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基于双阶段注意力机制和LSTM的鸡舍氨气浓度预测算法

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为寻求准确的鸡舍氨气浓度预测方法,构建基于双阶段注意力机制和长短时记忆神经网络(Long shortterm memory,LSTM)的鸡舍氨气浓度预测模型,将该模型应用于山东省商河县某蛋鸡养殖场,采集二氧化碳(CO2)、氧气(O2)和氨气(NH3)的体积分数,细颗粒物(PM2.5)质量浓度,温度,相对湿度时间序列数据对模型进行验证,并与支持向量回归(Support vector regression,SVR)、人工神经网络(Artificial neural network,ANN)模型和无注意力机制的LSTM模型对比研究.结果 表明:1)不同时间窗口T下NH3体积分数预测精度不同.T∈{2,3,4,8}时,均方根误差(Root mean square error,RMSE)分别为0.433 4,0.394 8,0.379 9和0.405 1 μL/L,平均绝对误差(Mean absolute error,MAE)分别为0.267 4,0.262 9,0.228 9和0.272 4μL/L;2)基于双阶段注意力机制和LSTM的鸡舍NH3浓度预测模型在RMSE和MAE评价指标框架下优于SVR、ANN和无注意力机制的LSTM模型.基于双阶段注意机制和LSTM的模型能较好地对鸡舍氨气浓度进行预测,可为鸡舍氨气浓度预测及调控提供技术支持.
Ammonia concentration forecasting algorithm in layer house based on two-stage attention mechanism and LSTM

郭祥云、连京华、李慧敏、孙凯

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北京信息科技大学信息管理学院,北京100192

山东省农业科学院家禽研究所,济南250023

注意力机制 长短时记忆神经网络 循环神经网络 编码器解码器 鸡舍 氨气浓度

山东省家禽疫病诊断与免疫重点实验室开放课题基金

SDPDI201806

2021

中国农业大学学报
中国农业大学

中国农业大学学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.971
ISSN:1009-508X
年,卷(期):2021.26(6)
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