪声鲁棒性.

关键词：病理学图像噪声鲁棒小波池化多尺度特征融合协方差特征

关于q差分的Tropical值分布的一些结果

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南昌大学学报（理科版） 2023年第5期47卷 409-415页

作者：薛培智曹廷彬南昌大学数学系江西南昌330031

Clunie引理和Mohon’ko引理是经典的亚纯函数值分布理论的重要定理,并且有着广泛的应用。近年来tropical值分布理论得到初步的建立和发展,其中tropical差分多项式的Clunie引理和Mohon’ko引理得到了相应的证明。文章的主要目的是通过tro... 详细信息

Clunie引理和Mohon’ko引理是经典的亚纯函数值分布理论的重要定理,并且有着广泛的应用。近年来tropical值分布理论得到初步的建立和发展,其中tropical差分多项式的Clunie引理和Mohon’ko引理得到了相应的证明。文章的主要目的是通过tropical q差分的对数导数引理证明了tropical q差分多项式的Clunie引理和Mohon’ko引理。同时文章还给出了tropical q差分的Hayman定理。

关键词： tropical亚纯函数 Clunie引理 Mohon’ko引理 Hayman定理