变分模态分解(VMD)

【ABB LGR】基于VMD-Transformer-ECM模型的空气中有害气体浓度预测2025 / 1 / 20

张子煜发表于北京化工大学学报(自然科学版) . 2024 ,51 (06) 1.北京化工大学信息科学与技术学院2.北京遥测技术研究所   摘要： 空气中有害气体的浓度序列具有较强的复杂性、非线性及波动性，为气体浓度的准确预测带来了很大挑战。针对该问题，提出了一种基于变分模态分解（VMD）和误差补偿（ECM）的Transformer预测模型（VMD-Transformer-ECM）。 首先通过VMD将气体浓度时间序列分解成不同频率的本征模态函数（IMF），以降低预测模型输入的复杂性和非平稳性； 然后通过Transformer模型对分解所得的各模态分量进行预测，并对预测结果进行重构以得到初步预测值； 最后通过ECM模型对误差序列进行预测，并使用误差预测值来补偿初步预测值，以进一步提高模型的预测精度。 在不同数据集中对所提模型进行了验证，结果显示，与其他模型相比，VMD-Transformer-ECM模型对CO2及其他有害气体浓度预测的平均绝对百分比误差（MAPE）和均方根误差（RMSE）最小，决定系数（R2）最大，其中在预测步长为3 h时，本模型对CO2浓度预测的MAPE为4.38%,RMSE为35.44×10-6,R2为0.94，表明所提模型的预测精度较高，预测性能较好。  关键词： 有害气体,Transformer,变分模态分解(VMD),误差补偿(ECM),气体浓度预测   我司代理的 ABB LGR 污染气体分析仪系列产品，包括三种仪器。即：1、氨气分析仪，2、硫化氢／氨气分析仪，3、二氧化氮分析仪。 我司代理的ABB LGR 温室气体分析仪系列产品，包括十种与温室气体相关的分析仪器。即：1、温室气体分析仪，2、多气体碳排放分析仪，3、便携式温室气体分析仪，4、超便携温室气体分析仪，5、便携式氨气分析仪，6、氧化亚氮／一氧化碳分析仪，7、甲烷／氧化亚氮分析仪，8、羰基硫分析仪，9、便携式甲烷分析仪，10、便携式氧化亚氮分析仪。   欢迎来电咨询！