在基于迭代法的策略中,首先計算一步超前預測,然后基于一步超前預測值來預測其他數據。另一方面,在基于直接法的策略中,可以根據相同的預測模型估算一步超前或多步超前值。通常,累積誤差是影響迭代法中預測精度的重要因素,而計算成本則是直接法中需要考慮的重要因素。
除此之外還提出了一些其他算法,例如多輸入多輸出(MIMO)方法和DirRec策略,以及多輸入多輸出(MISMO)預測模型等。在MIMO和MISMO算法中,主要思想是獲得更高的預測精度。同時,這些方法都具有較高的計算成本。在MISMO算法中,初始預測任務通常被轉換為子任務,進而使用最優解計算輸出,其中算法復雜度是一個關鍵問題。
與現有技術相比,本發明的有益效果是:本方法通過采用基于圖像模型的長短時記憶時間序列模型,該模型將長短時記憶神經網絡預測和貝葉斯圖形推理結合起來,大大減少了算法的復雜度,并采用最優估計原理和遞歸的算法獲得更高的預測精度。同時通過采用基于概率論和貝葉斯規則提出遞歸運算結構,以獲得更好的預測性能,該結構比現有模型更好的性能。
步驟3,將訓練數據重建,得到重建的訓練數據;其中基于長短時記憶網絡的時間序列預測模型,構建一個多輸入單輸出的非線,使用重建的訓練數據,計算GUR參數,并且GUR參數服從高斯分布,然后估計概率密度;首先基于梯度下降算法計算GUR參數,然后基于最大似然法估計概率密度密度。
}和測試數據{at+1,…,aT}。步驟2,基于Takens定理計算相空間重構參數:D,τ。重構過程具體為:對于一個非線性系統S,通過觀測得到一組測量值x(n),n=1,2,…N。利用此測量值可以構造一組m維向量X(n)=(x(n),x(n-τ),……,x(n-(D-1)τ)) (1)
是相關維數。該過程描述即為訓練數據重建過程,即將第n到n-(D-1)τ時刻數據作為系統輸入數據,將n+h步數據作為系統輸出數據,從而建立輸入與輸出數據的數據對。這些數據對將用于系統的訓練。步驟4,使用重建的訓練數據[x
]i=1:t,計算GUR參數Wz,Wr,W,并且該參數服從高斯分布,然后估計概率密度;具體的基于梯度下降算法計算GUR參數Wz,Wr,W;通過先驗知識和大數據統計,然后通過最大化學習ML算法或極大似然法進行參數估計得到概率密度P(x,h);刪去原來的P(ht,zt)等。如圖2所示,為GUR模型示意圖,即GUR這種自回歸神經網絡神經元結構,其中W代表核心單元Cell內存中權值矩陣,W(r)為輸入單元的網絡權值矩陣,W(z)為輸出單元網路權值矩陣。具體神經網絡權值計算可以通過神經網絡訓練算法進行計算,可依據訓練數據對采用誤差反傳算法。步驟5,對于測試數據{a
}。根據該公式,輸入xt及ht-1,通過圖2中數據流及公式計算,即獲得ht。步驟6,基于先驗信息設置先驗分布;具體的首先將GUR參數空間分成多個小區間;然后確定每個小區間的決定主觀概率,決定主觀概率需滿足非負性公理,即對任意事件A,0≤P(A)≤1,正則性公理,即必然事件的概率為1,可列可加性公理,對可列個互不相容的事件A1,A2,A3……,得到或依據歷史數據確定主觀頻率;然后依據主觀頻率得到頻率直方圖,在依據該直方圖得到的平滑曲線,即為先驗分布P(h