3种机器学习方法预报风电功率的对比 被引量：6

1

作者 陈金车 王金艳 +2 位作者 苏士翔 孙彩霞 谢祥珊 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期124-129,136,共7页

根据甘肃省华家岭风力发电场的风场变化特征,利用风电场2017年8月-2018年7月的风电功率监测数据及同期欧洲中期天气预报中心的数值模式预报资料,用随机森林(RF)算法分析和筛选出主要的预报因子,分别选择RF、极限学习机和支持向量机3种... 根据甘肃省华家岭风力发电场的风场变化特征,利用风电场2017年8月-2018年7月的风电功率监测数据及同期欧洲中期天气预报中心的数值模式预报资料,用随机森林(RF)算法分析和筛选出主要的预报因子,分别选择RF、极限学习机和支持向量机3种机器学习方法建立预报模型,通过对比预报效果,得出适合的预报方法和模型.结果表明,RF算法的平均预报均方根误差为15.6%,预报效果优于极限学习机和支持向量机(预报均方根误差分别为16.8%和17.2%).RF算法在风电功率的短期预报方面取得了更好的效果,预报值与实际监测值更加接近;基于3种机器学习算法建立的风电功率预报模型的预报结果误差值都会随着风速的增大而增大,随着风速的减小而减小. 展开更多

关键词 机器学习 随机森林算法 极限学习机 支持向量机 风电功率预报

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基于随机森林算法的风场预报 被引量：6

2

作者 付旭东 王金艳 +4 位作者 李龙燕 陈金车 苏士翔 常伟 王明 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期503-509,共7页

利用随机森林算法,基于历史地面实况观测数据,构建随机森林1~6 h风场预报模型,并用2018年的地面实况观测数据对预报模型进行检验分析.结果表明,随机森林算法在风场预报中有较好的泛化能力,对地面10 m风场有较好的预报水平,在1~6 h的预报... 利用随机森林算法,基于历史地面实况观测数据,构建随机森林1~6 h风场预报模型,并用2018年的地面实况观测数据对预报模型进行检验分析.结果表明,随机森林算法在风场预报中有较好的泛化能力,对地面10 m风场有较好的预报水平,在1~6 h的预报中,预报风场与实况风场比较接近,各预报时效风速的年平均绝对误差为1.0 m/s,风向的年平均绝对误差为59°;随着预报时效的延长,随机森林风场预报模型对较大风速和较大风速时风向的预报能力逐渐减弱;利用A_Int检验方法对随机森林1~6 h风场预报结果进行检验,结果表明模型预报的准确率普遍较高,各预报时效2018年平均准确率为61.5%. 展开更多

关键词 机器学习 随机森林 风场 预报

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基于机器学习的长沙市空气污染物浓度预报研究 被引量：5

3

作者 陈金车 迪里努尔·牙生 +4 位作者 王田宇 王金艳 孙彩霞 谢祥珊 冯薇 《环境保护科学》 CAS 2022年第4期103-112,共10页

基于2014~2019年长沙市6种空气污染物日均浓度的监测数据、同期的气象数据,利用随机森林重要性评估的方法对影响污染物浓度的预报因子进行筛选,构建了基于随机森林算法和支持向量机算法的2种机器学习预报模型对6种空气污染物浓度分别进... 基于2014~2019年长沙市6种空气污染物日均浓度的监测数据、同期的气象数据,利用随机森林重要性评估的方法对影响污染物浓度的预报因子进行筛选,构建了基于随机森林算法和支持向量机算法的2种机器学习预报模型对6种空气污染物浓度分别进行预报。结果表明:各污染物浓度预报结果的均方根误差随着AQI指数的增加而变大;经随机森林变量筛选优化之后2种模型对各种污染物浓度的预报准确率都有所提升,且预报准确率都随着预报时效的增大而降低。整体而言,支持向量机回归模型对长沙市空气污染预报具有更强的泛化能力,误差更小。 展开更多

关键词 空气污染 预报 随机森林 支持向量机 机器学习

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中国7个典型城市城区和郊区ρ(O_(3))的差异分析 被引量：3

4

作者 谢祥珊 孙彩霞 +4 位作者 迪里努尔·牙生 王金艳 王田宇 陈金车 苏士翔 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期323-330,共8页

基于2015-2019年沈阳、北京、兰州、南京、武汉、贵阳和广州7个城市的ρ(O_(3))逐小时数据,研究了中国典型城市城区和郊区ρ(O_(3))的差异.结果表明,2015-2019年7个城市的年均ρ(O_(3))由高到低为南京>北京>兰州>沈阳>贵阳&... 基于2015-2019年沈阳、北京、兰州、南京、武汉、贵阳和广州7个城市的ρ(O_(3))逐小时数据,研究了中国典型城市城区和郊区ρ(O_(3))的差异.结果表明,2015-2019年7个城市的年均ρ(O_(3))由高到低为南京>北京>兰州>沈阳>贵阳>武汉>广州.各城市城区和郊区的ρ(O_(3))普遍表现为郊区大于城区,且存在明显的季节变化、月变化和日变化特征.沈阳、北京、南京和武汉郊区的ρ(O_(3))为夏季最大;贵阳郊区为春季最大;广州郊区为秋季最大;兰州郊区为春季最大,城区为夏季最大;各城市郊区的ρ(O_(3))均为冬季最低.ρ(O_(3))的月变化随着纬度的增加“单峰型”特征越明显.除武汉市的ρ(O_(3))日变化特征为“双峰型”外,其余城市均为明显的“单峰型”.各城市城区和郊区ρ(O_(3))的差异春、冬季大,夏、秋季小,冬季差异最显著.除沈阳城区和郊区ρ(O_(3))差异为夜间最小外,其余城市均为夜间最大. 展开更多

关键词 近地面ρ(O_(3)) 城郊 中国典型城市

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兰州市冬季空气污染对哮喘的影响 被引量：2

5

作者 李龙燕 王金艳 +1 位作者 谢祥珊 陈金车 《环境保护科学》 CAS 2022年第3期94-98,共5页

基于2014~2017年兰州市冬季空气污染物浓度数据、气象数据及3家三甲医院哮喘门诊资料,在控制长期趋势、节假日效应、星期几效应和气象要素等混杂因素的基础上,利用广义相加模型定量评价兰州市冬季大气污染物质量浓度变化对哮喘日就诊人... 基于2014~2017年兰州市冬季空气污染物浓度数据、气象数据及3家三甲医院哮喘门诊资料,在控制长期趋势、节假日效应、星期几效应和气象要素等混杂因素的基础上,利用广义相加模型定量评价兰州市冬季大气污染物质量浓度变化对哮喘日就诊人次的影响。结果表明:SO_(2)累积滞后2 d、NO_(2)累积滞后5 d对哮喘门诊患者的影响最大,且浓度每增加10μg/m^(3),相对危险度分别增加4.1%和3.3%,且最敏感滞后时间下,污染物与哮喘患者的暴露-反应关系呈波动上升趋势。双污染模型中,SO_(2)对哮喘门诊发病总人次影响在0 d达到最大,哮喘发病增加3.9%,滞后时间提前,发病风险降低;NO_(2)哮喘发病增加4.6%,滞后时间不变,但发病风险升高。单污染模型中SO_(2)对女性和成年患病相对风险更高,NO_(2)对女性和儿童患病相对风险更高,双污染模型中SO_(2)和NO_(2)对女性和儿童的相对风险更高。 展开更多

关键词 兰州市 空气污染 哮喘 广义相加模型

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基于机器学习的2016-2020年南京市ρ(O_(3))预报 被引量：1

6

作者 迪里努尔·牙生 王田宇 +6 位作者 陈金车 李旭 雷雨虹 王星宇 谢祥珊 孙彩霞 王金艳 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期371-379,共9页

利用南京市2016年1月1日-2020年12月31日城市空气质量监测站点的ρ(NO_(2))、ρ(O_(3))、ρ(PM_(10))、ρ(CO)和ρ(PM2.5)逐小时观测资料,分析南京的O_(3)污染特征.使用随机森林重要度评估法筛选出对ρ(O_(3))影响较大的污染物因子、污... 利用南京市2016年1月1日-2020年12月31日城市空气质量监测站点的ρ(NO_(2))、ρ(O_(3))、ρ(PM_(10))、ρ(CO)和ρ(PM2.5)逐小时观测资料,分析南京的O_(3)污染特征.使用随机森林重要度评估法筛选出对ρ(O_(3))影响较大的污染物因子、污染持续性因子和气象因子作为机器学习预报模型的输入变量。采用随机森林算法(RF)和支持向量机算法(SVM)建立南京市不同季节的ρ(O_(3))预报模型,对比分析两种模型的预报效果,结果表明,近5a南京市ρ(O_(3))的日变化整体呈单峰型,午后较高;ρ(O_(3))具有明显的季节变化特征,夏季较高;2016-2020年ρ(O_(3))_(8h)的年际变化总体呈下降趋势,且ρ(O_(3))的超标天数在减少,说明南京市政府实施的O_(3)治理措施有明显效果;RF和SVM算法均能较好地预测ρ(O_(3)),预测值与观测值较为接近;相较于RF模型,SVM四季模型的预测值与观测值的相关系数更接近1,均方根误差与平均绝对误差都较小,预报效果较优。 展开更多

关键词 机器学习 随机森林 支持向量机 臭氧 预报

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3种机器学习方法对空气污染预报效果的对比

7

作者 陈金车 迪里努尔·牙生 +4 位作者 王田宇 李旭 王金艳 谢祥珊 孙彩霞 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期638-646,共9页

以中国西北5个省会城市为研究区域,利用2015年1月1日-2020年7月21日空气质量监测资料与气象数据构建基于多元逐步回归(MSR)、随机森林(RF)与支持向量机(SVM)的空气污染预报模型,以平均绝对误差、均方根误差及拟合度指数I_(A)为评判指标... 以中国西北5个省会城市为研究区域,利用2015年1月1日-2020年7月21日空气质量监测资料与气象数据构建基于多元逐步回归(MSR)、随机森林(RF)与支持向量机(SVM)的空气污染预报模型,以平均绝对误差、均方根误差及拟合度指数I_(A)为评判指标,对模型的模拟精度进行对比分析.结果表明,针对5个城市构建空气污染预报模型时,RF重要性评估法比Spearman相关系数法更适用于筛选预报因子.MSR、RF与SVM模型的预报性能由强至弱依次为MSR>RF>SVM.3种模型预报结果均I_(A)>0.8,预报值与实际观测值之间的相关程度较高. 展开更多

关键词 机器学习 多元逐步回归 随机森林 支持向量机 空气污染预报

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兰州市气象因子和环境因子对哮喘的影响 被引量：1

8

作者 李龙燕 王金艳 +2 位作者 陈金车 付旭东 董继元 《甘肃科技》 2020年第15期71-75,130,共6页

汇总2014-2017年兰州市气象因子、大气环境因子以及哮喘每日门诊数据,控制时间趋势、星期几效应、节假日效应、以及其他气象因子和大气污染物的混杂,采用基于时间序列的广义相加模型定量评价气象因子和环境因子对哮喘就诊人次的影响。... 汇总2014-2017年兰州市气象因子、大气环境因子以及哮喘每日门诊数据,控制时间趋势、星期几效应、节假日效应、以及其他气象因子和大气污染物的混杂,采用基于时间序列的广义相加模型定量评价气象因子和环境因子对哮喘就诊人次的影响。结果表明:研究期间兰州市哮喘发病率整体呈增长趋势,秋季为高发季节;平均气温每上升1℃,儿童超额危险度为0.79%,最高气温每上升1℃,儿童超额危险度为0.76%,相对湿度增加1%,儿童超额危险度为0.34%;最低气温每下降1℃,老人超额危险度为1.8%,且具有一定的滞后性。因此在哮喘预防工作中要充分考虑哮喘发病的季节性特点和气象因子的滞后性特点,尤其要重视儿童和老人等机体免疫能力弱的人群。 展开更多

关键词 哮喘 气象因子和环境因子 广义相加模型

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基于BP神经网络的农业原材料价格预测 被引量：1

9

作者 柴俊伟 陈金车 +1 位作者 苏士翔 张鑫 《智慧农业导刊》 2021年第3期19-21,共3页

文章基于几种常见的农业原材料(粗羊毛、细羊毛、椰干和棉花)价格数据利用BP神经网络算法对它们的价格进行了预测。研究结果表明:BP神经网络对农业原材料的价格有较强的预测能力,预测值与真实值十分接近,预测准确率都能达到90%以上;BP... 文章基于几种常见的农业原材料(粗羊毛、细羊毛、椰干和棉花)价格数据利用BP神经网络算法对它们的价格进行了预测。研究结果表明:BP神经网络对农业原材料的价格有较强的预测能力,预测值与真实值十分接近,预测准确率都能达到90%以上;BP神经网络对棉花价格的预测准确率最高,粗羊毛和细羊毛次之,对椰干价格的预测准确率最低,这与椰干价格的不稳定性有关。 展开更多

关键词 BP神经网络 农业原材料 价格 预测

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基于支持向量机的张掖市温度预报研究 被引量：1

10

作者 吴永涛 陈金车 +2 位作者 徐延欣 柴俊伟 张鑫 《甘肃科技》 2022年第5期26-28,36,共4页

基于21种常见的气象要素数据,利用支持向量机回归模型对张掖市的气温、最高气温、最低气温、24 h变温、露点温度和0 cm地温进行了预报。研究结果表明:支持向量机对张掖市温度有较强的预报能力,预报值与真实值十分接近,预报准确率都能达... 基于21种常见的气象要素数据,利用支持向量机回归模型对张掖市的气温、最高气温、最低气温、24 h变温、露点温度和0 cm地温进行了预报。研究结果表明:支持向量机对张掖市温度有较强的预报能力,预报值与真实值十分接近,预报准确率都能达到90%以上;支持向量机对最低气温预报结果的平均绝对误差和均方根误差最小,为0.440℃和0.747℃,准确率达到了97.85%,对0 cm地温预报结果的平均绝对误差和均方根误差最大,为2.539℃和3.894℃,准确率为91.41%。 展开更多

关键词 气温 预报 支持向量机

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近51年河北省潜在蒸散量的时空分布特征

11

作者 陈金车 迪丽胡玛·麦麦提 苏士翔 《智慧农业导刊》 2021年第3期43-45,共3页

作为主要粮食生产地,中国河北省具有极大的干旱脆弱性。文章以河北省1967-2017近51年20个站点的逐日气象数据为基础资料,采用FAO P-M公式计算河北省的潜在蒸散量,得到了河北省不同地区潜在蒸散量变化趋势,利用多种不同数理统计方法分析... 作为主要粮食生产地,中国河北省具有极大的干旱脆弱性。文章以河北省1967-2017近51年20个站点的逐日气象数据为基础资料,采用FAO P-M公式计算河北省的潜在蒸散量,得到了河北省不同地区潜在蒸散量变化趋势,利用多种不同数理统计方法分析了河北省潜在蒸散量时空分布特征。结果表明,河北省多年潜在蒸散量呈下降趋势,降水量呈现出稳定的状态。全省多年潜在蒸发量在900-1100mm之间,全年平均降水量在300-600mm之间。突变分析结果表明,全省年潜在蒸散突变年份为1976年,春、夏、秋、冬季潜在蒸散突变年份分别为2008年、1999年、2005年和1970年。河北省全年潜在蒸散量和降水量幅度差较大,大部分地区呈现缺水现象。本研究为河北省水资源的优化配置、监测管理和农业的发展提供一定的理论支持。 展开更多

关键词 潜在蒸散量 降水 干旱 时空特征 河北

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起沙方案及Nudging对中国西北沙尘模拟的影响

12

作者 王金艳 王之屹 +6 位作者 苏士翔 陈敏 张鑫 陈金车 孙彩霞 谢祥珊 李旭 《环境保护科学》 CAS 2022年第4期59-67,共9页

利用耦合了AFWA和Shao04起沙参数化方案的WRF-Chem模式结合Nudging方法,对2020年4月9~11日发生在我国西北地区的一次沙尘天气过程进行模拟,结合地面及卫星观测数据,对模式模拟沙尘的能力进行了初步验证,分析了不同起沙方案及其结合Nudg... 利用耦合了AFWA和Shao04起沙参数化方案的WRF-Chem模式结合Nudging方法,对2020年4月9~11日发生在我国西北地区的一次沙尘天气过程进行模拟,结合地面及卫星观测数据,对模式模拟沙尘的能力进行了初步验证,分析了不同起沙方案及其结合Nudging方法后对模式模拟结果的影响。结果表明,2种起沙方案均有能力再现此次沙尘天气过程,开启Nudging后2种方案模拟出的沙尘分布结果都有所改进。对于地面沙尘模拟,在沙尘源区不开Nudging的模式模拟结果更接近观测,在沙尘影响区开启Nudging后的模拟结果更优。整体而言,结合了Nudging方法的Shao04起沙方案对我国西北地区的沙尘过程具有更好的模拟能力。Nudging方法对模式模拟风场的能力改进较为明显,从而提高了模式对沙尘的模拟能力。 展开更多

关键词 起沙参数化方案 Nudging方法 WRF-Chem 沙尘天气 数值模拟

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人工智能算法对风功率曲线的改进

13

作者 陈金车 苏士翔 蒋强 《智慧农业导刊》 2021年第2期21-23,共3页

文章基于气象数据分别利用多种不同的人工智能算法对华家岭风电场的风电功率进行了模拟。研究结果表明:几种人工智能算法都可以较好地模拟风电功率,且平均准确率都达到了88%以上;以平均绝对误差(MAE)为评价指标来看,经遗传算法优化的BP... 文章基于气象数据分别利用多种不同的人工智能算法对华家岭风电场的风电功率进行了模拟。研究结果表明:几种人工智能算法都可以较好地模拟风电功率,且平均准确率都达到了88%以上;以平均绝对误差(MAE)为评价指标来看,经遗传算法优化的BP神经网络模拟效果最好,平均绝对误差为21.6MW;以均方根误差(RMSE)为评价指标来看,随机森林模拟效果最好,均方根误差为30.3MW,经遗传算法优化的BP神经网络模拟效果次之,均方根误差为30.4MW。 展开更多

关键词 人工智能算法 风电功率 气象因子 模拟

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