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专利号: 2024109521559
申请人: 山东佳烨检验检测有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2025-03-31
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种建筑水泥材料需求量预测方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、收集包括图片和时间序列数据的建筑水泥材料相关数据,其中图片数据包括定期拍摄的建筑现场照片,时间序列数据包括水泥材料的实际消耗数据、施工期间的天气情况、施工计划表;

S2、构建多模态信息结合模块,分别使用卷积神经网络和查找表对建筑水泥材料的图片数据和时间序列数据进行处理,获得这两种模态数据的特征信息,随后将两种模态的特征信息相结合;

S3、利用两个多层感知机对特征信息先降维去除冗余信息,随后再次进行升维操作;

S4、构建信息映射模块,利用傅里叶变换将时间序列信息映射为频域信息,其中包括实部和虚部两种分量;

S5、构建频域LSTM模块,改进了原始LSTM的输入门、遗忘门、输出门和候选记忆单元,使频域LSTM其能够同时学习频域信息的实部和虚部两种分量,进而在频域内捕捉时间序列的关键模式和依赖关系;

S6、使用注意力机制,将频域LSTM模块最后的输出作为查询,全部输出作为键与值,通过计算查询与键之间的相似度来生成注意力权重,这些注意力权重用于加权值,从而进一步得到包含历史关键时间步信息的特征表示;

S7、使用全连接神经网络对特征表示进行计算,得到最终的建筑水泥材料需求量预测值。

2.根据权利要求1所述的一种建筑水泥材料需求量预测方法,其特征在于,所述步骤S2,对于多模态信息结合模块,需要对建筑水泥材料的图片与时间序列数据两种不同模态的数据进行处理,得到它们的特征信息并将其结合,因此输入包括建筑水泥材料图片数据P′=Conv(P);

式中Conv(·)为卷积神经网络,

X′=Emb(X);

式中Emb(·)为查找表函数,

3.根据权利要求2所述的一种建筑水泥材料需求量预测方法,其特征在于,所述步骤S3,对于信息降维和升维操作,首先使用多层感知机对特征表示Y进行降维操作:Y′=σ(MLP1(Y));

式中MLP1(·)为进行降维的多层感知机,

V=σ(MLP2(Y′));

式中MLP2(·)为升维操作的多层感知机,

4.根据权利要求3所述的一种建筑水泥材料需求量预测方法,其特征在于,所述步骤S4,对于信息映射模块,利用傅里叶变换将特征信息V转换为频域信息,具体计算过程如下:式中V(vt)为V中时间戳t∈[1,T]处的特征表示,

5.根据权利要求4所述的一种建筑水泥材料需求量预测方法,其特征在于,所述步骤S5,对于频域LSTM模块,将原始LSTM的输入门、遗忘门、输出门和候选记忆单元进行改进,使其能够同时学习频域信息的实部和虚部两种分量,首先需要分别对特征表示Re(V(vh

式中W

6.根据权利要求5所述的一种建筑水泥材料需求量预测方法,其特征在于,所述步骤S6中,对于使用注意力机制关注历史关键时间步信息的特征表示,将频域LSTM最后时刻T的输出o式中