專利名稱：基于beta噪聲核嶺回歸技術的短期風速預報方法
技術領域：
本發(fā)明涉及天氣預報技術領域，具體講，涉及基于beta噪聲核嶺回歸技術的短期風速預報方法。
背景技術：
對于線性系統(tǒng)而言，從Gauss時代起，就利用最小二乘法把平面上的點擬合成直線，把高維空間的點擬合成超平面。經(jīng)歷了 100多年的發(fā)展，經(jīng)典最小二乘法已經(jīng)成為許多領域數(shù)據(jù)處理的最廣泛使用的方法。但是，對于線性回歸中的不適定問題，基于最小二乘法的線性回歸的性能可能變得很壞，針對這種情況，眾多學者研究了最小二乘回歸的改進問題，提出了許多新的回歸算法。嶺回歸(Ridge regression,簡記為RR)就是其中之一,嶺回歸分析是一種專門用于共線性數(shù)據(jù)分析的有偏估計回歸方法，實質(zhì)上是一種改良的最小二乘估計法，通過放棄最小二乘法的無偏性，以損失部分信息、降低精度為代價獲得回歸系數(shù)更為符合實際、更可靠的回歸方法，對病態(tài)數(shù)據(jù)的耐受性遠遠強于最小二乘法。嶺回歸算法自A. E. Hoerl和R. ff. Kennard于1962年提出以來，就得到了廣泛的關注，它成功應用于科學技術和社會科學等各個方面。設給定數(shù)據(jù)D1 = Kx1, Y1) , (x2, J2) , L, (X1, yx)} (I)其中Xi G Rn，yi G R，i = 1，2，L, I，多元線性回歸模型為f (x) = wT x+b，其中X= (X1, x2,…，X1)1,參數(shù)向量CO G Rn決定最小二乘回歸和嶺回歸模型,其中，Xi G X =Rn，Rn表示n維歐式空間，R表示實數(shù)集，I表示樣本個數(shù)，上標T表示轉置。通過最小化目標函數(shù)
權利要求
1.一種基于beta噪聲核嶺回歸技術的短期風速預報方法，其特征是，包括如下步驟 包括如下步驟通過最大似然估計導出基于beta噪聲模型的損失函數(shù)，在此基礎上構造基于beta噪聲模型的核嶺回歸機，最后利用基于beta噪聲模型的核嶺回歸技術得到短期風速預報；應用基于beta噪聲模型的核嶺回歸技術進行短期風速預報主要通過以下幾個步驟來實現(xiàn)1)設給定具有beta噪聲影響的數(shù)據(jù)集D1= Kx^y1), (x2,y2) ,L, (X^y1)I ,其中Xi e X =Rn, Yi e R, i = 1,2, L, I, Rn表示η維歐式空間，R表示實數(shù)集，I表示樣本個數(shù)；求取最優(yōu)損失函數(shù)；2)利用遺傳算法確定參數(shù)C、m、n;選取最優(yōu)核函數(shù)Κ( · , ·), m、η為Beta噪聲模型的損失函數(shù)中的參數(shù)，由噪聲分布的期望P和方差σ2確定，即m= (1-μ) * μ2/σ2-μ,η =1- μ / μ · m ；3)構造并求解最優(yōu)化問題
2.如權利要求1所述的基于beta噪聲核嶺回歸技術的短期風速預報方法，其特征是， 利用遺傳算法確定參數(shù)C、m、η具體為利用遺傳算法確定基于beta噪聲模型的核嶺回歸機的參數(shù)C、m、n.提出的基于beta噪聲模型的核嶺回歸機應用Matlab 7.1程序語言實現(xiàn)，取初始參數(shù)是 Max_cgen = 100，BN-KRR 的參數(shù) C e [1，201]，m，n e (0，+ ^ )。
3.如權利要求1所述的基于beta噪聲核嶺回歸技術的短期風速預報方法，其特征是， 選取最優(yōu)核函數(shù)K ( ·，·)是利用核技巧構造核函數(shù)K ( ·，·)，把基于beta噪聲模型的線性嶺回歸機推廣為beta噪聲模型的非線性嶺回歸機；其中K(xi; Xj) = (Φ (Xi) gC> (Xj))， Φ :Rn — H，H為Hilbert空間，(XigXj)為H空間中的內(nèi)積；1)多項式核函數(shù)K(Xi,Xj) = ((Xi · Xj)+l)d是正整數(shù)；2)Gauss 徑向基核函數(shù)Κ(Χρ Xj) = exp (- || X1-Xj || 2/ σ 2)。其中d是正數(shù),取d = 2或3 ; σ是正數(shù),取σ = O. 2。
4.如權利要求1所述的基于beta噪聲核嶺回歸技術的短期風速預報方法，其特征是， 構造并求解最優(yōu)化問題進一步具體為基于beta噪聲的核嶺回歸的原問題為
全文摘要
本發(fā)明涉及天氣預報技術領域。為滿足實際應用中(如風力發(fā)電、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等)對短期風速預報的要求，為達到上述目的，本發(fā)明采取的技術方案是，基于beta噪聲核嶺回歸技術的短期風速預報方法，包括如下步驟通過最大似然估計導出基于beta噪聲模型的損失函數(shù)，在此基礎上構造基于beta噪聲模型的核嶺回歸機，最后利用基于beta噪聲模型的核嶺回歸技術得到短期風速預報。本發(fā)明主要應用于天氣預報。
文檔編號G06F19/00GK103020485SQ20131000682
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月8日 優(yōu)先權日2013年1月8日
發(fā)明者胡清華, 張仕光 申請人:天津大學