多策略融合学习萤火虫算法在年径流预测中的应用
2021-03-29谢智峰吴润秀
谢智峰,吴润秀,吕 莉
(1.江西科技学院 信息工程学院,江西 南昌 330098;2.南昌工程学院 信息工程学院,江西 南昌 330099)
径流预测是根据径流形成规律,借助已知信息对未来某一段时间内的径流量做出定性或定量的预测,其在防汛抗旱、水资源配置和水库调度等方面发挥着重要作用[1]。径流形成受太阳活动、大气环流和人类活动等诸多因素影响,因此径流预测属于受多因素影响的非线性复杂问题。目前,径流预测的方法主要有小波分析(Wavelet Analysis,WA)[2]、时间序列分析(Time Series Analysis,TSA)[3]、人工神经网络(Artificial Neural Networks,ANN)[4]和支持向量回归(Support Vector for Regression,SVR)[5-7]等。其中,支持向量回归因在解决非线性复杂问题方面表现突出,已成为水文预测领域的常用方法之一。
群智能算法(Swarm Intelligence Algorithm,SIA)是一种新兴的仿生进化算法,具有模型简单、实现容易、鲁棒性强等特点。典型的群智能算法包括粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)[8-9]、人工蜂群算法(Artificial Bee Colony,ABC)[10-11]和萤火虫算法(Firefly Algorithm,FA)[12-14]等。由于这类算法不受优化问题的连续或可微的限制,已广泛应用于无线传感器优化[15-17]、图像压缩[18-19]和径流预测[20-22]等领域。
为获取最佳的SVR核参数组合,很多学者将群智能算法应用于SVR的参数寻优,不仅提高了参数寻优效率,而且获得了较好的泛化性能。王宏伟[23]等将遗传算法(Genetic Algorithm,GA)嵌入SVR,构建了GA-SVR预报模型,取得了较好的预报效果;畅明琦[24]等设计了基于不同预报因子的两组SVR模型,实验结果表明,多预报因子的SVR模型预测效果更佳;蒋林利[25]等提出基于粒子群和模拟退火的混合算法,实现SVR参数优化选取,实验验证了混合算法模型具备较好的泛化性能,预测精度高且稳定。……
