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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
陈龙完成签到,获得积分20
1秒前
diguohu完成签到,获得积分10
2秒前
get发布了新的文献求助30
2秒前
3秒前
研友_VZG7GZ应助111采纳,获得10
3秒前
皇甫瑾瑜完成签到,获得积分10
5秒前
小阳完成签到,获得积分20
8秒前
高兴留下了新的社区评论
9秒前
111发布了新的文献求助10
11秒前
隐形曼青应助彭泽阳采纳,获得10
11秒前
小王发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
南岸未阴完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
15秒前
奥利奥完成签到 ,获得积分10
16秒前
李爱国应助爱喝可乐采纳,获得10
16秒前
16秒前
hhchhcmxhf完成签到,获得积分10
17秒前
Faye发布了新的文献求助20
19秒前
满意的小鸽子完成签到,获得积分10
19秒前
xuli21315发布了新的文献求助30
20秒前
20秒前
20秒前
小阳发布了新的文献求助10
20秒前
小肥鹅完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
ao完成签到,获得积分10
22秒前
25秒前
lixiao完成签到,获得积分10
25秒前
26秒前
伍襟傧发布了新的文献求助10
26秒前
科研dog完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
27秒前
111发布了新的文献求助10
28秒前
爆米花应助梦栖采纳,获得10
28秒前
活力惜寒发布了新的文献求助10
30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
Mechanics of Solids with Applications to Thin Bodies 5000
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5601826
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4687194
关于积分的说明 14847943
捐赠科研通 4682030
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2539559
邀请新用户注册赠送积分活动 1506378
关于科研通互助平台的介绍 1471340