根據(jù)式(24)-(26)計(jì)算出各個(gè)預(yù)測(cè)模型的MAE、RMSE、MAPE三個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，如表4所示。通過表4的數(shù)據(jù)分析可知，在同種條件下，SVR模型的預(yù)測(cè)性能優(yōu)于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，不同的SVR組合優(yōu)化方法獲得的超參數(shù)使水質(zhì)溶解氧預(yù)測(cè)模型精度和性能存在一定的差異，GNIPSO-SVR的預(yù)測(cè)精度和運(yùn)行時(shí)間都優(yōu)于其它模型。由圖8的預(yù)測(cè)絕對(duì)誤差可見，在突變點(diǎn)的誤差較大，主要是學(xué)習(xí)樣本點(diǎn)較少造成的，GNIPSO-SVR模型可以降低突變點(diǎn)的誤差，而且GNIPSO-SVR的絕對(duì)誤差大部分是處于[0,0.5]的范圍。因此，GNIPSO算法優(yōu)化SVR模型的超參數(shù)時(shí)，能獲得較優(yōu)的超參數(shù)組合，GNIPSO-SVR模型在實(shí)際問題中具有較好的適應(yīng)性，在DO的預(yù)測(cè)中具有較高的精確度，可以更好的應(yīng)用于水質(zhì)指標(biāo)的預(yù)測(cè)，有助于相關(guān)部門對(duì)水環(huán)境的監(jiān)管。

4結(jié)論

本文利用主成分分析(PCA)、互信息(MI)、非線性慣性權(quán)重遞減的粒子群優(yōu)化算法(GNIPSO)和支持向量回歸機(jī)(SVR)，提出了一種基于高斯函數(shù)的非線性權(quán)重遞減的粒子群算法優(yōu)化支持向量回歸機(jī)(GNIPSO-SVR)的預(yù)測(cè)模型，通過實(shí)驗(yàn)證明了GNIPSO算法優(yōu)化SVR的參數(shù)優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)的PSO算法和慣性權(quán)重線性遞減的PSO算法。

在實(shí)證中，首先利用PCA分析了其它水質(zhì)指標(biāo)和污染物與溶解氧的相關(guān)性并確定了應(yīng)選取8個(gè)特征變量，再結(jié)合MI值選擇了電導(dǎo)率、總磷、濁度、高錳酸鉀指數(shù)、PH、總氮、PM2.5、O3等8個(gè)影響因子作為預(yù)測(cè)模型的輸入，降低了變量之間的耦合性，消除了信息冗余對(duì)預(yù)測(cè)精度的影響，再利用GNIPSO-SVR、標(biāo)準(zhǔn)SVR、PSO-SVR三種模型對(duì)上海市的水質(zhì)指標(biāo)溶解氧進(jìn)行預(yù)測(cè)，仿真結(jié)果表明，本文建立的GNIPSO-SVR模型既體現(xiàn)了SVR模型泛化能力強(qiáng)、計(jì)算效率高的特點(diǎn)，也體現(xiàn)了GNIPSO具有較高的快速全局尋優(yōu)能力，進(jìn)一步提高預(yù)測(cè)精度和運(yùn)行效率。而且在上海市長(zhǎng)江流域的水質(zhì)指標(biāo)溶解氧的預(yù)測(cè)模型中GNIPSO-SVR算法的預(yù)測(cè)精度更高，運(yùn)行時(shí)間較短，預(yù)測(cè)誤差更穩(wěn)定，驗(yàn)證了GNIPSO-SVR模型在實(shí)際問題應(yīng)用中的有效性。

水質(zhì)的污染程度受多種因素的影響，但在本文中溶解氧的影響因素只考慮了水質(zhì)系統(tǒng)的內(nèi)源因素和空氣中的污染物，并未考慮人為因素的影響，因此，下一步可以從此進(jìn)行分析研究。

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