唐莉丽 刘乙奇
华南理工大学 自动化科学与工程学院,广东 广州 510640
TANG Lili LIU Yiqi
School of Automation Science & Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, Guangdong, China
摘要:
在污水处理过程中,高效建模关键水质参数对于实现过程控制优化、异常检测和决策支持具有重要意义。然而,其过程数据普遍具有时序依赖性、多变量耦合性和工况非稳态性等特点,给精准建模带来了重大挑战。为解决这些问题,该文提出了一种基于平稳小波变换(SWT)和协同注意力机制(CA)的轻量多参数时序预测模型。该方法首先在对污水数据进行多尺度分解的基础上,利用平稳小波变换提取数据在不同尺度序列下的特征;然后,依托几何注意力与稀疏注意力构建协同注意力机制,以高效捕捉关键水质参数之间的复杂耦合关系及时序特征;最后,通过双投影层将逆小波变换重构后的特征映射为最终预测结果。在东莞某污水处理厂的实测数据集上进行模型训练与验证,并开展多步预测任务和部分数据可视化。实验结果表明,所提模型在24步多输出预测任务中,RMSSD较对比模型降低9.15%~37.70%;在其他预测任务中精度仅次于参数规模更大的TimesNet,体现了模型在轻量化与高精度间的有效平衡,验证了其在污水处理时序预测中的有效性。