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基于极致梯度提升和支持向量机的高速公路服务区供暖系统健康状态评估 被引量:1
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作者 王强 贺晓宇 +1 位作者 刘文辉 赵建东 《交通节能与环保》 2023年第3期153-158,共6页
为保障高速公路服务区供暖系统的健康运行,本文结合供暖系统的构成和运行特征,设计了一种用于评估服务区供暖系统运行健康状态的极致梯度提升(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的双层机器... 为保障高速公路服务区供暖系统的健康运行,本文结合供暖系统的构成和运行特征,设计了一种用于评估服务区供暖系统运行健康状态的极致梯度提升(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的双层机器学习模型,并将系统运行健康状态分为健康、亚健康、故障和异常四个等级。首先,分析电压、电流、水温、机组运行状态、蓄热泵、循环泵和泵运行状态7个子系统的运行特征,使用随机函数和欠采样处理构建特征向量集。其次,采用XGBoost构建下层各子系统健康状态评估模型,并输出各子系统的健康状态。然后,融合各子系统健康状态的评估结果,输入至上层SVM系统评估模型,得到整个供暖系统的健康状态。最后,将实验与决策树、AdaBoost和XGBoost等模型进行对比,结果表明所提出的XGBoost+SVM双层机器学习模型相较对比模型而言,不仅判断精度更高,同时还可评估整个供暖系统以及各子系统的健康状态。 展开更多
关键词 运输规划与管理 双层机器学习模型 极致梯度提升 支持向量机模型 服务区供暖系统 数据特征
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利用XGBoost模型查明土地利用格局对行人交通事故严重程度的非线性影响
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作者 刘琪琪 陈春 匡新晖 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第3期1253-1261,共9页
土地利用与交通安全是城市地理和交通运输领域共同关注的热点,但目前关于土地利用对行人交通事故的影响研究多纳入建成环境统一框架,并多采用土地利用混合度或土地利用类型占比来衡量,缺乏对土地利用类型的细化研究,难以有效指导设计实... 土地利用与交通安全是城市地理和交通运输领域共同关注的热点,但目前关于土地利用对行人交通事故的影响研究多纳入建成环境统一框架,并多采用土地利用混合度或土地利用类型占比来衡量,缺乏对土地利用类型的细化研究,难以有效指导设计实践。以重庆市渝中区为例,基于兴趣点(point of interest,POI)数据对土地利用类型进行精细刻画,应用极致梯度提升树(extreme gradient boosting,XGBoost)模型,探究土地利用类型以及行人、道路条件、道路环境等对行人交通事故严重程度影响的非线性关系。研究发现:①土地利用类型对行人交通事故严重程度有重要作用,其中影响较大的分别是医院、住宅和教育用地,事故点缓冲区300 m内存在医院、居民小区以及教育用地对行人交通事故严重程度有降低作用;②弯道和弯坡道的道路线形处是严重行人交通事故的高发区;路段进出口处、窄路等路口路段处对行人交通事故严重程度有降低作用。研究结论可为精细化的土地利用规划与治理以降低行人交通事故严重程度提供一定的政策启示。 展开更多
关键词 土地利用 建成环境 极致梯度提升决策树(XGBoost) 交通安全
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基于增量学习的储气库井底压力快速计算方法
3
作者 郭海伟 《断块油气田》 北大核心 2025年第2期292-299,共8页
针对储气库井底压力预测的效率和精度问题,文中创新地提出了一种基于增量学习的井底压力快速计算方法。该方法首先构建垂直管流方程,深入分析注气、采气和关井3种不同工况下决定井底压力计算准确性的关键因素。随后,运用极致梯度提升(XG... 针对储气库井底压力预测的效率和精度问题,文中创新地提出了一种基于增量学习的井底压力快速计算方法。该方法首先构建垂直管流方程,深入分析注气、采气和关井3种不同工况下决定井底压力计算准确性的关键因素。随后,运用极致梯度提升(XGBoost)模型融合了这3种状态下的传统理论计算方法,形成了一个综合性的机器学习模型。通过增量学习策略,并结合实际测量的井底压力数据对模型进行了优化。该方法在计算速度上远超传统技术,能够实时处理井口压力和流量数据,模拟了一个虚拟的井下永久压力计,大幅减少了测压成本。在中原油田卫11储气库的注采井中进行了验证。该方法成功构建了一个融合数据和传统理论的井底压力综合计算代理模型,显著提升了预测的效率和精确度。 展开更多
关键词 增量学习 垂直管流 井底压力 储气库 极致梯度提升
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基于Nadam-TimeGAN和XGBoost的时序信号故障诊断方法 被引量:2
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作者 黑新宏 高苗 +3 位作者 张宽 费蓉 邱原 姬文江 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期185-200,共16页
为了提高故障诊断模型在数据不平衡场景下的诊断性能和模型泛化能力,提出了一种基于Nadam-TimeGAN和XGBoost的时序信号故障诊断方法。首先对比基于LSTM和GRU的TimeGAN模型,选取性能更优的GRU网络作为TimeGAN模型的组成单元,然后采用Nada... 为了提高故障诊断模型在数据不平衡场景下的诊断性能和模型泛化能力,提出了一种基于Nadam-TimeGAN和XGBoost的时序信号故障诊断方法。首先对比基于LSTM和GRU的TimeGAN模型,选取性能更优的GRU网络作为TimeGAN模型的组成单元,然后采用Nadam优化算法对TimeGAN模型的各组件进行优化,即构建Nadam-TimeGAN模型用以数据扩充,最后构建一个平衡的数据集输入XGBoost集成学习模型进行分类训练。实验选取转辙机动作电流数据集进行验证性实验,选取MFPT轴承数据集和CWRU轴承数据集进行泛化性实验,并与8种方法进行对比,结果表明,所提方法在准确率、召回率以及F1-score这3种评价指标上均高于其他方法,从而验证了所提方法在不平衡数据故障诊断方面的有效性和泛化性。 展开更多
关键词 时间序列生成对抗网络 Nesterov加速自适应矩估计 极致梯度提升 故障诊断 数据增强
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基于模态分解及GRU-XGBoost短期电力负荷预测 被引量:4
5
作者 冉启武 张宇航 《电网与清洁能源》 CSCD 北大核心 2024年第4期18-27,34,共11页
精确的短期电力负荷预测能有效提高电力系统运营水平。针对电力负荷数据受多种因素影响,波动性和随机性强等问题,提出了一种基于模态分解及混合模型的负荷预测方法。首先,采用主成分分析法(principal component analysis,PCA)对负荷特... 精确的短期电力负荷预测能有效提高电力系统运营水平。针对电力负荷数据受多种因素影响,波动性和随机性强等问题,提出了一种基于模态分解及混合模型的负荷预测方法。首先,采用主成分分析法(principal component analysis,PCA)对负荷特征向量进行处理,去掉冗余信息,再用完全自适应噪声集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)将历史负荷分解为简化的几个子序列;其次,选择引入样本熵(sample entropy,SE)来计算子序列熵值,将相近的子序列重构得到随机、细节、低频和趋势分量后选用不同结构门控循环单元(gate recurrent unit,GRU)对不同分量类型进行预测,再使用极致梯度提升模型(extreme gradient boosting,XGBoost)对各分量残差进行拟合,各重组序列的预测值为GRU预测值与XBGoost拟合值之和,重组各序列得到最终预测值。选取3年时电力负荷数据进行实验,结果表明,所提模型的均方根误差(root mean square error,RMSE)、平均绝对百分比误差(mean absolutepercentage error,MAPE)和平均绝对误差(mean absolute error,MAE)分别为370.676 MW、99.07%和246.89 MW,与单一模型和混合模型相比,实现了评价指标的明显减少。 展开更多
关键词 负荷预测 主成分分析 CEEMDAN 样本熵 门控循环单元 极致梯度提升模型
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基于超声内镜影像组学和机器学习的胃肠道间质瘤与非胃肠道间质瘤鉴别方法 被引量:1
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作者 王卓然 张贤达 +17 位作者 曹羽成 张玲 龚婷婷 马烨波 段晓倩 郭康丽 李军 陈媛 张健涛 叶本功 丁进 朱建伟 刘枫 胡端敏 周春华 邹多武 李庆利 陈建刚 《海军军医大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期21-28,共8页
目的建立并验证基于超声内镜影像组学和机器学习的胃肠道间质瘤与非胃肠道间质瘤的鉴别方法。方法纳入符合标准的患者435例,采集胃肠道间质瘤(257例)与非胃肠道间质瘤(包括胃平滑肌瘤145例、神经鞘瘤33例)超声内镜图像共3279张,按患者比... 目的建立并验证基于超声内镜影像组学和机器学习的胃肠道间质瘤与非胃肠道间质瘤的鉴别方法。方法纳入符合标准的患者435例,采集胃肠道间质瘤(257例)与非胃肠道间质瘤(包括胃平滑肌瘤145例、神经鞘瘤33例)超声内镜图像共3279张,按患者比7∶3分为训练集和测试集。采用Pyradiomics软件提取肿瘤影像组学特征,并应用主成分分析(PCA)、最小绝对收缩和选择算子(LASSO)、极致梯度提升树(XGBoost)、随机森林、递归式特征消除(RFE)算法设计特征筛选方案,基于所选特征通过支持向量机分类器建立模型。通过ROC曲线评估各模型对胃肠道间质瘤与非胃肠道间质瘤的预测效能。结果由最终筛选得到的超声内镜影像组学特征建立影像组学模型,基于5种特征筛选方案(PCA、PCA+LASSO、PCA+XGBoost、PCA+随机森林、PCA+RFE)建立的预测模型的AUC分别为0.581、0.870、0.874、0.860、0.661。结论PCA+XGBoost的特征筛选方案效果最佳,基于上述影像组学和机器学习方法鉴别胃肠道间质瘤与非胃肠道间质瘤的模型可用于患者的术前预测。 展开更多
关键词 胃肠道间质瘤 超声内镜 影像组学 机器学习 主成分分析 极致梯度提升
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心脏骤停后院内死亡机器学习预测模型的建立 被引量:1
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作者 林清婷 张楠 +1 位作者 姜辉 朱华栋 《中国急救医学》 CAS CSCD 2024年第1期63-68,共6页
目的探索影响心脏骤停患者预后的相关因素,并通过机器学习建立一个准确、快速的预后预测模型。方法对美国重症监护医学信息数据库(MIMIC)中1772例18岁以上心脏骤停患者的数据进行回顾性分析,通过三种机器学习算法建立预测模型,包括逻辑... 目的探索影响心脏骤停患者预后的相关因素,并通过机器学习建立一个准确、快速的预后预测模型。方法对美国重症监护医学信息数据库(MIMIC)中1772例18岁以上心脏骤停患者的数据进行回顾性分析,通过三种机器学习算法建立预测模型,包括逻辑回归(logistic regression,LR)、极致梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)和支持向量机(support vector machine,SVM)算法,用于预测患者心脏骤停后院内病死率。计算受试者工作特征曲线下面积(area under the curve,AUC)、准确度、精确度、召回率和F1分数,以评估所建立模型的预测性能。结果XGBoost算法的表现优于另外两种算法。XGBoost算法建立的预测模型准确度、召回率、精确度和F1分数分别为0.762、0.812、0.765和0.788。XGBoost模型的AUC大于LR和SVM模型(0.847 vs.0.834和0.820)。XGBoost模型中最重要的前10个特征是入院24 h内乳酸、格拉斯哥昏迷评分(GCS)量表、尿素氮、血糖、血氧饱和度、白细胞和心率的最小值,入院24 h内体温和肌酸激酶同工酶(CK-MB),以及体质量的最大值。结论与LR和SVM算法相比,XGBoost算法建立的心脏骤停患者预后预测模型有更准确的预测效果。 展开更多
关键词 心脏骤停 院内病死率 机器学习 预后 逻辑回归 极致梯度提升 支持向量机
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基于K-means聚类与集成学习算法的小流域山洪灾害易发性评估 被引量:3
8
作者 管筝 印涌强 +1 位作者 张晓祥 陈跃红 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期388-404,共17页
为了更好地分析空间异质性对山洪灾害易发性评估的影响,建立了基于K-means聚类与集成学习算法的小流域山洪灾害易发性评估模型。首先,选取中国江西省12338个小流域为研究区,对各时段不同频率降雨量指标进行K-means聚类。其次,以误差平... 为了更好地分析空间异质性对山洪灾害易发性评估的影响,建立了基于K-means聚类与集成学习算法的小流域山洪灾害易发性评估模型。首先,选取中国江西省12338个小流域为研究区,对各时段不同频率降雨量指标进行K-means聚类。其次,以误差平方和与平均轮廓系数为聚类效果评价指标,将小流域分为2个类内聚集、类外分散的子集。最后,针对不同子集,从几何特征、环境特征以及降水特征3个方面选取平均坡度、形心高程、形状系数、最长汇流路径比降、地形湿度指数、归一化植被指数、距离河流最近距离、降雨量、洪峰模数以及汇流时间10个山洪影响因素,应用自适应增强算法与极致梯度提升算法进行山洪灾害易发性评估。研究发现,降水是导致山洪灾害的重要因素,江西省高降水区域山洪灾害易发程度普遍高于低降水区,同时省内高风险区分布较为分散,主要分布在东北区域与西北边缘区域。对聚类后两类相似小流域分别进行山洪易发性评估,接受者操作特征曲线下面积值均在0.90以上,精度较聚类前有所提高。聚类策略作为易发性评估模型的前驱过程,可以有效解决小流域异质性问题。 展开更多
关键词 空间异质性 K-MEANS聚类 集成学习 自适应增强 极致梯度提升 山洪灾害
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基于SC-XGBoost的电站燃煤低位发热量软测量方法
9
作者 乔世超 王轶男 +4 位作者 吕佳阳 陈衡 刘涛 徐钢 翟融融 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期332-340,共9页
随着国家大力推进能源供给侧结构性改革,新能源装机容量不断提升,电力市场竞争愈加激烈。另一方面,全球煤炭市场的复杂多变,导致以煤炭为能量来源的发电企业成本上涨。燃煤发热量是衡量煤质的重要评价标准之一,也是采购煤炭最重要的依据... 随着国家大力推进能源供给侧结构性改革,新能源装机容量不断提升,电力市场竞争愈加激烈。另一方面,全球煤炭市场的复杂多变,导致以煤炭为能量来源的发电企业成本上涨。燃煤发热量是衡量煤质的重要评价标准之一,也是采购煤炭最重要的依据,对燃煤发热量进行准确预测能够有效地控制电厂运行采购成本。为了实现燃煤发热量的高效预测,采用Pearson系数对相关变量进行特征选取,采用基于密度的噪点空间聚类(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise,DBSCAN)算法对某电厂自备煤厂近2年1733条化验数据进行去噪,对去噪后数据进行谱聚类(Spectral Clustering,SC)分析。将分类后的子样本集采用极致梯度提升(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)算法分别建立预测模型,并与最小二乘法回归(Ordinary Least Squares,OLS)、支持向量机(Support Vector Machines,SVM)模型进行性能比较。结果表明,基于XGBoost的电站燃煤发热量预测模型相较于其他算法准确性有明显提升,泛化能力更强。对经过SC算法分类后的燃煤分别建立预测模型能够进一步提高模型的精细化水平,为燃煤电站发热量预测提供一种可靠高效的方法。 展开更多
关键词 低位发热量 机器学习 谱聚类 极致梯度提升(XGBoost) 软测量
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考虑设备变工况特性的园区综合能源系统双层优化
10
作者 杨欢红 赵峰 +3 位作者 黄文焘 李昊 严灵杰 王宇轩 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第17期115-127,共13页
园区综合能源系统通过整合多种能源设备为用户提供可靠的能量供应,但设备的变工况特性给容量配置的合理性及调度方案的准确性带来了严峻挑战。为此,提出了一种考虑变工况特性的综合能源系统容量与调度双层优化方法。首先,采用改进的核... 园区综合能源系统通过整合多种能源设备为用户提供可靠的能量供应,但设备的变工况特性给容量配置的合理性及调度方案的准确性带来了严峻挑战。为此,提出了一种考虑变工况特性的综合能源系统容量与调度双层优化方法。首先,采用改进的核密度估计法构建更准确的能源供需场景。其次,基于极致梯度提升算法,建立设备效率修正模型以表征设备的变工况特性,并考虑温度对设备寿命的影响,将老化成本纳入目标函数进行优化。然后,提出最优负载率跟踪策略,通过解耦调度过程中输出、效率和负载率三者的关系,主动调节能量转换设备的输出比例,实现系统的柔性供能。最后,通过仿真结果表明,所提方法考虑了设备的变工况特性,不仅提高了设备模型的准确度,还增强了配置方案的科学性和调度方案的经济性。 展开更多
关键词 变工况特性 极致梯度提升 源荷不确定性 优化调度 园区综合能源系统
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一种基于部分数据的多级剪枝Obfs4混淆流量识别方法
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作者 徐宸涵 黄河 +1 位作者 孙玉娥 杜扬 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第4期39-47,共9页
Obfs4混淆流量是匿名通信网络Tor的一种承载流量,因其强匿名的特性而被滥用于非法网络活动,因此识别Obfs4混淆流量对预防利用Tor网络进行的网络犯罪具有重要作用。现有识别策略往往侧重于分析Obfs4流量特征,将完整流样本利用机器学习或... Obfs4混淆流量是匿名通信网络Tor的一种承载流量,因其强匿名的特性而被滥用于非法网络活动,因此识别Obfs4混淆流量对预防利用Tor网络进行的网络犯罪具有重要作用。现有识别策略往往侧重于分析Obfs4流量特征,将完整流样本利用机器学习或深度学习技术进行精细化识别,但处于在线流识别的应用场景下时间开销偏高,且识别准确度在Obfs4应用间隔到达时间反检测技术(Inter-arrival Timing,IAT)后有所下降。为此,提出了一种基于部分数据的多级剪枝Obfs4混淆流量识别方法,仅收集每个流最先到达的少量数据包进行多轮快速过滤,并重点针对IAT模式特性设计识别方法,提升了Obfs4流量识别的效率和鲁棒性。该方法将识别过程分为握手阶段和加密通信阶段。在握手阶段,充分挖掘Obfs4握手数据包的隐含语义,进行随机性、时序和长度分布特征的粗粒度快速剪枝;在加密通信阶段,先对每个流的前若干数据包进行特征提取,并提高IAT相关特征的权重,最后利用XGBoost分类方法进行细粒度识别。实验结果表明,在包括了应用IAT技术的混淆流量的数据集上,使用流的前30~50个数据包能达到99%的正确率和精确度,平均每条流的处理时间在毫秒级。 展开更多
关键词 Obfs4 混淆流量识别 多级剪枝 间隔到达时间反检测 极致梯度提升
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基于XGBoost的城市污水管道缺陷发生概率预测
12
作者 马辉 贺鹰霞 陈杨杨 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期163-171,共9页
为提高城市污水管道缺陷检测效率,减少地毯式检测带来的资源浪费,降低环境安全风险,利用极致梯度提升(XGBoost)模型预测城市污水管道缺陷发生概率。首先,统计分析污水管道缺陷成因,筛选出能够表征管道缺陷状况的关键性指标,作为XGBoost... 为提高城市污水管道缺陷检测效率,减少地毯式检测带来的资源浪费,降低环境安全风险,利用极致梯度提升(XGBoost)模型预测城市污水管道缺陷发生概率。首先,统计分析污水管道缺陷成因,筛选出能够表征管道缺陷状况的关键性指标,作为XGBoost模型的输入;其次,选择合适的目标函数和基学习器参数,利用网格搜索算法寻优基学习器的关键参数,完成模型训练和优化;最后,以广东省中山市某区域污水管网数据为例,验证XGBoost模型的有效性,根据模型输出寻找影响缺陷发生的主要因素和路径,并将区域内污水管网的缺陷发生概率划分出4个不同等级后进行可视化展示。结果表明:XGBoost模型在10折交叉验证下的曲线下面积(AUC)均值达到0.97,模型的预测准确率为93%;管道埋深、坡度和长度3个特征对管道缺陷发生概率变化的影响程度最高;当管长增加,坡度越大、埋深越浅,污水管道发生缺陷的概率会随之增长。 展开更多
关键词 极致梯度提升(XGBoost) 城市污水管道 缺陷发生概率 决策树 预测模型
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基于ISSA-XGBoost的毕赤酵母菌发酵软测量
13
作者 沈瑶 张立刚 王建扬 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第8期122-125,共4页
针对毕赤酵母菌发酵过程菌体浓度难以在线检测,离线测量又存在极易染菌导致数据集不完整等问题,提出了一种基于改进麻雀搜索算法(ISSA)优化极致梯度提升(XGBoost)的软测量建模方法。首先,利用主成分分析(PCA)算法对样本数据进行主元分析... 针对毕赤酵母菌发酵过程菌体浓度难以在线检测,离线测量又存在极易染菌导致数据集不完整等问题,提出了一种基于改进麻雀搜索算法(ISSA)优化极致梯度提升(XGBoost)的软测量建模方法。首先,利用主成分分析(PCA)算法对样本数据进行主元分析,降低噪声和冗余度;然后,在标准麻雀算法(SSA)中引入自适应超参数和混合变异策略,增强了算法跳出局部极值和全局搜索的能力;最后,构建菌体浓度的ISSA-XGBoost软测量模型,并与XGBoost、SSA-XGBoost模型进行比较。仿真实验结果表明:ISSA-XGBoost模型的均方根误差(RMSE)、平均相对误差(MRE)均比XGBoost、SSA-XGBoost模型低,且ISSA-XGBoost的决定系数(R^(2))更接近于1,说明预测精度明显优于改进前,能够满足对毕赤酵母菌发酵过程菌体浓度的实时测量。 展开更多
关键词 毕赤酵母 麻雀算法 极致梯度提升 软测量模型
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基于机器学习的硅胶泡沫复合材料LOI预测研究
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作者 刘博 宫花 冀贤 《当代化工》 CAS 2024年第11期2521-2525,2549,共6页
为了探究机器学习(ML)预测硅橡胶泡沫(SiFs)阻燃材料极限氧指数(LOI)的可行性,通过建立改性蒙脱土(MMT)/硅橡胶阻燃泡沫材料LOI数据库,分析了影响LOI的工艺参数的重要性,采用线性回归(LR)、支持向量回归(SVR)、决策树(DT)、随机森林(RF... 为了探究机器学习(ML)预测硅橡胶泡沫(SiFs)阻燃材料极限氧指数(LOI)的可行性,通过建立改性蒙脱土(MMT)/硅橡胶阻燃泡沫材料LOI数据库,分析了影响LOI的工艺参数的重要性,采用线性回归(LR)、支持向量回归(SVR)、决策树(DT)、随机森林(RF)、极致梯度提升(XGBoost)5种机器学习算法搭建预测模型,并通过网格搜索和交叉验证对精度较高的模型超参数进一步优化训练。结果表明:工艺参数对SiFs的LOI预测模型贡献程度由大到小顺序为阻燃剂、抑制剂、20~30 mPa·s羟基硅油、反应温度、催化剂、含氢硅油。阻燃剂含量与LOI预测模型的皮尔逊相关系数最大绝对值为0.58。XGBoost模型最适合用于预测LOI,判定系数(R2)最高到0.811。研究结果为缩短SiFs阻燃材料的研发周期提供新思路。 展开更多
关键词 机器学习 硅橡胶泡沫 极限氧指数 阻燃性能 极致梯度提升
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基于贝叶斯优化XGBoost的多元输入模型对滑坡位移预测效果研究
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作者 曹文康 徐哈宁 +4 位作者 肖慧 范凌峰 胡佳超 游丝露 刘天泽 《测绘工程》 2024年第2期49-55,共7页
针对滑坡区降雨量较少以及受库水位影响小,从而导致滑坡位移预测效果不理想的问题,提出多元滑坡影响因素作为输入和贝叶斯优化极致梯度提升(BO-XGBoost)模型预测滑坡位移的方法。通过随机森林模型、XGBoost模型和Pearson相关系数法对影... 针对滑坡区降雨量较少以及受库水位影响小,从而导致滑坡位移预测效果不理想的问题,提出多元滑坡影响因素作为输入和贝叶斯优化极致梯度提升(BO-XGBoost)模型预测滑坡位移的方法。通过随机森林模型、XGBoost模型和Pearson相关系数法对影响滑坡位移的6个特征进行训练得到融合的特征重要度,并以此特征重要度排序选择5种不同特征数量的输入量,最后建立BO-XGBoost模型预测滑坡位移。以杨家坡滑坡为例,将降雨量、土壤含水率和水平位移作为输入对高程方向位移进行预测,并与自适应提升(AdaBoost)、线性回归(LR)和XGBoost模型比较预测结果。实验结果表明,该模型采用多元化输入后,决定系数提高了0.161,均方误差和平均绝对误差分别减小了79.83%和58.85%,且预测效果优于其他3个模型。 展开更多
关键词 滑坡 位移预测 贝叶斯优化 极致梯度提升
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基于机器学习的公交驾驶员事故风险识别及影响因素研究 被引量:4
16
作者 朱彤 秦丹 +2 位作者 魏雯 任杰 冯移冬 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期23-30,共8页
为从公交驾驶员群体中识别出易发生事故的风险公交驾驶员,结合某市公交公司营运安全管理系统数据库、百度应用程序接口(API)及网络爬取技术,并应用K近邻算法补充缺失值,获取42条线路及1893名驾驶员的数据;基于驾驶员、车辆、线路特征、... 为从公交驾驶员群体中识别出易发生事故的风险公交驾驶员,结合某市公交公司营运安全管理系统数据库、百度应用程序接口(API)及网络爬取技术,并应用K近邻算法补充缺失值,获取42条线路及1893名驾驶员的数据;基于驾驶员、车辆、线路特征、违规行为、事故、管理等基本特征变量构造派生变量;采用包括递归特征消除、有惩罚项的逻辑回归、随机森林的集成方法选择特征;采用极致梯度提升(XGBoost)等6种机器方法分别建立分类模型,并采用贝叶斯方法优化超参数。结果表明:在构建的6个分类模型中,XGBoost方法构建的模型其受试者工作特征(ROC)曲线下的面积(AUC)评估结果最佳;运用贝叶斯方法优化模型,可以在一定程度上提升ROC的AUC指标;对于风险公交驾驶员预测准确率达到98.66%,运营单位还可以根据自身情况权衡虚报率与命中率代价。此外,车辆服役时间、违规次数等特征对于事故风险具有明显的非线性影响。 展开更多
关键词 风险公交驾驶员 机器学习 事故风险 极致梯度提升(XGBoost) SHapley加性解释(SHAP)值
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多策略融合的改进黏菌算法及其应用 被引量:3
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作者 卢万杰 陈子林 +2 位作者 付华 王志中 王久阳 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期1060-1069,共10页
针对黏菌算法存在自适应能力有限,抗停滞能力弱等不足,提出多策略融合的改进黏菌算法。采用Bernoulli混沌初始化,丰富种群多样性,提升算法优化精度和收敛速度;提出动态非线性递减策略,动态调节黏菌个体探索幅度,协调并优化算法全局搜索... 针对黏菌算法存在自适应能力有限,抗停滞能力弱等不足,提出多策略融合的改进黏菌算法。采用Bernoulli混沌初始化,丰富种群多样性,提升算法优化精度和收敛速度;提出动态非线性递减策略,动态调节黏菌个体探索幅度,协调并优化算法全局搜索与局部开发能力;结合麻雀算法的预警机制与折射反向学习策略,优化黏菌个体分离觅食过程,防止前期优质个体流失以及后期种群多样性匮乏,提升算法整体抗停滞能力。通过对基准测试函数及部分CEC2017测试函数进行寻优对比实验,测试结果表明改进算法具有更好的寻优精度、稳定性。利用改进算法优化XGBoost参数并将其用于变压器故障诊断,进一步验证了改进策略的有效性及算法的工程实用性。 展开更多
关键词 智能优化算法 黏菌算法 麻雀算法 多策略融合 改进黏菌算法 极致梯度提升 变压器故障诊断 基准测试函数
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基于XGBoost模型的三峡库区燕山乡滑坡易发性评价与区划 被引量:5
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作者 吴宏阳 周超 +2 位作者 梁鑫 袁鹏程 余蓝冰 《中国地质灾害与防治学报》 CSCD 2023年第5期141-152,共12页
滑坡易发性评价是精细化滑坡灾害风险评价的基础。为了提升滑坡易发性评价模型的精度和稳健性,以三峡库区万州区燕山乡为例,选取工程地质岩组、堆积层厚度等九个影响因子构建滑坡易发性评价指标体系,应用信息量模型定量分析滑坡发育与... 滑坡易发性评价是精细化滑坡灾害风险评价的基础。为了提升滑坡易发性评价模型的精度和稳健性,以三峡库区万州区燕山乡为例,选取工程地质岩组、堆积层厚度等九个影响因子构建滑坡易发性评价指标体系,应用信息量模型定量分析滑坡发育与指标之间的关系。在此基础上,随机选取70%/30%的滑坡样本作为训练/验证数据集,应用极致梯度提升模型(extreme gradient boosting,XGBoost)开展易发性评价。随后从模型预测精度和模型稳定性两方面将其与决策树模型(deci-sion tree,DT)和梯度提升树模型(gradient boosting decision tree,GBDT)进行对比。结果表明:研究区堆积层滑坡主要受长江水系、堆积层厚度和工程地质岩组影响。XGBoost模型具有最高的准确率(94.3%)和预测精度(97.3%)。在模型稳定性验证中,平均预测精度最高(97.3%),优于DT(91.3%)和GBDT(95.7%),模型标准差和变异系数均为0.01,低于其余两种模型。XGBoost在区域滑坡易发性评价与制图中得到了可靠的结果,为滑坡灾害空间预测提供了新的技术支撑。 展开更多
关键词 滑坡 易发性建模 极致梯度提升模型 预测精度 模型稳健性
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近20 a黄河源园区土地退化时空演化分析 被引量:1
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作者 秦彤 李功权 范佳晨 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2022年第5期1490-1499,共10页
三江源黄河源园区作为黄河的发源地,它的生态系统对整个黄河流域至关重要。针对研究区2000—2020年存在的土地退化问题,选取土壤侵蚀模数、沙化特征指数与土壤湿度指数,采用空间托普利茨逆协方差聚类法开展了3个参数的聚类分析,从而进... 三江源黄河源园区作为黄河的发源地,它的生态系统对整个黄河流域至关重要。针对研究区2000—2020年存在的土地退化问题,选取土壤侵蚀模数、沙化特征指数与土壤湿度指数,采用空间托普利茨逆协方差聚类法开展了3个参数的聚类分析,从而进行黄河源园区土地退化时空演化分析,并采用极致梯度提升法进行时空演化影响因素分析。结果表明:(1)土地退化现象最严重的地区是中部偏南地区与东北地区,其次为偏北地区。(2)东北地区存在水土流失与土地沙化2种问题,中部偏南地区以严重的水土流失为主,偏北地区主要表现为土地沙化问题。(3)近20 a来,土地退化指数呈现波动性下降,土地退化整体趋于好转,在偏南地区表现得更明显。(4)水土流失问题整体好转,偏北地区有土地沙化的风险。该研究对掌握黄河源园区土地退化的时空分布及发展趋势、推进黄河源园区生态保护具有重要意义。 展开更多
关键词 土地退化 遥感 空间托普利茨逆协方差聚类 极致梯度提升
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机器学习预测脓毒症患者血流动力学不稳定
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作者 金旭婷 李佳媚 +6 位作者 李若寒 高雅 张静静 任佳佳 张小玲 王小闯 王岗 《中国急救医学》 CAS CSCD 2023年第11期892-897,共6页
目的 在脓毒症患者中建立基于生命体征监测数据的血流动力学不稳定事件预测模型。方法 从重症监护病房合作研究数据库(eICU-CRD)的脓毒症患者中识别在重症监护病房(ICU)住院期间发生的血流动力学不稳定事件。提取事件发生前6 h的连续生... 目的 在脓毒症患者中建立基于生命体征监测数据的血流动力学不稳定事件预测模型。方法 从重症监护病房合作研究数据库(eICU-CRD)的脓毒症患者中识别在重症监护病房(ICU)住院期间发生的血流动力学不稳定事件。提取事件发生前6 h的连续生命体征监测数据(包括心率、呼吸和血氧饱和度)作为阳性样本,在未发生血流动力学不稳定事件的脓毒症患者中随机抽取6 h生命体征监测数据为阴性对照样本。建立并训练极致梯度提升(XGBoost)、轻量的梯度提升机(LightGBM)以及深度神经网络(DNN)模型进行建模及训练。利用受试者工作特征曲线下面积(ROC-AUC)对模型效能进行评估,使用最优的模型在脓毒症血流动力学不稳定事件发生前1 h和前2 h对事件的发生进行预测。结果 本研究共提取阳性样本2 569例,阴性对照样本7 048例。XGBoost、LightGBM以及DNN模型预测脓毒症血流动力学不稳定事件的ROC-AUC值分别为0.78、0.77和0.61。XGBoost模型在脓毒症血流动力学不稳定事件发生前1 h、前2 h进行预测的ROC-AUC值分别为0.76和0.75。结论 在ICU的脓毒症患者中,基于连续生命体征监测数据的机器学习模型可用于血流动力学不稳定事件的预测。 展开更多
关键词 机器学习 脓毒症 血流动力学不稳定 重症监护病房(ICU) 极致梯度提升 轻量的梯度提升 深度神经网络
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