An integrated approach based on virtual data augmentation and deep neural networks modeling for VFA production prediction in anaerobic fermentation process

标准差 相关系数 过程(计算) 计算机科学 生物系统 人工神经网络 废水 人工智能 无氧运动 发酵 数据挖掘 环境科学 模式识别(心理学) 机器学习 统计 数学 化学 生物 食品科学 操作系统 生理学 环境工程
作者
Runze Xu,Jiashun Cao,Yang Wu,Suna Wang,Jingyang Luo,Xueming Chen,Fang Fang
出处
期刊:Water Research [Elsevier]
卷期号:184: 116103-116103 被引量:57
标识
DOI:10.1016/j.watres.2020.116103
摘要

Data-driven models are suitable for simulating biological wastewater treatment processes with complex intrinsic mechanisms. However, raw data collected in the early stage of biological experiments are normally not enough to train data-driven models. In this study, an integrated modeling approach incorporating the random standard deviation sampling (RSDS) method and deep neural networks (DNNs) models, was established to predict volatile fatty acid (VFA) production in the anaerobic fermentation process. The RSDS method based on the mean values (x¯) and standard deviations (α) calculated from multiple experimental determination was initially developed for virtual data augmentation. The DNNs models were then established to learn features from virtual data and predict VFA production. The results showed that when 20000 virtual samples including five input variables of the anaerobic fermentation process were used to train the DNNs model with 16 hidden layers and 100 hidden neurons in each layer, the best correlation coefficient of 0.998 and the minimal mean absolute percentage error of 3.28% were achieved. This integrated approach can learn nonlinear information from virtual data generated by the RSDS method, and consequently enlarge the application range of DNNs models in simulating biological wastewater treatment processes with small datasets.
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
打打应助济民财采纳,获得10
刚刚
热心市民小红花应助bing采纳,获得10
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
usr123发布了新的文献求助10
1秒前
钟小熊完成签到,获得积分10
1秒前
Ps发布了新的文献求助10
1秒前
典雅的夜安完成签到,获得积分10
1秒前
Muggle完成签到,获得积分10
1秒前
NI伦Ge完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
faye发布了新的文献求助10
2秒前
顾矜应助dalunshinidie123采纳,获得10
2秒前
天真的羊青完成签到 ,获得积分10
2秒前
情怀应助yancaizhi采纳,获得10
2秒前
3秒前
日月完成签到 ,获得积分10
3秒前
抹茶卷完成签到,获得积分10
3秒前
Starvotary发布了新的文献求助10
3秒前
电池搬砖工完成签到 ,获得积分10
3秒前
你好完成签到,获得积分10
4秒前
KLAY应助六妜采纳,获得10
4秒前
bkagyin应助要减肥南霜采纳,获得10
4秒前
4秒前
5秒前
学术小白完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
奔赴完成签到 ,获得积分10
5秒前
SciGPT应助Ss采纳,获得10
5秒前
5秒前
CipherSage应助Ihang采纳,获得10
6秒前
愤怒的无敌完成签到,获得积分10
6秒前
你讲咩完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
科研完成签到,获得积分10
7秒前
whywhy完成签到,获得积分10
7秒前
蜡笔小新发布了新的文献求助10
7秒前
fsz关闭了fsz文献求助
7秒前
7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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
T/SNFSOC 0002—2025 独居石精矿碱法冶炼工艺技术标准 600
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 6044169
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7809804
关于积分的说明 16243656
捐赠科研通 5189811
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2777208
邀请新用户注册赠送积分活动 1760190
关于科研通互助平台的介绍 1643552