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[期刊] 林业科学
[作者]
薛海连 田相林 曹田健
【目的】以基于碳平衡的过程模型CROBAS为例,提出一种结合经验模型与过程模型的混合建模方法,优化华山松过程模型CROBAS-PA的参数,探索在建模数据不足情况下预估复杂过程模型参数的有效途径。【方法】参数优化模型的目标函数设为过程模型CROBAS-PA与经验模型QUASSI 1.0在树高和生物量预测上的离差,优化模型的决策变量选取过程模型中10个随气候和树种调整的参数(树冠树叶分形维数、消光系数、比叶面积、最大光合速率、树叶衰老率、叶表面积密度、自然整枝参数、树枝边材率、树干边材衰老率和树枝边材衰老率),约束条件为过程模型参数的可行域。选用差分演化算法,采用Sobol一阶灵敏度和全局灵敏度系数进行参数敏感性分析与评估,利用平均误差(ME)、平均绝对误差(MAE)和平均相对误差(MRE)进行模型检验。【结果】经参数优化后的华山松过程模型CROBAS-PA的有效预测时间可达20年,树高和胸径预测值平均绝对误差分别小于1.03 m和1.19 cm,平均相对误差分别低于5.59%和2.59%。灵敏度分析显示,最大光合速率、比叶面积、消光系数、树冠树叶分形维数对树高和胸径的生长变化有明显影响,而叶表面积密度对胸径和树高的生长变化影响较小。【结论】经参数优化后的华山松过程模型CROBAS-PA可以较准确预测华山松的树高和胸径生长以及林木各器官中的碳分配,基于经验-过程混合建模方法在复杂过程模型参数预估中具有一定应用潜力。
[期刊] 统计与决策
[作者]
王方成 刘玉敏 崔庆安
针对小样本情况下混合型参数的复杂作用关系过程建模及优化问题，文章提出基于高斯过程回归和B样条曲线相结合的建模及优化方法。首先采用B样条基函数与其控制顶点的加权求和建立函数型参数模型，然后运用超拉丁方设计对控制顶点与标量型参数进行采样并建立高斯过程回归模型，最后对所构建的模型进行遗传算法寻优。仿真与实证研究表明，该方法能够在可行域内较好地对具有复杂作用关系的混合型参数建模，与传统的实验设计方法相比，该方法能够在可行域内实现全局性最优。
[期刊] 工业工程与管理
[作者]
沈康 韦勇 何非 贾蓉静
对锻造行业生产过程中各阶段能耗进行了分析.针对装炉过程对实际生产中不同锻坯混合装炉形式进行了建模,给出两种不同模型下的锻件装炉体积、数量最大化的优化目标。基于提出的装炉优化目标,并结合贪心法的启发进行装炉容量差最小化、装炉量最大化的装炉方法设计。最后结合实际案例对设计的算法进行验证,得出了不同情况下最大装炉利用率方案。
关键词：
锻造生产 节能减排 装炉建模 装炉调度
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王亚南 王军辉 祁万宜 高新章 王庆灵 张培
【目的】研究华山松种源对树高生长模型参数的影响,为建立通用的华山松树高生长模型奠定基础。【方法】以湖北省宜昌市大老岭林场华山松种源试验林为研究对象,利用林龄4~10年、24年和32年的树高数据,建立华山松11个种源的基础模型、哑变量模型和非线性混合模型,并对各模型的拟合精度进行比较。【结果】在Richards、Logistic、Schumacher和Korf 4个最常用的树高理论方程中,以Richards方程的拟合效果最好,故选其作为基础模型。哑变量模型和非线性混合模型的检验结果均显示,华山松种源对树高生长模型的渐进参数有显著影响,而对生长速率参数和形状参数无显著影响。对比3种模型的决定系数R...
[期刊] 统计与决策
[作者]
张琳 袁凌翔
极端值估计是损失评估的重要研究部分,文章在贝叶斯方法的基础上,用半参数混合模型来拟合损失。在确定模型参数的过程中,运用贝叶斯方法对参数建模,将参数转化成随机变量,并基于马尔卡夫蒙特卡罗(MCMC)抽样得到参数的估计值。该方法的特点是参数数量少,通过抽样把参数转化成随机变量,给出所有参数可能取值的频率分布图。实证结果表明模型结果既考虑了参数的不确定性,又兼顾了损失的厚尾性。
[期刊] 统计与决策
[作者]
张琳 袁凌翔
极端值估计是损失评估的重要研究部分,文章在贝叶斯方法的基础上,用半参数混合模型来拟合损失。在确定模型参数的过程中,运用贝叶斯方法对参数建模,将参数转化成随机变量,并基于马尔卡夫蒙特卡罗(MCMC)抽样得到参数的估计值。该方法的特点是参数数量少,通过抽样把参数转化成随机变量,给出所有参数可能取值的频率分布图。实证结果表明模型结果既考虑了参数的不确定性,又兼顾了损失的厚尾性。
[期刊] 林业科学
[作者]
祖笑锋 倪成才 Gorden Nigh 覃先林
【目的】基于加拿大哥伦比亚省美国黄松79株解析木数据,研究如何用经验线性无偏最优预测法(EBLUP)预测优势木树高生长过程,并分析预测精度与观测次数、观测间隔和预测时长的关系。【方法】随机抽取49株解析木数据拟合树高生长混合效应模型,30株解析木数据用于EBLUP的预测分析。树高生长模型以Richards,Logistic,Korf等为基础模型,选用AIC,BIC及Loglik 3个统计量评价模型的拟合效果。模型拟合用R软件的nlme函数实现,预测分析以预测误差均方(MSPE)为评价标准。在分析观测间隔、观测次数和预测时长对MSPE的影响时,为分离出1个因素的影响效果,将2个因素保持不变,以分...
[期刊] 林业科学研究
[作者]
李永慈 唐守正
本文用5块不同密度样地的树高生长资料,根据线性和非线性混合模型理论,利用SAS的Mixed过程和Nlmixed过程,分别拟合线性混合模型和非线性混合树高生长模型。根据预测值和固定效应同时绘制出不同密度下的高生长曲线和平均高生长曲线,充分显示了混合模型的优势,即它可以同时反映总体的平均变化趋势和个体之间的差异。
关键词：
混合模型 随机效应 固定效应 生长模型
[期刊] 中国农业科学
[作者]
崔炜楠 聂志刚 李广 王钧
【目的】作为农业智能化生产的核心决策模块，作物模型的精确模拟取决于模型参数的高效准确优化。为了提高调参效率，提升作物模型的性能和精确度，本研究通过改进优化算法对旱地春小麦籽粒生长子模型进行单目标参数优化，为中国西北部黄土丘陵区旱地春小麦的适应性研究提供参考，扩大模型的应用范围，以便于模型更好地指导农业生产。【方法】立足于2015—2021年甘肃省定西市安定区凤翔镇安家坡村的田间试验，结合1970—2021年的天气数据和年鉴产量数据，在发挥传统混合蛙跳算法（SFLA）全局交流、局部深度搜索的基础上，使用轮盘赌选择策略对旱地小麦籽粒生长阶段的6个参数进行进一步的优化，进行算法改进前后产量实测值与模拟值的误差计算与对比，对APSIM-Wheat模型进行检验。【结果】（1）在相同的迭代次数下，传统混合蛙跳算法在200次左右收敛，改进后的混合蛙跳算法在100次左右收敛；（2）旱地春小麦籽粒生长阶段的参数优化结果为小麦茎部分的每克籽粒数为26.0；开花至开始灌浆阶段的潜在籽粒灌浆速率为0.00119 grain/d；灌浆阶段的潜在籽粒灌浆速率为0.00174 grain/d；氮限制下的潜在籽粒灌浆速率为6.20×10~(-5) g grain/d；氮限制下的最小籽粒灌浆速率为1.90×10~(-5) g grain/d；单株小麦籽粒部分的最大干重值为0.0437 g;(3)分别使用传统混合蛙跳算法优化后所得参数值和改进混合蛙跳算法优化后所得参数值模拟小麦产量，参数优化后，产量实测值与模拟值的均方根误差（RMSE）从363.22 kg·hm~(-2)降至57.85 kg·hm~(-2)，标准均方根误差（NRMSE）从21.78%降至3.47%。【结论】相较于传统的混合蛙跳算法，改进后的混合蛙跳算法增加了种群和子群的多样性，收敛速度快，提高了优化效率和精度，优化后的结果符合旱地春小麦的生长发育过程，适用性较高，明显改善了中国西北部黄土丘陵农业区APSIM-Wheat模型的性能。
[期刊] 林业科学
[作者]
符利勇 张会儒 李春明 唐守正
非线性混合效应模型是针对回归函数依赖于固定效应和随机效应的非线性关系而建立的。一阶线性化算法(FO)和条件一阶线性化算法(FOCE)为2种计算非线性混合效应模型参数的常用线性化算法。本文基于FOCE算法,提出一种改进的随机效应参数计算方法,并利用树高生长数据和模拟数据对3种算法进行分析和比较。结果表明:改进的FOCE算法得到的随机效应参数更能反映个体间的随机差异,并且拟合效果更好。
[期刊] 统计研究
[作者]
李翰芳 罗幼喜 田茂再
本文对混合效应模型提出了一种非参数贝叶斯分位回归方法,通过引进一种新的分层有限正态混合分布,将分位回归建模时对随机误差项的假定放宽至仅有分位点约束之下。通过对混合比例参数假设广泛灵活的Stick-Breaking先验,使得模型捕捉复杂数据分布信息的能力更强。在建立的非参数贝叶斯分层分位回归模型中引入潜变量,使模型参数估计的Gibbs抽样算法中原来每次需要计算(2M)N项函数值变为每次只需计算N项即可。蒙特卡罗模拟显示,在误差分布函数变得较为复杂时,非参数贝叶斯分位回归方法比参数方法在估计效果上有更大的优势。
[期刊] 统计与决策
[作者]
张林 刘辉
Dirichlet过程作为一种典型的变参数贝叶斯模型,基于该过程进行的聚类分析无需预先确定聚类数,聚类数作为模型中的参数由模型和数据自主计算得出,因而成为机器学习研究领域中的一个研究热点,可用于海量数据的聚类分析。文章建立Dirichlet过程无限混合模型对DNA基因表达数据展开了聚类分析。模拟测试数据集和急性白血病的DNA基因表达测试数据集的实验结果表明,Dirichlet过程无限混合模型能够准确地估计出数据中的聚类数。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
王明初 孙玉军
基于福建省将乐县国有林场15块标准地的30株杉木Cunninghamia lanceolata标准木的解析数据,首先对5个生长方程运用非线性最小二乘法进行拟合,选出拟合效果最好的模型作为基础模型,利用解析木数据构建非线性混合效应树高生长模型。以单株树木作为随机效应,通过变换混合效应参数个数,利用R软件选择赤池信息准则(AIC),贝叶斯信息准则(BIC)最小,对数似然函数(Loglik)值最大的混合效应模型作为最优模型,基于混合效应模型研究经验线性无偏最优预测法(EBLUP)预测树高生长过程的特点。结果表明
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
许昊 王占军 何建龙 俞鸿千
【目的】建立宁夏盐池地区柠条林株高生长量与种植年限关系模型,为精确掌握柠条林的生长过程提供依据。【方法】以盐池县北部、中部、南部的柠条林为研究对象,考虑不同地区立地条件的差异性及种植密度对株高生长的影响,对原有生长方程进行改进,并在改进的基础上利用非线性混合效应(NLME)模型方法建立其株高生长量与种植年限的关系模型,用幂函数、指数函数、常数加幂函数考虑数据间的异方差性,最后对NLME模型与传统模型、改进后的模型、不含随机效应的NLME模型的精度进行对比分析。【结果】相较其余3种模型,含有随机参数且考虑异
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
张竹琴 周顺利 乔嘉 赵姣 廖树华
为满足冬小麦生产管理这一要求,需研究冬小麦群体设计及产量形成过程模型构建的技术方法。本文根据冬小麦阶段生长发育特点,以均匀设计与栽培优化相结合的动态试验方法为基础,深入研究不同发育阶段干物质积累量对冬小麦产量及其性状的影响,利用逐步回归和经验判别相结合的方法,论述了基于干物质积累动态的冬小麦产量形成模型的构建过程;根据非线性优化理论,提出了以产量为目标的群体优化设计方法。按上述方法,用冬小麦品种"石家庄8号"在吴桥2年(2007-10-2009-06)的田间试验资料进行分析,结果表明:产量形成过程各模型(包括冬前茎数、拔节茎数、单位穗数、穗粒数和产量)的复相关系数介于0.92～0.97之间,进...
关键词：
冬小麦 干物质 产量模型 群体优化设计
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