Multi-step and multi-task learning to predict quality-related variables in wastewater treatment processes

水准点(测量) 计算机科学 人工神经网络 任务(项目管理) 过程(计算) 钥匙(锁) 自回归模型 变量(数学) 克里金 人工智能 机器学习 数据挖掘 工程类 数学 计量经济学 数学分析 计算机安全 大地测量学 系统工程 地理 操作系统
作者
Yiqi Liu,Jingyi Yuan,Baoping Cai,Hongtian Chen,Yan Li,Daoping Huang
出处
期刊:Chemical Engineering Research & Design [Elsevier]
卷期号:180: 404-416 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.psep.2023.10.015
摘要

In wastewater treatment processes, lack of hardware sensors together with unacceptable dynamics, strong nonlinearity and large time delay often leads to a large number of key variables that are difficult to measure online accurately and timely, then frustrate safe operations of the processes. To accurately and timely capture the short-term behavior changes and trend development of critical variables, a novel neural network based soft-sensing model is proposed to take full use of multi-task learning, direct multi-step prediction strategy and evolutionary algorithm to formulate a novel multi-task multi-step evolution (MTMSE) neural network. Firstly, single-output MTMSE (SO-MTMSE) neural network is used to realize the dynamic monitoring of a single variable. Moreover, by considering the spatiotemporal interaction among the data, the model is extended to multi-output MTMSE (MO-MTMSE) neural network to simultaneously realize multi-step prediction of multiple variables, thus providing a desired reference for optimizing the wastewater treatment processes. Finally, the proposed model is applied to the benchmark simulation model 2 (BSM2) and a full-scale wastewater treatment plant in Shenzhen. And the results show that the proposed dynamic soft sensor model outperforms the standard methods, such as autoregressive moving average model (ARMA) and multiple output gaussian process regression (MGPR).
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
Zn应助111采纳,获得10
刚刚
舒适静丹完成签到,获得积分10
1秒前
丽颖发布了新的文献求助10
2秒前
cui完成签到,获得积分10
2秒前
lixm完成签到,获得积分10
2秒前
yyyyy语言完成签到,获得积分10
2秒前
栗子完成签到,获得积分10
3秒前
卧镁铀钳完成签到 ,获得积分10
4秒前
DHL完成签到,获得积分10
5秒前
TT发布了新的文献求助10
5秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得30
6秒前
terence应助科研通管家采纳,获得30
6秒前
6秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
害怕的小玉完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
11秒前
梦里花落知多少完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
阳阳发布了新的文献求助10
12秒前
Poyd发布了新的文献求助10
14秒前
开开完成签到,获得积分10
14秒前
tao_blue发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
888完成签到,获得积分10
15秒前
饭神仙鱼完成签到,获得积分10
16秒前
KBYer发布了新的文献求助20
16秒前
Jzhang应助tmpstlml采纳,获得10
17秒前
YoYo发布了新的文献求助10
17秒前
豌豆发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
言叶完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
CipherSage应助清新的冷松采纳,获得10
21秒前
JamesPei应助Poyd采纳,获得10
22秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
Luis Lacasa - Sobre esto y aquello 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527998
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3108225
关于积分的说明 9288086
捐赠科研通 2805889
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540195
邀请新用户注册赠送积分活动 716950
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709849