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news 2025/8/3 18:28:25

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前言

本文基于前期介绍的风速数据（文末附数据集），介绍一种综合应用完备集合经验模态分解CEEMDAN与基于麻雀优化算法的SSA-BiLSTM-Attention预测模型，以提高时间序列数据的预测性能。该方法的核心是使用CEEMDAN算法对时间序列进行分解，接着利用麻雀优化算法对BiLSTM-Attention模型进行优化，通过对分解后的数据进行建模，来实现精准预测。

风速数据集的详细介绍可以参考下文：

风速预测（一）数据集介绍和预处理_垂直风速气象数据源-CSDN博客

1 风速数据CEEMDAN分解与可视化

1.1 导入数据

1.2 CEEMDAN分解

根据分解结果看，CEEMDAN一共分解出11个分量，来作为SSA-BiLSTM-Attention模型的输入进行预测

2 数据集制作与预处理

划分数据集，按照8：2划分训练集和测试集

3 麻雀优化算法

3.1 麻雀优化算法介绍

麻雀优化算法（Sparrow Optimization Algorithm，简称SSA）是一种基于自然界麻雀行为特点的优化算法，它模拟了麻雀在觅食、迁徙和社交等行为中的优化策略。该算法在解决多种优化问题方面展现出了良好的性能。麻雀优化算法的基本思想是通过模拟麻雀的觅食行为，不断优化搜索空间中的解。算法的过程可以分为觅食行为、迁徙行为和社交行为三个阶段。

觅食行为（Foraging Behavior）：麻雀在觅食时会选择距离较近且具有较高适应度的食物源。在算法中，解空间中的每个个体被看作是一个食物源，具有适应度评价值。麻雀通过选择适应度较高的个体来寻找更优的解。
迁徙行为（Migration Behavior）：当麻雀在一个食物源周围搜索一段时间后，如果没有找到更优的解，它们会选择离开当前食物源，前往其他食物源继续寻找。在算法中，个体之间的位置信息会发生变化，以模拟麻雀的迁徙行为。
社交行为（Social Behavior）：麻雀在觅食时会通过与其他麻雀的交流来获取更多的信息，从而提高自己的觅食效率。在算法中，个体之间通过交换信息来改善自身的解，并且更新解空间中的最优解。