中国科学引文数据库(CSCD)来源期刊
中国科技核心期刊
环境科学领域高质量科技期刊分级目录T2级期刊
RCCSE中国核心学术期刊
美国化学文摘社(CAS)数据库 收录期刊
日本JST China 收录期刊
世界期刊影响力指数(WJCI)报告 收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于LASSO-GWO-KELM的工业碳排放预测方法研究

张新生 魏志臻 陈章政 韩轶伟

张新生, 魏志臻, 陈章政, 韩轶伟. 基于LASSO-GWO-KELM的工业碳排放预测方法研究[J]. 环境工程, 2023, 41(10): 141-149. doi: 10.13205/j.hjgc.202310018
引用本文: 张新生, 魏志臻, 陈章政, 韩轶伟. 基于LASSO-GWO-KELM的工业碳排放预测方法研究[J]. 环境工程, 2023, 41(10): 141-149. doi: 10.13205/j.hjgc.202310018
ZHANG Xinsheng, WEI Zhizhen, CHEN Zhangzheng, HAN Yiwei. PREDICTION OF INDUSTRIAL CARBON EMISSIONS IN SHAANXI PROVINCE BASED ON LASSO-GWO-KELM MODEL[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2023, 41(10): 141-149. doi: 10.13205/j.hjgc.202310018
Citation: ZHANG Xinsheng, WEI Zhizhen, CHEN Zhangzheng, HAN Yiwei. PREDICTION OF INDUSTRIAL CARBON EMISSIONS IN SHAANXI PROVINCE BASED ON LASSO-GWO-KELM MODEL[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2023, 41(10): 141-149. doi: 10.13205/j.hjgc.202310018

基于LASSO-GWO-KELM的工业碳排放预测方法研究

doi: 10.13205/j.hjgc.202310018
基金项目: 

陕西省社科界重大理论与现实问题研究联合项目"城镇化进程的陕西市域碳减排重点路径研究"(2022HZ1522)

详细信息
    作者简介:

    张新生,教授,博士研究生导师,主要研究方向为城镇化与碳排放、机器学习与应用。zhangxs@xauat.edu.cn

PREDICTION OF INDUSTRIAL CARBON EMISSIONS IN SHAANXI PROVINCE BASED ON LASSO-GWO-KELM MODEL

  • 摘要: 针对工业碳排放系统的总量预测问题,建立基于套索回归(LASSO)、灰狼优化算法(GWO)和核极限学习机(KELM)相结合的模型提高碳排放量预测精度。首先根据IPCC公式法与电热分摊法核算2000—2020年工业直接与间接碳排放量,运用STIRPAT模型选取国内生产总值、能源结构、固定资产投资等指标;然后通过灰色关联分析、LASSO回归模型筛选出7个显著影响因素;再接着对工业碳排放系统的参数数据进行预处理并输入至KELM模型,使用GWO算法优化KELM正则化系数(C)和核函数参数(γ);最后将预测结果集成汇总,并对比分析LASSO-GWO-KELM、LASSO-SSA-KELM、LASSO-SFO-KELM、LASSO-KELM和LASSO-ELM预测结果。结果显示:LASSO-GWO-KELM模型预测值与实际值拟合,其均方误差、平均绝对误差、均方根误差、平均绝对百分比误差分别为0.02%、1.09%、1.33%和1.17%,均优于其他模型,证明该模型能够更为准确地预测工业碳排放量,为我国尽早实现“双碳”目标提供参考。
  • [1] 杨冕, 卢昕, 段宏波.中国高耗能行业碳排放因素分解与达峰路径研究[J].系统工程理论与实践, 2018, 38(10):2501-2511.
    [2] 张巍.基于STIRPAT模型的陕西省工业碳排放量预测和情景分析[J].可再生能源, 2017(5):771-777.
    [3] 王向前, 夏丹.工业煤炭生产-消费两侧碳排放及影响因素研究:基于STIRPAT-EKC的皖豫两省对比[J].软科学, 2020, 34(8):84-89.
    [4] 张国兴, 苏钊贤.黄河流域交通运输碳排放的影响因素分解与情景预测[J].管理评论, 2020, 32(12):283-294.
    [5] 刘炳春, 符川川, 李健.基于PCA-SVR模型的中国CO2排放量预测研究[J].干旱区资源与环境, 2018, 32(4):51-61.
    [6] 赵金辉, 李景顺, 王潘乐, 等.基于Lasso-BP神经网络模型的河南省碳达峰路径研究[J].环境工程, 2022, 40(12):151-164.
    [7] 徐丽, 曲建升, 李恒吉, 等.西北地区居民生活碳排放现状分析及预测[J].干旱区地理, 2019, 42(5):1166-1175.
    [8] WANG Z X, YE D J.Forecasting Chinese carbon emissions from fossil energy consumption using non-linear grey multivariable models[J].Journal of Cleaner Production, 2017, 142(8):600-612.
    [9] 王勇, 毕莹, 王恩东.中国工业碳排放达峰的情景预测与减排潜力评估[J].中国人口·资源与环境, 2017, 27(10):131-140.
    [10] 邵帅, 张曦, 赵兴荣.中国制造业碳排放的经验分解与达峰路径:广义迪氏指数分解和动态情景分析[J].中国工业经济, 2017(3):44-63.
    [11] SUN W, LIU M H.Prediction and analysis of the three major industries and residential consumption CO2 Emissions based on least squares support vector machine in China[J].Journal of Cleaner Production, 2016, 122(2):144-153.
    [12] 胡剑波, 罗志鹏, 李峰."碳达峰"目标下中国碳排放强度预测:基于LSTM和ARIMA-BP模型的分析[J].财经科学, 2022(2):89-101.
    [13] 胡振, 龚薛, 刘华.基于BP模型的西部城市家庭消费碳排放预测研究:以西安市为例[J].干旱区资源与环境, 2020, 34(7):82-89.
    [14] 潘思羽, 张美玲.基于BP神经网络的甘肃省二氧化碳排放预测及影响因素研究[J].环境工程, 2023, 41(7):1-12.
    [15] 朱盛恺.基于极限学习机模型的空气质量二次预报[J].软件工程, 2022, 25(8):39-42.
    [16] HUANG G B.An insight into extreme learning machines:random neurons, random features and kernels[J].Cognitive Computation, 2014, 6(3):376-390.
    [17] CHENG C, TAY W P, HUANG G B.Extreme learning machines for intrusion detection[C]//Proceedings of the 2012 International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN).Brisbane, QLD:IEEE, 2012:1-8.
    [18] 高金贺, 郑宝珠, 周伟昊, 等.基于GA-SVR的城市交通运输碳排放预测研究[J].东华理工大学学报(自然科学版), 2022, 45(3):269-274.
    [19] 王珂珂, 牛东晓, 甄皓, 等.基于WOA-ELM模型的中国碳排放预测研究[J].生态经济, 2020, 36(8):20-27.
    [20] 何洋, 李丽敏, 温宗周, 等.基于GWO-ELM算法模型的水体含沙量预测[J].科学技术与工程, 2022, 22(3):910-917.
    [21] PAUSTIAN K, RAVINDRANATH N H, AMSTEL A V.2006 IPCC guidelines for national greenhouse gas inventories[J].International Panel on Climate Change, 2006.DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S1462-9011(99)00023-4.
    [22] 国家发展和改革委员会应对气候变化司.中国2008年温室气体清单研究[M].北京:中国计划出版社, 2014.
    [23] 张新生, 张玥.基于Lasso-PSO-BP神经网络的腐蚀管道失效压力的预测[J].材料保护, 2020, 53(4):46-52.
    [24] SUN W, HUANG C C.Predictions of carbon emission intensity based on factor analysis and an improved extreme learning machine from the perspective of carbon emission efficiency[J].Journal of Cleaner Production, 2022, 338:130414.
    [25] 汪涛.2035年远景目标和"十四五"规划要点[J].企业观察家, 2021(2):24.
    [26] 马高权, 周娜, 谢蒙飞, 等.基于GWO-KELM模型的变压器油纸套管典型绝缘故障辨识方法[J].电网与清洁能源, 2023, 39(5):38-48.
    [27] 骆正山, 于瑶如, 骆济豪, 等.基于IAOA-KELM的储气库注采管柱内腐蚀速率预测[J].安全与环境学报, 2023:1-9.doi: 10.13637

    /j.issn.1009-6094.2023.0267.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  168
  • HTML全文浏览量:  21
  • PDF下载量:  4
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2023-07-08
  • 网络出版日期:  2023-12-26

目录

    /

    返回文章
    返回