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为提高年降水量预测精度，提出一种基于小波包变换（WPT）和孔雀优化算法（POA）、沙猫优化（SCSO）算法、猎豹优化（CO）算法优化的高斯过程回归（GPR）预测模型，并将其应用于文山州年降水量预测研究。首先，利用WPT将实例1956-2021年降水量时间序列分解为1个周期项分量和3个波动项分量；其次，简要介绍POA、SCSO、CO算法原理，利用POA、SCSO、CO分别优化GPR超参数，建立WPT-POA-GPR、WPT-SCSOGPR、WPT-CO-GPR模型；最后，利用所建立的3种模型对年降水量周期项分量和波动项分量进行预测，将4个分量的预测结果加和重构后得到最终预测结果，并构建基于支持向量机（SVM）的WPT-POA-SVM、WPT-SCSOSVM、WPT-CO-SVM模型、基于RBF神经网络的WPT-POA-RBF、WPT-SCSO-RBF、WPT-CO-RBF模型和未经优化的WPT-GPR模型作对比分析模型。结果表明：(1)WPT-POA-GPR、WPT-SCSO-GPR、WPT-CO-GPR模型对年降水量预测的平均绝对百分比误差MAPE分别为0.52%、0.46%、0.48... 相似文献
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棉花市场价格指数波动是一个非常复杂的非线性系统,具有随机波动特性,容易受到气象、金融、政策和国际环境影响。在现有研究棉花价格的数据集特征的基础上如政策、国际环境、进出口、产量等,增加气候因素对棉花价格影响的数据特征如降水、日照、湿度等,并对数据进行收集、整理及预处理。基于棉花价格的波动特性,采用双向长短期记忆网络BiLSTM(bidirectional long short-term memory, BiLSTM)模型对棉花价格进行预测,使用长短期记忆网络LSTM(Long Short Term Memory Network, LSTM)和LightGbm模型进行对比试验。由于随机梯度下降(SGD)优化器在训练的过程中产生频繁波动,较多情况下得到的是局部最优值。采用SWA(Stochastic Weight Averaging)优化算法取SGD轨迹的多点简单平均值对SGD进行优化,避免SGD在梯度下降过程中的频繁波动问题,使其模型能将Loss和损失值收敛至全局最优,进一步提高训练的稳定性。试验结果表明:BILSTM模型能够很好地对测试集价格曲线进行拟合,误差值最小,价格预测精度较高;采用SWA算法优化的LSTM和BILSTM网络结构收敛至全局最优,平均绝对误差(MAE)分别提高18%和43%。该模型能够更精确地表现棉花市场价格波动规律,帮助棉花市场从业者和投资者优化经营策略。 相似文献
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基于在水资源不充足的情况下，对都江堰灌区六大渠干水资源的合理分配，使农业效益达到最大。首先建立灌区优化配水模型，并将粒子群优化算法（PSO）及其改进的算法应用于该模型。分别对标准PSO、两种改进PSO（MPSO）算法与遗传算法进行仿真对比，结果显示采用PSO算法及其MPSO在农业经济效益上可获得更好的寻优效果，提高了水资源的利用率。 相似文献
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精细化水资源优化配置是水资源可持续利用的重要手段，精准描述水资源系统高度的空间复杂性和用水供水要素时变特征是建立精细化水资源优化配置模型亟待解决的重难点，目前仍没有得到很好解决。针对此难点，建立时空双向尺度上的流域精细化水资源优化配置模型，兼顾考虑水库的蓄水要求、蒸发渗漏损失、用水节点和供水节点间的退水关系因素对模型精度和适用性的影响。将流域内供水单元、用水单元进行分类，并针对不同类型单元建立约束条件，以缺水量最小为优化准则，建立流域精细化水资源优化配置模型，并采用线性规划进行求解。在南盘江流域的实际应用结论如下：(1)流域内农村用水、城镇用水满足率均为100%，农业用水满足率为97.7%，工业用水满足率为82.4%，考虑到年末水库蓄水要求以及管道限制，部分农业用水节点和工业用水节点存在缺水现象，总体上实现了时间空间双向尺度上的精细化配置；(2)黑滩河水库总蒸发损失量占到了起始库容的6.6%，白浪灌片农业用水中各月总退水流量在实际用水流量的占比达到了25%，说明水库蒸发渗漏损失、退水流量等因素对水资源优化配置具有不可忽视的影响；(3)本模型精准描述了水资源系统内各节点间的复杂联系，可为... 相似文献
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水资源作为人类生存和社会发展的重要资源,其承载力对区域实力提升与协调发展起到不容小觑的作用。针对水资源承载力评价中难以呈现空间关系和定量评价不准确的问题,以芜湖市为例从水资源-经济-生态三个方面选取出人均水资源量、产水模数、降雨量等16个评价指标,采取DEMATEL确定各元素间的影响关系,针对传统熵权法的缺陷将传统熵权法进行改良并计算其客观权重,利用网络层次分析法确定各指标主观权重,并采用乘法合成法将主客观权重进行组合,最后运用模糊综合评价法计算区域水资源承载力评价值构建了芜湖市水资源承载力评价体系。以芜湖市2006-2016年数据为例进行计算,结果表明：芜湖市水资源承载力评价值0.407 1～0.637 0之间,其最低值2006年（0.407 1）,最高值为2016年（0.637 0）,该地区水资源承载力除2011年、2013年以外均为上升趋势,水资源承载力处于临界状态。该方法更好的考虑了水资源承载力评价指标间相互影响的网络关系特点,改良了传统熵权法的缺陷,将主客观权重进行组合赋权进而更加可靠、准确地对水资源承载力进行评价。研究结果可为该地区水资源开发利用提供一定参考。 相似文献
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随着无线终端数量的快速增长和多媒体图像等高带宽传输业务需求的增加，农业物联网相关领域可预见地会出现无线频谱资源紧缺问题。针对基于传统物联网的作物表型信息采集系统中存在由于节点密集部署导致数据传输过程容易出现频谱竞争、数据拥堵的现象以及固定电池的网络由于能耗不均衡引起监测周期缩减等诸多问题，本研究建立了一个认知无线传感器网络（CRSN）作物表型信息采集模型，并针对模型提出一种引入边缘计算机制的动态频谱和能耗均衡（DSEB）的事件驱动分簇路由算法。算法包括：（1）动态频谱感知分簇，采用层次聚类算法结合频谱感知获取的可用信道、节点间的距离、剩余能量和邻居节点度为相似度对被监控区域内的节点进行聚类分簇并选取簇头，构建分簇拓扑的过程对各分簇大小的均衡性引入奖励和惩罚因子，提升网络各分簇平均频谱利用率；（2）融入边缘计算的事件触发数据路由，根据构建的分簇拓扑结构，将待检测各区域变化异常表型信息触发事件以簇内汇聚和簇间中继交替迭代方式转发至汇聚节点，簇内汇聚包括直传和簇内中继，簇间中继包括主网关节点和次网关节点-主网关节点两种情况；（3）基于频谱变化和通信服务质量（QoS）的自适应重新分簇：基于主用户行为变化引起的可用信道改变，或分簇效果不佳对通信服务质量产生的干扰，触发CRSN进行自适应重新分簇。此外，本研究还提出了一种新的能耗均衡策略去能量消耗中心化（假设sink为中心），即在网关或簇头节点选取计算式中引入与节点到sink的距离成正比的权重系数。算法仿真结果表明，与采用K-medoid分簇和能量感知的事件驱动分簇(ERP)路由方案相比，在CRSN节点数为定值的前提下，基于DSEB的分簇路由算法在网络生存期与能效等方面均具有一定的改进；在主用户节点数为定值时，所提算法比其它两种算法具有更高频谱利用率。 相似文献
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面向养殖水体，传统光谱法对化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）检测模型构建的基础：源域（现有样本库）与目标域（检测地水体）间光谱数据独立同分布。但是当源域与目标域分布间存在差异时，由源域得到的低误差模型常在目标域上表现下滑。针对该问题，提出面向UV Vis光谱的域对抗训练网络（DAUVwpNet），将分布不同的源域和目标域数据映射至相同分布的特征空间中，使其在该空间的分布距离尽可能接近，从而在特征空间中对源域训练的目标函数也可以迁移至目标域上，以降低模型在目标域的误差。试验表明：面向同一批测试数据，DAUVwpNet的预测误差为0.78，要低于传统模型的预测误差（0.85）；DAUVwpNet预测值与实测值间相关系数为0.95，要高于传统模型的相关系数（0.89）。表明了该网络能够较好对齐两域特征空间数据分布，降低因分布差异带来的COD检测误差。 相似文献
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为提高养殖禽舍温度预测算精度，降低数据冗余度和差异性对预测结果的影响，提出一种基于智能优化特征子集选取和模糊聚类改进SVR（Support Vector Regression）的温度预测模型。首先，构建最优特征子集选取模型，通过设计最优特征子集选取指标，以降低特征之间冗余度和数据维度；采用改进的离散灰狼算法对特征子集选取模型进行求解，以实现最优特征子集选取。其次，建立模糊聚类改进SVR预测机制，通过设计多度量核FCM（Fuzzy C-means）算法，以实现数据样本自动分类；提出与数据样本分类相对应的SVR预测算法，并采用灰狼算法对SVR参数进行优化，最大程度降低样本数据差异性对预测精度的影响。最后，融合最优特征子集选取和模糊聚类改进SVR预测机制，以实现养殖禽舍温度高精度预测。仿真结果表明，该算法实现不同季节条件下养殖禽舍温度的高精度预测，相比于其他预测算法，预测精度提高约23.7%~37.8%。所提养殖禽舍温度预测算法具有良好的预测性能，具有一定的推广应用价值。 相似文献
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对水资源的不合理利用而导致的水资源短缺现象愈发频繁，进行水资源优化配置的需求也越来越大。水资源优化配置是指在水资源总量有限的前提下，综合考虑社会效益和经济效益，用科学有效的方法对水资源进行水量的合理分配。首先分析晋中市的水资源状况，综合考虑晋中市水资源优化配置需求，建立了以社会效益和经济效益为目标函数的晋中市水资源优化配置模型。接着提出了一种改进型NSGA-Ⅱ算法（INSGA-Ⅱ），并用INSGA-Ⅱ算法对ZTD1、ZTD2及ZTD3等6个多目标测试函数进行实验，结果表明提出的INSGA-Ⅱ算法能求得有效的帕累托前沿，同时收敛性和分布性均优于所列举的大部分多目标优化算法。最后将INSGA-Ⅱ算法应用于晋中市水资源优化配置模型中并进行实例分析，同时与基于NSGA-Ⅱ算法的方案进行对比。实例分析结果表明，基于INSGA-Ⅱ算法的水资源优化配置方案比基于NSGA-Ⅱ算法的水资源优化配置方案得到的缺水量更小、经济效益更高，证明了基于改进型NSGA-Ⅱ算法的晋中市水资源优化配置方案的可行性。根据决策者对不同目标的偏好不同，给出了3种优化配置方案和3种方案的效益比较，这些配置方案同时考虑了社会效益... 相似文献
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随着经济的快速发展,人类对水的需求量的增加和供水量减少之间的矛盾越来越突出,合理配置有限的水资源显得非常重要。本文运用多目标规划理论建立了区域水资源可持续利用的多目标优化配置模型,该模型以社会、经济、环境的综合效益最大为目标,用粒子群算法求解,得到银川市规划年（2020年）3种不同保证率下的优化配置方案,为银川市水资源管理问题提供了科学依据。结果表明,所建模型合理、可行,算法有效。 相似文献
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基于支持向量级模型良好的泛化能力，构建了区域水资源开发利用程度的支持向量机评价模型。针对评价标准，采用均匀分布随机函数，在三个标准间内插10个样本，形成共30个样本用于支持向量机的训练，实现了对西安市水资源开发利用程度的综合评价。实例研究表明，运用支持向量机分类模型进行区域水资源开发利用问题研究，评价结果合理、可靠，可以为区域水资源开发利用评价提供一种新的方法。 相似文献
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水资源优化配置能够解决区域水资源短缺及不合理利用问题,近年来优化算法成为获得水资源优化配置结果的重要工具。为有效缓解现有优化配置算法中存在的收敛缓慢、局部优化和早熟等问题,介绍了一种新型的元启发式算法：猎豹优化算法（the Cheetah Optimizer,CO）,利用该算法收敛速度快、鲁棒性强、寻优能力强等优点,将其运用至水资源优化配置问题中。以太原市为研究区域,建立了以经济效益、社会效益和生态效益为目标的水资源优化配置模型,采用CO求解该模型,并与遗传算法（Genetic Algorithm,GA）结果进行对比分析。结果表明：CO的污染物排放总量在规划年（2030）控制目标内,区域用水满意度达到0.98,能够满足基本用水和发展用水需求;与现状年（2020）相比,生活用水占比下降22.58%,三次产业用水占比分别上升10.53%、25.81%、12.5%,地表水和地下水供水比例分别降低21.70%、11.14%,回用水和引黄水供水比例分别提高了5.43%、27.40%,符合太原市水资源配置思路,验证了CO的有效性;与GA相比,CO的区域满意度、综合用水价值和配水公平性分别提高了7.... 相似文献
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引江济淮工程横跨长江、淮河两大流域，是缓解当地水资源短缺，提高工程利益等问题，向河南段供水的重大跨流域调水工程。在引江济淮工程供水侧及需水侧未知的情况下，利用菜子湖、巢湖和瓦埠湖的调蓄能力反向优化渠首引江水量，正向优化分水口门的取用水过程，采用模拟模型和正反双向优化模型分层耦合的形式，依据水量平衡原理来构建引江济淮工程中长期水量调度模型。针对来水情况和用水需求两部分构建典型年调度情景集合，基于不同水平年各湖泊来水预报结果，口门需水过程及工程约束条件，采用引入自适应参数修正机制的差分进化算法及逐步优化算法进行求解，以此制定引江济淮工程年水量调度方案。以2030年规划水平年丰水年为例对分层耦合水量调度模型及常规优化调度模型进行对比分析，由于分层耦合水量调度模型优化了湖泊调蓄过程并对湖泊水位进行约束，故该模型在引江水量、受水区缺水量及湖泊利用程度方面效果更优。结果显示，该模型在满足分水口门用水计划的基础上，降低了湖泊弃水量，同时湖泊末水位偏差值较小，逐旬水位变幅多保证在0.1 m内并使湖泊处于高水位运行状态。该模型得到的年水量调度方案能有效的利用当地水资源，提高水资源利用效率，为引江济淮工程... 相似文献
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水资源价值量的实用计算方法 总被引：2，自引：0，他引：2
蒋水心 《中国农村水利水电》2002,(3):42-44
为了找出水资源价值量的实用计算方法，在介绍国内科技界对水资源价值问题达成的共识的基础上，提出了3种水资源价值量的实用算法；产值（社会经济效益）分摊法、影子价格（机会成本）法、水资源价值模糊数学模型法，并详细介绍了它们的具体计算步骤。 相似文献
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农业机械化发展水平的人工神经网络评价模型 总被引：9，自引：3，他引：9
根据农业机械化发展水平的评价标准，提出了生成足够多人工神经网络训练样本、检验样本和测试样本的新方法，给出了区分农业机械化发展水平不同程度的分界值，并提出了确定合理BP神经网络结构的原则。通过上述方法得到的神经网络模型具有更好的泛化能力，且不受网络初始权值的影响。运用训练后的神经网络评价模型对河南省1994年农业机械化发展水平的评价结果表明：与灰色-概率评估模型相比，本文建立的BP评价模型具有更好的客观性、通用性、实用性和容错性。 相似文献
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基于阻尼结构各层形变位移关系,推导了结构振动微分方程。构建了以阻尼比最大化为优化目标,阻尼材料用量为约束,阻尼单元状态为设计变量的拓扑优化数学模型。为寻找结构优化迭代方向,推导了模态阻尼比灵敏度。建立阻尼单元增删准则,利用独立网格滤波技术进行滤波处理,采用双向渐进优化算法对阻尼结构进行了拓扑优化。按常规渐进法优化后,1阶、3阶阻尼比增幅分别为54.51%、36.21%,而按双向渐进优化所得相应阶次的模态阻尼比增幅则分别达76.69%、58.36%,且可有效改善阻尼结构优化后的棋盘格现象。为验证双向渐进优化算法拓扑优化结果,对阻尼结构进行谐响应分析与仿真,结果表明:采用双向渐进法优化时,结构特定阶次响应幅值更低,减振效果更佳。 相似文献
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为缓解水资源供需紧张,指导区域用水管理,以社会、经济、生态综合发展为目标,供水量与需水量双向约束构建区域水资源优化配置模型.结合该模型特点,引入NSGA-Ⅲ算法对模型进行求解,以寻求Pareto前沿面与最优解集.同时,利用TOPSIS决策理论对众多Pareto可行解进行综合评价,选择权衡解作为最佳折衷方案.将该模型应用于南阳市鸭河口灌区进行验证,对灌区来水频率P=75%时下近期水平年与远期水平年进行水资源优化配置,并进行二次水资源供需平衡分析.结果表明,相对于基本方案,折衷方案在近期水平年余水量增长至11 497.60万m3,可节约水资源3 272.38万m3;远期水平年由缺水4 279.28万m3变为余水3 950.30万m3,可节约水资源8 229.58万m3,节水效果明显,符合鸭河口灌区整体规划与用水需求. 相似文献
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基于投影寻踪的宁夏农业水资源利用率评价 总被引：2，自引：0，他引：2
《节水灌溉》2017,(11)
针对农业水资源利用效率评价指标的不相容性和维灾问题,利用遗传投影寻踪模型将高维指标投影到低维子空间,通过寻求最佳投影方向来判断各评价指标的贡献值和方向性,对农业水资源利用效率进行判定。利用该方法探讨2015年宁夏5市农业水资源利用效率的高低,选取与资源利用效率、经济效益和生态效益等相关的18个指标进行综合评价,优化评价标准的最佳投影方向,确定样本投影值,根据投影寻踪等级评价模型对各地区农业水资源利用效率进行分类和评价。结果很好地反映了各指标对综合评价目标的贡献性和方向性以及各评价子单元的利用效率,与实际情况相符。可为区域农业水资源优化配置提供决策参考。 相似文献
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安阳市理论条件下的水资源承载力研究 总被引：2，自引：0，他引：2
在探讨理论条件下水资源承载力概念的基础上，构建了水资源承载力的模型，引入了水资源承载力的分类系统，并对安阳市理论条件下的水资源承载力进行了估算与评价。研究认为，在平水年间，安阳市可利用水资源量仅有林州市能够满足温饱型条件下的生活水准，其余各县无论是在平水年间还是在枯水年间水资源承载人口均处于超载状态；并且可利用水资源量不可能支撑现阶段（2002年）人口在总体小康型、全面小康型和初步富裕型阶段的生活水准。 相似文献
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pp模型在甘南县节水灌溉模式优 总被引：3，自引：0，他引：3
针对甘南县节水灌溉模式决策问题，采用高维降维技术——投影寻踪分类模型（PPC），利用基于实数编码的加速遗传算法（RAGA）优化其投影方向，将多维数据指标（样本评价指标）转换到低维子空间，根据投影函数值的大小评价出样本的优劣，从而做出决策，最大限度地避免了模糊综合评判中权重矩阵取值的人为干扰，取得了满意的效果，为节水灌溉模式决策及其它评判决策问题提供一条新的方法与思路。 相似文献