基于遺傳算法改進(jìn)的多模式污染物集成預(yù)報的研究
發(fā)布時間:2021-07-03 04:34
目前,我國大氣污染物濃度預(yù)報技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了快速平穩(wěn)的發(fā)展時期,隨著數(shù)值預(yù)報技術(shù)的不斷完善,大氣污染物濃度預(yù)報水平已經(jīng)顯著提升,但隨著數(shù)值預(yù)報技術(shù)逐漸成熟,目前只依靠數(shù)值模式已無法使大氣污染物濃度預(yù)報獲得很大提高。針對上述問題,本文做了以下工作:第一,天津市氣象臺數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品在不同環(huán)境下預(yù)報能力不同,本文在分析數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的基礎(chǔ)上提出一種篩選判別分析方法:首先,利用2015年的八種數(shù)值模式進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并比較八種數(shù)值模式在不同季節(jié)下的預(yù)報能力,驗證集成有效性;然后,將八種數(shù)值模式分季節(jié)進(jìn)行顯著性檢驗,并引入相關(guān)性結(jié)合偏差的篩選方法作為分類器,在四個季節(jié)中分別進(jìn)行篩選分類,最后,將篩選的數(shù)值模式進(jìn)行主元分析,將分析后的主成分作為集成改進(jìn)算法的輸入。第二,針對數(shù)值模式下大氣污染物濃度精度不高的問題,提出一種有效的引入遺傳算子的極限學(xué)習(xí)機(jī)(ELM)改進(jìn)遺傳算法的多模式污染物集成預(yù)報的方法。改進(jìn)算法首先借助極限學(xué)習(xí)機(jī)優(yōu)秀的非線性映射能力,定量模擬遺傳算法種群進(jìn)化的算子操作從而構(gòu)建ELM進(jìn)化機(jī)制,然后將ELM進(jìn)化機(jī)制與遺傳算法結(jié)合來建立多模式污染物集成預(yù)報模型,整個算法采用30天滾動預(yù)報。本文進(jìn)行了...
【文章來源】:天津科技大學(xué)天津市
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1?BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型??
很多研究成果。曲志堅等[51]通過自適應(yīng)方法改進(jìn)遺傳算法,有效地把握總體的進(jìn)化方??向,提高全局收斂能力。陳璐璐等[52]將遺傳算法與粒子群算法相混合,用粒子群方法??優(yōu)化速度和位置,從而提高運(yùn)算速度和精度。如圖2-2所不。??開始??初始化種群的設(shè)定????????—??計算適應(yīng)度,得到權(quán)重系數(shù)???Y???保留最優(yōu)個體???j_???選擇???Y???交叉???5???變異???^???輸出適應(yīng)度值最優(yōu)的個體,并??保存相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)??結(jié)束??圖2-2遺傳算法基本流程圖??Fig.2-2?Basic?flow?chart?of?genetic?algorithm??7??
?3?大氣數(shù)值模式分析判別篩選方法???模式成員的數(shù)量同時增加的時候,集合預(yù)報會獲得最好的整體表現(xiàn)[61_62]。但是,參與??集成的各個模式成員必須具備一定的條件,而不是數(shù)值模式的簡單疊加:??(1)在分析參與集成的數(shù)值預(yù)報成員時,每個數(shù)值預(yù)報成員準(zhǔn)確度應(yīng)大致相同,??不存在有某種模式成員一直優(yōu)于其他成員。同樣,不存在某種模式成員準(zhǔn)確度一直處??于最差。??(2)篩選出的各模式集成預(yù)報成員應(yīng)該涵蓋盡可能多的大氣狀態(tài),這樣得到的集??成預(yù)報才是真實可信的。??(3)各數(shù)值模式成員之間的離散度應(yīng)能夠反映真實大氣的預(yù)報可信度[64]。??本節(jié)根據(jù)八種模式下的日均大氣污染物濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,以PM2.5濃度為例,??運(yùn)用各模式的相對誤差分析整體預(yù)報能力。如下圖3-1所示:??
本文編號:3261879
【文章來源】:天津科技大學(xué)天津市
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1?BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型??
很多研究成果。曲志堅等[51]通過自適應(yīng)方法改進(jìn)遺傳算法,有效地把握總體的進(jìn)化方??向,提高全局收斂能力。陳璐璐等[52]將遺傳算法與粒子群算法相混合,用粒子群方法??優(yōu)化速度和位置,從而提高運(yùn)算速度和精度。如圖2-2所不。??開始??初始化種群的設(shè)定????????—??計算適應(yīng)度,得到權(quán)重系數(shù)???Y???保留最優(yōu)個體???j_???選擇???Y???交叉???5???變異???^???輸出適應(yīng)度值最優(yōu)的個體,并??保存相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)??結(jié)束??圖2-2遺傳算法基本流程圖??Fig.2-2?Basic?flow?chart?of?genetic?algorithm??7??
?3?大氣數(shù)值模式分析判別篩選方法???模式成員的數(shù)量同時增加的時候,集合預(yù)報會獲得最好的整體表現(xiàn)[61_62]。但是,參與??集成的各個模式成員必須具備一定的條件,而不是數(shù)值模式的簡單疊加:??(1)在分析參與集成的數(shù)值預(yù)報成員時,每個數(shù)值預(yù)報成員準(zhǔn)確度應(yīng)大致相同,??不存在有某種模式成員一直優(yōu)于其他成員。同樣,不存在某種模式成員準(zhǔn)確度一直處??于最差。??(2)篩選出的各模式集成預(yù)報成員應(yīng)該涵蓋盡可能多的大氣狀態(tài),這樣得到的集??成預(yù)報才是真實可信的。??(3)各數(shù)值模式成員之間的離散度應(yīng)能夠反映真實大氣的預(yù)報可信度[64]。??本節(jié)根據(jù)八種模式下的日均大氣污染物濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,以PM2.5濃度為例,??運(yùn)用各模式的相對誤差分析整體預(yù)報能力。如下圖3-1所示:??
本文編號:3261879
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