[发明专利]基于帝国竞争算法优化支持向量机的短期风速预测方法

权利要求书

1.一种基于帝国竞争算法优化支持向量机的短期风速预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对帝国集团进行初始化处理，选出势力较大的帝国主义国家和殖民地国家；

(2)帝国集团的同化，即帝国主义国家对殖民地国家进行思想和行为上的同化；

(3)帝国集团之间进行竞争，计算总体适应度，使得适应度较大的帝国吞并适应度较小的帝国；

(4)在帝国吞并的过程中弱小国家的殖民地完全丢失后，帝国灭亡算法停止，取得最优参数；

(5)将取得的最优参数建立支持向量机模型，利用得到的支持向量机模型训练并预测风速。

2.根据权利要求1所述的基于帝国竞争算法优化支持向量机的短期风速预测方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：随机生成初始国家，每个国家都对应着一个解向量，按照国家势力大小分为殖民国家和殖民地国家；其中，一个国家表示为country＝[x₁,x₂,…,x_n]，其中，x_n表示第n个优化向量；国家的势力大小用代价函数f_country表示，第m个国家的标准适应度公式为：其中，f_country,m表示第m个国家的函数值，f_country,i表示第i个国家的函数值，n表示国家个数；在计算标准适应度之后选取标准适应度较大的N_imp个国家作为帝国主义国家，剩下的N_col个国家作为殖民地国家。

3.根据权利要求1所述的基于帝国竞争算法优化支持向量机的短期风速预测方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：依据帝国的权力大小为其划分殖民地国家，每个帝国主义国家分得殖民地国家的计算公式如下：其中，C_m表示第m个国家的标准化代价，c_m代表第m个帝国主义国家的代价值，c_i代表第i个帝国主义国家的代价值，，P_m表示第m个国家的适应度，N_c表示帝国主义国家初始殖民地个数，N_col表示殖民地国家个数，N_imp表示帝国主义国家个数；对于每个帝国主义国家随机从N_col个殖民地国家选择各自的殖民地，从而形成N_imp个帝国集团；在帝国同化的过程中所有殖民地国家都会向帝国主义国家靠拢，当殖民地国家移动到新的位置后，会出现殖民地国家适应度值大于帝国主义国家适应度的情况，此时需要交换殖民地国家和帝国主义国家的位置，从而保证在一个帝国集团中适应度最大的一定是帝国主义国家。

4.根据权利要求1所述的基于帝国竞争算法优化支持向量机的短期风速预测方法，其特征在于，所述步骤(3)中总体适应度的计算方式为：其中，T_c表示第m个帝国集团的总体适应度，ξ∈(0,1)表示殖民地国家在整个帝国集团总体适应度所占的贡献，f_imp,m表示第m个帝国集团中帝国主义国家的适应度值，N_c表示帝国主义国家初始殖民地个数，f_col,i表示帝国集团中第i个殖民地国家的适应度值。

5.根据权利要求1所述的基于帝国竞争算法优化支持向量机的短期风速预测方法，其特征在于，所述步骤(5)中建立支持向量机模型时选取的核函数为径向基的高斯核函数，其用来计算两个向量变量之间的关系：其中，x,y表示向量，k(x,y)表示向量x,y之间的映射关系，σ表示径向基核函数参数。

6.根据权利要求1所述的基于帝国竞争算法优化支持向量机的短期风速预测方法，其特征在于，所述步骤(5)预测风速时，选取历史时刻的风速、温度、湿度和气压作为输入特征向量；原始数据的处理包括异常点的剔除和归一化处理，将原始数据归一化到区间[0,1]，归一化的方法为：其中，X_n,X_max,X_min分别为原始输入数据、原始输入数据中的最大值和原始输入数据中的最小值；Y_n,Y_max,Y_min分别为原始输出数据、原始输出数据中的最大值和原始输出数据中的最小值；将预处理好的数据放入建立的支持向量机模型进行训练并验证模型的有效性，最后进行短期风速的实时预测。