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基于足底压力和卷积长短期记忆神经网络的前交叉韧带断裂智能辅助诊断
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作者 李玳 王天牧 +5 位作者 张思 秦跃 谢福贵 刘辛军 聂振国 黄红拾 《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期109-117,共9页
提出一种基于卷积长短期记忆神经网络的深度学习模型PressureConvLSTM,用来提取行走过程中足底压力的空间特征和时序特征,并进行步态分类。通过对前交叉韧带断裂患者的足底压力数据分析,实现智能辅助诊断。结合临床数据的实验结果表明,P... 提出一种基于卷积长短期记忆神经网络的深度学习模型PressureConvLSTM,用来提取行走过程中足底压力的空间特征和时序特征,并进行步态分类。通过对前交叉韧带断裂患者的足底压力数据分析,实现智能辅助诊断。结合临床数据的实验结果表明,PressureConvLSTM模型对前交叉韧带断裂的辅助诊断,能够达到95%的预测准确度;与卷积神经网络等其他模型相比,准确度得到大幅度提升。 展开更多
关键词 智能诊断 前交叉韧带断裂 足底压力 深度学习 卷积长短期记忆神经网络
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卷积-长短期记忆神经网络超宽带定位方法
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作者 李大占 宁一鹏 +2 位作者 赵文硕 孙英君 王川阳 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期97-105,共9页
针对室内视距环境下超宽带(UWB)观测值中的测距误差影响定位精度的问题,提出一种基于卷积神经网络与长短期记忆网络(CNN-LSTM)相结合的UWB测距误差改正模型:将基站与标签之间的测距值和Chan算法解算的标签初始坐标作为卷积神经网络(CNN... 针对室内视距环境下超宽带(UWB)观测值中的测距误差影响定位精度的问题,提出一种基于卷积神经网络与长短期记忆网络(CNN-LSTM)相结合的UWB测距误差改正模型:将基站与标签之间的测距值和Chan算法解算的标签初始坐标作为卷积神经网络(CNN)的输入,借助CNN良好的数据特征提取能力,充分挖掘UWB测距值的特征;然后利用长短期记忆网络(LSTM)进行进一步的特征学习,并进行训练和预测UWB测距值,以减少测距误差对UWB测距值精度的影响;最后,利用高斯-牛顿迭代算法求解出最终的UWB定位结果,同时,建立多项式和指数函数UWB测距误差改正模型,并与本文方法进行对比分析。实验结果表明,在静态和动态实验下,基于CNN-LSTM网络模型结果的精度均优于其他2种模型,证明该算法可有效降低测距误差,提高UWB的定位精度。 展开更多
关键词 超宽带(UWB) 定位 卷积神经网络长短期记忆网络(CNN-LSTM) 多项式函数 指数函数
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基于卷积神经网络与长短期记忆神经网络的弹丸轨迹预测 被引量:2
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作者 郑志伟 管雪元 +2 位作者 傅健 马训穷 尹上 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2975-2983,共9页
针对弹丸非线性轨迹预测问题,提出一种基于卷积神经网络(CNN)与长短期记忆(LSTM)神经网络的混合轨迹预测模型。通过建立6自由度弹丸运动模型,并使用4阶龙格库塔法外弹道仿真,得到大量轨迹数据样本;提出CNN-LSTM神经网络的混合轨迹预测模... 针对弹丸非线性轨迹预测问题,提出一种基于卷积神经网络(CNN)与长短期记忆(LSTM)神经网络的混合轨迹预测模型。通过建立6自由度弹丸运动模型,并使用4阶龙格库塔法外弹道仿真,得到大量轨迹数据样本;提出CNN-LSTM神经网络的混合轨迹预测模型,并利用滑动窗口法和差分法构造输入输出的轨迹数据对,将预测问题转化为有监督的学习问题;将所提模型与LSTM神经网络模型、门控循环单元(GRU)神经网络模型和反向传播(BP)神经网络模型在同一数据集下进行仿真实验。研究结果表明,CNN-LSTM神经网络模型预测3 s后的平均累积预测误差在x轴方向约为14.83 m,y轴方向约为20.77 m,z轴方向约为0.75 m,且轨迹预测精度优于单一模型,为弹丸轨迹预测研究提供了一定的参考。 展开更多
关键词 弹道模型 深度学习 监督学习 卷积神经网络长短期记忆神经网络模型 轨迹预测
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基于联合注意力机制和一维卷积神经网络-双向长短期记忆网络模型的流量异常检测方法 被引量:1
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作者 尹梓诺 马海龙 胡涛 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期3719-3728,共10页
针对流量数据集中类别不平衡限制了分类模型对少数类攻击流量的检测性能这一问题,该文提出一种基于联合注意力机制和1维卷积神经网络-双向长短期记忆网络(1DCNN-BiLSTM)模型的流量异常检测方法。首先在数据预处理过程中利用BorderlineSM... 针对流量数据集中类别不平衡限制了分类模型对少数类攻击流量的检测性能这一问题,该文提出一种基于联合注意力机制和1维卷积神经网络-双向长短期记忆网络(1DCNN-BiLSTM)模型的流量异常检测方法。首先在数据预处理过程中利用BorderlineSMOTE方法对流量数据不平衡训练样本预处理,使得各类流量数据均衡,有助于后续模型对各类数据的充分训练。然后设计联合注意力机制和1DCNN-BiLSTM的模型对流量数据进行训练,提取流量数据的局部和长距离序列特征并进行分类,通过注意力机制将对分类有用的特征按其重要性赋予权值,提高对少数攻击类的检出率。实验结果表明,同几种现有方法相比,该文方法对NSL-KDD和CICIDS2017数据集的检测准确率最高(可达93.17%和98.65%),对NSL-KDD数据集中的提权攻击(U2R)攻击流量的检出率至少提升13.70%,证明了该文方法提升少数类攻击流量检出率的有效性。 展开更多
关键词 流量异常检测 类别不平衡 一维卷积神经网络-双向长短期记忆网络 注意力机制
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基于CNN-LSTM混合神经网络的高速铁路地震响应预测
5
作者 张学兵 谢啸楠 +1 位作者 王礼 吴晗 《湘潭大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第1期1-13,共13页
为了更好地挖掘高速铁路在地震时的响应信息,提高光纤光栅监测的效率及预测精度,该文针对地震响应数据的时序性及非线性的特点,提出卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)网络的混合神经网络模型预测方法.通过在高速铁路简支梁桥上布设... 为了更好地挖掘高速铁路在地震时的响应信息,提高光纤光栅监测的效率及预测精度,该文针对地震响应数据的时序性及非线性的特点,提出卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)网络的混合神经网络模型预测方法.通过在高速铁路简支梁桥上布设准分布式光纤光栅采集地震时轨道板、钢轨、底座板、箱梁的响应数据,在每根光纤上布置7个光栅,利用两边光栅的响应数据预测中间点的光栅响应,将采集位置、历史数据及地震波形等信息作为特征图输入.利用CNN提取特征,再将提前提取出来的特征数据以时序方式作为LSTM网络的输入数据,最后LSTM网络进行地震应变响应预测.实验结果表明,LSTM网络在3层时效果最好,CNN-LSTM方法具有较高的预测精度,根均平方误差(R_(RMSE))、平均绝对误差(R_(MAE))、决定系数(R^(2))分别达到了0.3753、0.2968、0.9371. 展开更多
关键词 准分布式光纤光栅 振动台试验 地震响应 卷积神经网络-长短期记忆网络混合模型
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基于ConvLSTM神经网络的有杆抽油系统故障诊断研究 被引量:1
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作者 李昊 牛海莎 +1 位作者 张勇 于政先 《北京信息科技大学学报(自然科学版)》 2023年第4期53-60,共8页
针对复杂抽油环境中的有杆抽油系统(rod pumping system,RPS)故障问题,提出一种基于深度学习算法的故障诊断方法。通过边缘计算设备,采集中国西北部油田12种油井工况的11961个抽油杆悬点载荷数据,构建油井使用年限范围内的常见工况数据... 针对复杂抽油环境中的有杆抽油系统(rod pumping system,RPS)故障问题,提出一种基于深度学习算法的故障诊断方法。通过边缘计算设备,采集中国西北部油田12种油井工况的11961个抽油杆悬点载荷数据,构建油井使用年限范围内的常见工况数据集。利用卷积长短期记忆神经网络(convolutional long short-term memory neural networks,ConvLSTM)模型,建立抽油杆载荷数据与工作状态之间的特征关联,将算法模型部署在边缘计算装置中,从而实现RPS故障的边缘诊断。为了验证该方法的有效性,采集了5126例生产数据进行测试。结果表明,该故障诊断方法具有更高的准确率及更好的泛化能力,可对RPS进行接近实时的故障诊断。 展开更多
关键词 故障诊断 卷积长短期记忆神经网络 时间序列 有杆抽油系统 边缘计算
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基于相关性分析与CNN-BiLSTM神经网络的PSZ陶瓷磨削表面粗糙度智能预测
7
作者 郭力 郑良瑞 冯浪 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期401-409,共9页
部分稳定氧化锆(Partially stabilized zirconia,PSZ)陶瓷因其优越的性能在航空航天工业等领域有广泛的应用。表面粗糙度是评价PSZ陶瓷磨削加工水平的关键指标,为了降低磨削表面粗糙度的预测误差,提出了一种基于相关性分析与卷积-双向... 部分稳定氧化锆(Partially stabilized zirconia,PSZ)陶瓷因其优越的性能在航空航天工业等领域有广泛的应用。表面粗糙度是评价PSZ陶瓷磨削加工水平的关键指标,为了降低磨削表面粗糙度的预测误差,提出了一种基于相关性分析与卷积-双向长短期记忆神经网络(Convolution-bidirectional long short term memory neural network,CNN-BiLSTM)的PSZ陶瓷磨削表面粗糙度声发射预测模型。通过分析磨削声发射信号特征值与磨削表面粗糙度值之间相关性,筛选出磨削声发射信号与磨削表面粗糙度之间的最相关频段和特征矩阵,作为CNN-BiLSTM神经网络的输入参数以降低磨削表面粗糙度声发射预测的误差。研究结果表明,基于相关性分析与CNN-BiLSTM神经网络的PSZ陶瓷磨削表面粗糙度的平均预测误差低于3.92%。 展开更多
关键词 部分稳定氧化锆 磨削声发射 相关性分析 卷积-双向长短期记忆神经网络 表面粗糙度预测
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基于CNN-LSTM混合神经网络模型的短期负荷预测方法 被引量:294
8
作者 陆继翔 张琪培 +3 位作者 杨志宏 涂孟夫 陆进军 彭晖 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期131-137,共7页
为了更好地挖掘海量数据中蕴含的有效信息,提高短期负荷预测精度,针对负荷数据时序性和非线性的特点,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)网络的混合模型短期负荷预测方法,将海量的历史负荷数据、气象数据、日期信息以... 为了更好地挖掘海量数据中蕴含的有效信息,提高短期负荷预测精度,针对负荷数据时序性和非线性的特点,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)网络的混合模型短期负荷预测方法,将海量的历史负荷数据、气象数据、日期信息以及峰谷电价数据按时间滑动窗口构造连续特征图作为输入,先采用CNN提取特征向量,将特征向量以时序序列方式构造并作为LSTM网络输入数据,再采用LSTM网络进行短期负荷预测。使用所提方法对江苏省某地区电力负荷数据进行预测实验,实验结果表明,文中所提出的预测方法比传统负荷预测方法、随机森林模型负荷预测模型方法和标准LSTM网络负荷预测方法具有更高的预测精度。 展开更多
关键词 短期负荷预测 卷积神经网络 长短期记忆网络 卷积神经网络长短期记忆网络混合模型
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基于神经网络和迁移学习的视频人体行为识别 被引量:4
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作者 吴松平 王天一 《智能计算机与应用》 2021年第12期153-157,共5页
为了解决视频人体行为识别中网络难以训练、直接将卷积神经网络全连接层的输出送入循环神经网络而导致空间信息缺失,进而引起视频人体行为识别精度不高、难以训练等问题。本文提出基于神经网络和迁移学习的视频人体行为识别方法,该方法... 为了解决视频人体行为识别中网络难以训练、直接将卷积神经网络全连接层的输出送入循环神经网络而导致空间信息缺失,进而引起视频人体行为识别精度不高、难以训练等问题。本文提出基于神经网络和迁移学习的视频人体行为识别方法,该方法以resnet50为基础网络,将在imagenet数据集上训练好的权重参数用于初始化所有的卷积层,使用卷积长短期记忆神经网络对resnet50的输出做处理,得到具有空间信息的视频描述信息,使用注意力机制对视频信息进行处理得到视频关键信息,最后利用长短期记忆网络对视频关键信息做时间序列建模。该方法在人体行为通用数据集ucf101上到达94.77%。经实验证明,该方法可以实现端到端的视频人体行为识别,识别精度可以和现有的方法媲美,并有训练时长短,网络结构简单等特点。 展开更多
关键词 人体行为识别 卷积长短期记忆神经网络 注意力机制 ucf101
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基于CNN_BiLSTM的长短期电力负荷预测方法 被引量:13
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作者 王欢 李鹏 +1 位作者 曹敏 孙煜皓 《计算机仿真》 北大核心 2022年第3期96-103,共8页
当前电力系统负荷预测中负荷数据受到多种因素影响且多步长预测时精度不高,因此电力负荷预测呈现出非线性、多因素、非平稳态等问题。提出一种基于CNN_BiLSTM混合深度学习网络的长短期电力负荷在线预测方法。首先根据卷积神经网络和双... 当前电力系统负荷预测中负荷数据受到多种因素影响且多步长预测时精度不高,因此电力负荷预测呈现出非线性、多因素、非平稳态等问题。提出一种基于CNN_BiLSTM混合深度学习网络的长短期电力负荷在线预测方法。首先根据卷积神经网络和双向长短期记忆网络的特点,建立了CNN_BiLSTM负荷预测模型,并将历史负荷与影响因素耦合形成一个新的时间序列作为网络输入;其次,由于机器学习模型依赖于样本的完备性,影响因素的存在会使原有模型与现有数据失配,建立了在线模型;最后,在实际电力负荷预测中,单步长预测并不能满足工业现场的需要,建立了在线多步长预测模型。通过算例分析,并与SVR等方法进行对比,实验结果表明,所提方法能有效地应用于实际的电力系统负荷预测。 展开更多
关键词 深度学习 负荷预测 卷积神经网络-双向长短期记忆网络模型 在线预测 多步长预测
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基于CNN-LSTM网络模型的风电功率短期预测研究 被引量:13
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作者 李艳 彭春华 +1 位作者 傅裕 孙惠娟 《华东交通大学学报》 2020年第4期109-115,共7页
风电功率预测对电力系统的稳定运行与经济调度至关重要。为充分挖掘历史数据中的有效信息以提高风电功率短期预测精度,提出一种基于卷积神经网络(convolution neural network,CNN)和长短期记忆(long short-term memory network,LSTM)网... 风电功率预测对电力系统的稳定运行与经济调度至关重要。为充分挖掘历史数据中的有效信息以提高风电功率短期预测精度,提出一种基于卷积神经网络(convolution neural network,CNN)和长短期记忆(long short-term memory network,LSTM)网络模型的风电功率短期预测方法,利用CNN序列特征提取能力进行有效信息的提取,保留更长的有效记忆信息以解决梯度弥散问题,弥补了LSTM网络模型面对过长序列时出现不稳定与梯度消失现象的不足。用国内某风电场数据进行实验,预测结果表明文中提出的方法与反向传播神经网络和LSTM网络预测方法相比,具有更高的预测精度。 展开更多
关键词 风电功率预测 卷积神经网络 长短期记忆网络 卷积神经网络-长短期记忆网络模型
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基于拉曼光谱结合CNN-LSTM深度学习方法的铁皮石斛总黄酮含量快速检测研究
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作者 刘宗溢 张彩虹 +4 位作者 蒋健康 沈斌国 丁艳菲 张雷蕾 朱诚 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1018-1024,共7页
铁皮石斛具有很高的商业价值和营养价值,将云南文山、广西金秀、安徽霍山、浙江台州四个产地共130个样品作为研究样本,在785 nm激光下利用便携式拉曼光谱仪获得了铁皮石斛拉曼光谱,采用NaNO_(2)-Al(NO_(3))_(3)-NaOH比色法测定铁皮石斛... 铁皮石斛具有很高的商业价值和营养价值,将云南文山、广西金秀、安徽霍山、浙江台州四个产地共130个样品作为研究样本,在785 nm激光下利用便携式拉曼光谱仪获得了铁皮石斛拉曼光谱,采用NaNO_(2)-Al(NO_(3))_(3)-NaOH比色法测定铁皮石斛总黄酮含量。以每条经过归一化后的拉曼光谱数据作为输入,利用Savitzky-Golay卷积平滑(SG平滑)、标准正态变量变换(SNV)、多元散射校正(MSC)等不同预处理方法对光谱数据进行处理,以偏最小二乘(PLS)、支持向量机(SVM)和卷积神经网络-长短期记忆神经网络(CNN-LSTM)模型作为比较,竞争自适应重加权采样(CARS)作为波长选择方法,对不同的机器学习模型进行比较研究。采用以下预测质量指标:校正集、测试集相关系数(R_(c)、R_(p)),校正集、测试集均方根误差(RMSEC、RMSEP),评价铁皮石斛总黄酮含量预测模型的性能。结果表明:光谱在经过SNV预处理之后,CNN-LSTM方法预测铁皮石斛总黄酮含量准确率最高,R_(c)、R_(p)分别为0.983和0.964,RMSEC、RMSEP分别为0.032和0.047 mg·g^(-1)。结合拉曼光谱建立的SNV-CNN-LSTM深度学习模型准确可靠,具有很强的鲁棒性,优于传统的机器学习模型(PLS、SVM)。利用拉曼光谱结合CNN-LSTM模型对铁皮石斛总黄酮含量进行预测,克服了传统的理化鉴别法的缺陷,具有快速无损的特点。该方法能对铁皮石斛的品质进行区分,并加快药食同源植物市场铁皮石斛产业化,构建自主品牌并增加其影响力,同时此项技术也可应用于消费者和市场监管部门。 展开更多
关键词 铁皮石斛 拉曼光谱 卷积神经网络-长短期记忆神经网络 总黄酮含量 快速检测
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时序数据驱动的化工过程风险动态预警研究
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作者 陈樑 朱君烨 +3 位作者 金龙 雷坚 郭冰 曾家其 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期3491-3501,共11页
对化工过程进行在线监测与动态风险预警是降低事故发生的有效途径。提出了一种基于深度学习时序预测与模糊数学定量风险评估相结合的预警方法。针对化工过程数据的动态性、时序性、非线性强,且预测周期短等问题,将卷积神经网络(Convolut... 对化工过程进行在线监测与动态风险预警是降低事故发生的有效途径。提出了一种基于深度学习时序预测与模糊数学定量风险评估相结合的预警方法。针对化工过程数据的动态性、时序性、非线性强,且预测周期短等问题,将卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)与长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)模型结合形成深度学习时序预测模型,实现过程参数108 min的超前预测。将该方法应用于合成氨过程,对温度、压力、流量、氢氮比等6个风险参数进行预测。结果表明,该预测方法具有较高的预测精度,其线性回归相关系数及均方根误差表明所提出的方法具有非常高的精度。同时利用三角模糊数对时序预测结果进行风险评估,得到时序风险变化曲线,实现了化工过程风险预警。研究对使用人工智能和大数据实现过程控制和风险预警进行了有益探索,为实现化工过程的超前预警提供参考。 展开更多
关键词 安全工程 卷积神经网络-长短期记忆网络(CNN-LSTM) 三角模糊数 参数预测 事故预警
原文传递
基于GTO-CNN-BiLSTM模型的公交车到站时间预测
14
作者 陆彧 武钧 郭亮 《内蒙古公路与运输》 2023年第6期50-57,共8页
提升公交车到站时间预测精度可以提高乘客出行效率和公交服务质量、节省公交运营成本。通过分析公交车运行的影响因素、周期与相关性,文章建立了基于人工大猩猩部队算法的卷积双向长短期记忆神经网络(GTO-CNN-BiLSTM),通过人工大猩猩部... 提升公交车到站时间预测精度可以提高乘客出行效率和公交服务质量、节省公交运营成本。通过分析公交车运行的影响因素、周期与相关性,文章建立了基于人工大猩猩部队算法的卷积双向长短期记忆神经网络(GTO-CNN-BiLSTM),通过人工大猩猩部队算法进行超参数寻优,获得更好的预测效果,采用呼和浩特62路公交到站时间数据进行预测,验证模型预测精度。研究表明:不论是在工作日还是非工作日,早晚高峰还是平峰,GTO-CNN-BiLSTM都能有最优预测效果,相较于卷积双向长短期记忆神经网络(CNN-BiLSTM)、双向长短期记忆神经网络(BiLSTM)和长短期记忆神经网络(LSTM),GTO-CNN-BiLSTM预测结果的平均绝对误差至少减少7.57%,均方根误差至少减少3.84%,平均绝对百分比误差至少减少7.86%。 展开更多
关键词 公交车到站时间预测 人工大猩猩部队算法 卷积双向长短期记忆神经网络 公共交通
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基于深度学习的继电保护故障诊断方法研究
15
作者 陈磊 《信息与电脑》 2023年第24期28-30,共3页
文章基于深度学习技术探讨一种新的继电保护故障诊断方法,分析深度学习在继电保护故障诊断中存在的问题,提出基于卷积神经网络-长短期记忆网络(Convolutional Neural Network-Long Short Term Memory,CNN-LSTM)模型的故障诊断方法,详细... 文章基于深度学习技术探讨一种新的继电保护故障诊断方法,分析深度学习在继电保护故障诊断中存在的问题,提出基于卷积神经网络-长短期记忆网络(Convolutional Neural Network-Long Short Term Memory,CNN-LSTM)模型的故障诊断方法,详细介绍该模型的结构和算法实现过程。通过收集和处理实验数据,对所提出的方法进行验证,并与传统方法进行对比。结果表明,所提出的方法具有更好的故障诊断性能。最后对实验结果进行分析和讨论,进一步说明该方法的可行性和优越性。该研究为继电保护故障诊断提供了一种新的思路和方法,具有一定的理论和实际应用价值。 展开更多
关键词 深度学习 继电保护诊断 卷积神经网络-长短期记忆网络(CNN-LSTM)模型
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基于时间序列和CNN-LSTM的滑坡位移动态预测 被引量:10
16
作者 王朝阳 李丽敏 +2 位作者 温宗周 张明岳 魏雄伟 《国外电子测量技术》 北大核心 2022年第3期1-8,共8页
针对滑坡演化的动态特性以及静态预测模型的不足,提出一种基于时间序列与卷积长短期记忆神经网络(CNN-LSTM)的滑坡位移动态预测模型。首先,在利用曼-肯德尔(Mann-Kendall)趋势检验法检验滑坡位移的趋势特征的基础上,采用二次移动平均法... 针对滑坡演化的动态特性以及静态预测模型的不足,提出一种基于时间序列与卷积长短期记忆神经网络(CNN-LSTM)的滑坡位移动态预测模型。首先,在利用曼-肯德尔(Mann-Kendall)趋势检验法检验滑坡位移的趋势特征的基础上,采用二次移动平均法将滑坡累积位移分解为趋势项位移和周期项位移,并采用最小二乘多项式函数拟合趋势项位移。然后,采用频谱图检验滑坡位移的周期特征,对周期项位移采用CNN-LSTM混合网络模型进行预测。最后,将两者预测值叠加得到累积位移预测值。该模型在中国三峡库区八字门滑坡得到了验证。实验结果表明,与当前常见的预测模型相比,所提方法的能有效对滑坡位移进行预测,且在周期项位移预测方面相较于经典BP神经网络,LSTM网络以及“门循环”(gated recurrent unit,GRU)网络模型,CNN-LSTM网络模型有更高的预测精度。 展开更多
关键词 滑坡位移预测 时间序列 卷积长短期记忆神经网络 八字门滑坡
原文传递
基于GAN的光伏逆变器数据异常检测技术 被引量:8
17
作者 周嘉琪 毕利 《电力系统保护与控制》 CSCD 北大核心 2022年第1期133-140,共8页
随着实际环境中实时传感器数据的增加,定位异常情况变得越来越困难。同时,在基于图像的异常检测领域,生成对抗网络因其能够对复杂的高维图像分布进行建模而得到发展。为了能够精准快速地定位光伏发电系统中光伏逆变器的异常,提出了一种... 随着实际环境中实时传感器数据的增加,定位异常情况变得越来越困难。同时,在基于图像的异常检测领域,生成对抗网络因其能够对复杂的高维图像分布进行建模而得到发展。为了能够精准快速地定位光伏发电系统中光伏逆变器的异常,提出了一种新的基于GAN的异常检测和定位框架。并将多变量时间序列利用角场转换为一系列二维图像,以此利用编码器和解码器的结构。特别是在一系列图像中采用卷积长短期记忆网络的编码器,保证了对每个时间序列数据的时间信息以及各变量之间的相关信息进行提取。最后通过执行异常评分函数来检测和定位异常,并通过相关实验证明了此方法在实际光伏逆变器数据异常检测任务中的有效性。 展开更多
关键词 异常检测 光伏逆变器 生成对抗网络 卷积长短期记忆神经网络
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基于组序列多分支CNN-LSTM的风机轴承和齿轮箱故障诊断研究 被引量:2
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作者 许启发 程启亮 +1 位作者 蒋翠侠 汪湘湘 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第8期1050-1060,共11页
现实工业环境中,单点数据的采集时间通常为几秒甚至更短,现有基于单点数据的风机轴承和齿轮箱故障智能诊断算法难以取得满意结果,为此,提出了一种具有注意力机制的组序列多分支卷积神经网络长短期记忆网络(CNN-LSTM)模型,即GSMBCLAM模... 现实工业环境中,单点数据的采集时间通常为几秒甚至更短,现有基于单点数据的风机轴承和齿轮箱故障智能诊断算法难以取得满意结果,为此,提出了一种具有注意力机制的组序列多分支卷积神经网络长短期记忆网络(CNN-LSTM)模型,即GSMBCLAM模型。首先,将具有相同采样间隔的连续多点数据合并成组序列样本,并将组序列波形和频谱同时输入2个不同的一维卷积神经网络(1D-CNN)中,进行了自适应特征提取;其次,采用注意力机制,将提取出来的特征与人工提取的特征进行了特征加权,并将加权后的特征进行了融合,然后将其输入到LSTM中;再次,考虑到故障分类中,不同类别误分类代价不同的问题,采用焦点损失函数代替了传统的交叉熵损失函数;最后,基于SoftMax分类器输出了诊断结果,通过一个包含54000个原始波形、频谱和人工提取特征,区分5类不同的轴承和齿轮故障和1类正常的真实数据集进行了对比实验。研究结果表明:GSMBCLAM方法在准确率、精确率、召回率、F1分数上分别达到了98.40%、98.46%、98.63%、98.30%;其效果优于只基于单点数据或单分支的模型,各项指标对比于其他深度学习竞争模型具有明显优势;焦点损失函数的引入解决了故障诊断中误分类代价不同的问题。 展开更多
关键词 齿轮箱故障诊断 轴承故障诊断 组序列 多分支 卷积神经网络长短期记忆网络 焦点损失函数
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基于轨迹规划与CNN-LSTM预测的履带式混合动力无人平台能量管理优化 被引量:1
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作者 谭颖琦 许景懿 +2 位作者 熊光明 李子睿 陈慧岩 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期2738-2748,共11页
混合动力能量管理策略是混合动力系统的关键技术之一,对整车效率和燃油经济性等综合性能起到决定性作用。对于履带式混合动力无人车辆,其复杂的行驶工况对能量管理策略提出更高要求。在传统工况预测方法的基础上,提出一种基于无人驾驶... 混合动力能量管理策略是混合动力系统的关键技术之一,对整车效率和燃油经济性等综合性能起到决定性作用。对于履带式混合动力无人车辆,其复杂的行驶工况对能量管理策略提出更高要求。在传统工况预测方法的基础上,提出一种基于无人驾驶轨迹规划的卷积神经网络与长短期记忆网络的预测模型。针对系统状态变量与控制变量搜索范围广、计算量大的问题,优化动态规划算法以获得最优控制序列;设计模型预测控制方法实现能量管理优化控制;通过实车试验进行验证。研究结果表明,采用卷积神经网络与长短期记忆网络的预测模型比基于规划速度的直接预测模型的精度提高了3%;基于该模型预测控制的能量管理实时优化策略,比基于传统多步神经网络策略的等效燃油消耗量减少了3.9%,改善了整车燃油经济性。 展开更多
关键词 履带式无人车辆 混合动力 能量管理策略 卷积神经网络长短期记忆
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面向驾驶员的个性化健康导航 被引量:2
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作者 牟伦田 周朝 +4 位作者 赵艺远 赵鹏飞 Bahareh Nakisa Ramesh Jain 尹宝才 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期508-519,共12页
为了减少因驾驶员的生理和心理健康状况变化引发的交通事故,实现对驾驶员健康状态的自动监测和实时优化,提出以控制论的基本理论为基础的驾驶员健康状态闭环反馈系统框架.首先基于驾驶员日志建立个性化健康模型;然后结合各种传感器实时... 为了减少因驾驶员的生理和心理健康状况变化引发的交通事故,实现对驾驶员健康状态的自动监测和实时优化,提出以控制论的基本理论为基础的驾驶员健康状态闭环反馈系统框架.首先基于驾驶员日志建立个性化健康模型;然后结合各种传感器实时采集的驾驶员、车辆和道路环境等多模态数据,对驾驶员当前健康状态进行估计;最后针对预设健康目标,为驾驶员提供可执行的行为建议,实现对驾驶员健康状态的导航优化.在最关键的实时监测环节,提出基于注意力的卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)-长短期记忆网络(long short term memory,LSTM)的多模态融合模型,实现对驾驶员压力、情绪和疲劳3个方面的健康状态估计.在私有数据集和公开数据集上分别开展的实验验证均获得高于90%的检测准确率.实验结果表明,提出的模型和方法可以实时准确监测驾驶员的压力、情绪和疲劳状态,为实现驾驶员的个性化健康导航系统提供有力支撑. 展开更多
关键词 个性化健康导航 多模态融合 注意力 卷积神经网络 长短期记忆网络 卷积神经网络-长短期记忆网络(CNN-LSTM)
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