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基于卡尔曼滤波融合算法的空气质量指数预测
  • ISSN号:1001-3865
  • 期刊名称:《环境污染与防治》
  • 时间:0
  • 分类:TP274.2[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]天津工业大学电气工程与自动化学院,天津300387, [2]天津工业大学电工电能新技术天津市重点实验室,天津300387
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.61203302); 天津市应用基础与前沿技术研究计划项目(No.14JCYBJC18900)
中文摘要:

分析了卡尔曼滤波算法的基本原理及其对空气质量指数(AQI)的预测机制。利用自回归滑动平均模型(ARMA)为卡尔曼滤波建立数学模型,提出了将径向基函数(RBF)神经网络融合于卡尔曼滤波,实现了新的融合算法对AQI进行预测。根据AQI时间序列的特点,建立了自回归预测模型,进而建立卡尔曼滤波的状态方程和测量方程。采用随机梯度逼近训练算法训练RBF神经网络,用RBF神经网络的输出作为卡尔曼滤波测量方程的观测值。仿真结果表明,融合了RBF神经网络后的卡尔曼滤波预测算法改善了单一方法预测滞后的现象,减小了误差,提高了预测精度。

英文摘要:

The basic principle of the Kalman filtering algorithm and its prediction mechanism of air quality index(AQI)were analyzed.This paper using auto-regressive and moving average model(ARMA)to establish a mathematical model for Kalman filtering and put forward radial basis function(RBF)neural network merging with Kalman filtering to achieve a new fusion algorithm for AQI forecast.According to the characteristics of AQI time series,auto-regressive prediction model was established,then Kalman filtering state equation and measurement equation were established.The stochastic gradient approximation algorithm was used to train the RBF neural network,and the output of RBF neural network was used as the observation value of the Kalman filtering measurement equation.Simulation results showed that compared with a single method,the Kalman filtering prediction algorithm combined with RBF neural network had improved the lag phenomenon,reduced errors and raised the prediction accuracy.

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期刊信息
  • 《环境污染与防治》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:浙江省环境保护局
  • 主办单位:浙江省环境保护科学设计研究院
  • 主编:金均
  • 地址:中国杭州天目山路109号
  • 邮编:310007
  • 邮箱:hjwrfz@vip.163.com
  • 电话:0571-87986875 87998967
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-3865
  • 国内统一刊号:ISSN:33-1084/X
  • 邮发代号:32-15
  • 获奖情况:
  • 全国自然科学类核心期刊,2000年获第一届全国环境类期刊评比一等奖,1997-1998年度优秀期刊二等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:25102