恭喜淮陰工學院陳伯倫獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜淮陰工學院申請的專利一種基于信息熵和反向傳播神經網絡的大氣污染物指數預測方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN114971006B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-03-21發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210559826.6,技術領域涉及:G06Q10/0637;該發明授權一種基于信息熵和反向傳播神經網絡的大氣污染物指數預測方法是由陳伯倫;朱鴻飛;袁奔;姜文心;喬偉銳;于永濤設計研發完成,并于2022-05-21向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于信息熵和反向傳播神經網絡的大氣污染物指數預測方法在說明書摘要公布了:本發明屬于大氣污染指數分析技術領域,公開了一種基于信息熵和反向傳播神經網絡的大氣污染物指數預測方法,將每一個氣象數據和所有的大氣污染物建立相關度聯系,并以時間梯度計算每一個大氣污染物濃度和所有的氣象因素的相似度,接著把時間序列相似度看作是該氣象數據影響大氣污染物濃度的程度大小,計算每一個氣象數據的信息熵,最后選擇信息熵最大的氣象數據與大氣污染物使用反向傳播神經網絡訓練模型,并預測未來大氣污染物濃度值。與現有技術相比,本發明將物理學中的信息熵運用于大氣污染物預測,極大的減少了不同參數對預測結果的影響,降低了預測算法的復雜度,且預測準確度有所提高。
本發明授權一種基于信息熵和反向傳播神經網絡的大氣污染物指數預測方法在權利要求書中公布了:1.一種基于信息熵和反向傳播神經網絡的大氣污染物指數預測方法,具體步驟如下:步驟1:數據預處理:將大氣污染物數據分別與氣象數據一一關聯,并對每一列數據進行歸一化處理,得到我們想到的t天大氣污染物數據和氣象數據大氣污染物數據包括CO濃度、SO2濃度、NO2濃度、PM2.5濃度、PM10濃度以及O3濃度;氣象數據包括體感溫度、降水量、水平能見度、相對濕度、風速、風力、風向、氣溫以及氣壓;所述步驟1中對數據預處理的具體步驟如下:首先獲取原始大氣污染物數據B和氣象數據A,進行時間序列劃分,并一一對應;1.1將大氣污染物數據氣象數據結合,形成新的矩陣S,如下所示: 其中,代表第j個大氣污染物元素在t時刻的濃度,代表第i個氣象數據在t時刻的濃度;1.2將數據進行歸一化操作,用離差標準化對原始數據進行線性改變;步驟2:相關系數計算:對t天的大氣污染物數據和氣象數據進行關聯系數的計算,得到關聯系數集合所述步驟2中相關系數計算的具體步驟如下:2.1先計算這兩項數據的協方差,公式如下: 其中,Cov代表ai和bj兩項數據的的協方差關聯系數,Cov的值越大,表示ai和bj向一個方向發展,即說明ai和bj的關聯程度高;2.2計算出每一個大氣污染物數據和氣象數據的關聯程度,計算相關系數rij公式如下: 其中,rij代表第i個氣象因素和第j個大氣污染物之間的關聯程度,δa,δb代表大氣污染物a和氣象數據b在t時間段內的方差;計算出氣象數據和每一個大氣污染物數據之間的關聯程度,并歸一化處理,得到所有大氣污染物數據和每個氣象數據的關聯系數集合步驟3:信息熵計算:根據關聯系數集合計算每個氣象數據關于所有大氣污染物數據的信息熵Hi,選擇特征信息熵最小的前k個氣象數據;步驟4:大氣污染物數據預測:利用BP神經網絡對選擇的k個特征氣象數據進行訓練,用前t天的數據預測第t+1天至第t+c天的大氣污染物數據。
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