Production prediction modeling of food waste anaerobic digestion for resources saving based on SMOTE-LSTM

厌氧消化 食物垃圾 人工神经网络 计算机科学 生产(经济) 经济短缺 极限学习机 过程(计算) 支持向量机 卷积神经网络 人工智能 甲烷 工程类 废物管理 生态学 宏观经济学 经济 生物 语言学 哲学 政府(语言学) 操作系统
作者
Yongming Han,Zilan Du,Xuan Hu,Yeqing Li,Di Cai,Jinzhen Fan,Zhiqiang Geng
出处
期刊:Applied Energy [Elsevier]
卷期号:352: 122024-122024 被引量:20
标识
DOI:10.1016/j.apenergy.2023.122024
摘要

The global energy shortage and resource waste are becoming more and more prominent. With the massive production of food waste, anaerobic digestion through food waste is a key way to solve the resource shortage problem. To better study the anaerobic digestion process of food waste, a novel production prediction model of food waste process based on a long short-term memory (LSTM) method integrating the synthetic minority oversampling technique (SMOTE) based data expansion method is proposed. The minority class samples are analyzed and extended using the SMOTE, which are used as inputs of the LSTM. Then, the production prediction model can be built to reduce the influence of a few samples on the prediction model. Finally, the proposed method is applied in the methane production prediction model of actual food waste process plants. Compared with the back Propagation (BP) neural network, the extreme learning machine (ELM), the radial basis function (RBF) neural network, the support vector machine (SVM), the LSTM and the convolutional neural network (CNN), the experimental results have verified the higher applicability of the proposed method for the methane prediction result including an accuracy of 99.75% and the highest R2 of 0.9913 with minimal training and generalization errors. Moreover, by analyzing the prediction result and the actual methane production, the proposed method can effectively guide and timely adjustment the feed allocation for increasing the methane production per m3 of feed by 25.77%.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Churchill87426完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
科研通AI6.2应助xxxx采纳,获得10
3秒前
11关注了科研通微信公众号
4秒前
4秒前
希望天下0贩的0应助木木采纳,获得10
4秒前
艾玛发布了新的文献求助50
5秒前
乔一乔完成签到,获得积分10
5秒前
共享精神应助愉快乐瑶采纳,获得10
6秒前
激动烦凡完成签到,获得积分10
6秒前
杨羕完成签到,获得积分10
6秒前
Leohp完成签到,获得积分10
6秒前
Reeee完成签到 ,获得积分10
6秒前
爆米花应助糖糖采纳,获得10
7秒前
打小就帅完成签到,获得积分10
7秒前
夜寻发布了新的文献求助30
8秒前
老福贵儿应助儒雅谷云采纳,获得10
9秒前
高兴的丝完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
愤怒的钻石完成签到,获得积分10
11秒前
13秒前
舟舟完成签到 ,获得积分10
13秒前
木木发布了新的文献求助10
16秒前
可爱半山完成签到 ,获得积分10
16秒前
哈哈哈完成签到,获得积分10
17秒前
咸鱼梦想家完成签到,获得积分10
17秒前
Zdh同学完成签到,获得积分10
17秒前
伶俐的血茗完成签到 ,获得积分10
18秒前
愉快乐瑶发布了新的文献求助10
18秒前
Weilu完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
yy完成签到,获得积分10
22秒前
wjw完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
和路雪完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
搞科研的静静完成签到,获得积分10
23秒前
Album完成签到,获得积分20
24秒前
24秒前
不做第一只做唯一完成签到,获得积分0
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Social Cognition: Understanding People and Events 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6028728
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7694817
关于积分的说明 16187599
捐赠科研通 5175907
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2769817
邀请新用户注册赠送积分活动 1753209
关于科研通互助平台的介绍 1638993