(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111269823.0 (22)申请日 2021.10.2 9 (71)申请人 合肥综合 性国家科 学中心人工智能 研究院 （安徽省人工智能实验室） 地址 230000 安徽省合肥市望江西路5 089 号， 中国科学技术大学先进技术研究 院未来中心B120 5-B1208 (72)发明人 许镇义　潘凯　康宇　曹洋　程凡　 (74)专利代理 机构 合肥天明专利事务所(普通 合伙) 34115 代理人 苗娟 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06F 17/16(2006.01) G06N 3/08(2006.01)G06F 111/08(2020.01) (54)发明名称 城市VOCs污染总量时序预测方法、 系统、 存 储介质及设备 (57)摘要 本发明的一种城市VOCs污染总量时序预测 方法、 系统、 存储介质及设备， 其方法包括： 对总 挥发性有机化合物监测数据预处理， 使数据能嵌 入投影， 包含位置信息， 其不仅包含年月日信息， 还包含了节 假日这些设定信息； 先对 得到数据进 行卷积池化操作， 降低冗余数据， 在编码器中， 通 过稀疏全自注意力机制来生成注意力概率矩 阵 得到特征图， 再将特征图输入重复一次， 得到特 征图， 传入解码器； 同时将数据截断一半输入， 进 行同样的操作， 将两次得到的特征图拼接形成最 终得到的特征图传入解码器； 对 数据进行掩盖处 理， 输入进解码器， 解码器根据掩盖后的输入以 及上一步得到的得到预测结果。 本发 明能够处理 更长的时间序列， 能更有效地提取时间序列的信 息。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 113919233 A 2022.01.11 CN 113919233 A 1.一种城市VOCs污染总量时序预测方法， 其特 征在于， 通过计算机设备 执行以下步骤， 步骤1： 对总挥发性有机化合物监测数据预处理， 使数据能嵌入投影， 包含位置信息， 其 不仅包含年月日信息， 还 包含了节假日这些设定信息； 步骤2： 先对得到数据进行卷积池化操作， 降低冗余数据， 在编码器 中， 通过稀疏全自注 意力机制来生成注 意力概率矩阵得到特征图， 再将特征图输入重复一次， 得到特征图， 传入 解码器； 同时将数据截断一半输入， 进 行同样的操作， 将 两次得到的特征图拼接形成最 终得 到的特征图传入解码器； 步骤3： 对数据进行掩盖处理， 输入进解码器， 解码器根据掩盖后的输入以及上一步得 到的得到预测结果。 2.根据权利要求1所述的城市VOCs污染总量时序预测方法， 其特征在于： 上述步骤1具 体包括如下细分步骤1.1至1.2： 1.1： 获取总挥发性有机化 合物监测数据； 1.2： 对数据进行 预处理 其中式子的第一项 是通过进行一维卷积， 卷积长度＝3,步长＝1， 将其映射到512维 大小； 第二项将嵌入输入信息的位置信息； 第三项将加入时间信息与指定的设定信息 。 3.根据权利要求2所述的城市VOCs污染总量时序预测方法， 其特征在于： 上述步骤2具 体包括如下细分步骤2.1至2.9： 2.1.将输入的数据X乘上权 重矩阵Wq,Wk,Wv得到Q、 K、 V 矩阵； 2.2.设Q的维度为m*d,K的维度为 n*d,V的维度为 n*d,设u＝c *lnm U＝m*lnn， 其中c为超参数； 2.3从K矩阵中随机抽取U个点乘积作为 2.4算出随机采样出的自注意力机制 2.5计算分数 2.6根据分数在Q中选出 前u个query； 2.7计算 2.8计算S0＝mean(V)； 2.9S＝{S1,S0}得到特征图S； 2.10将数据进行池化， 抽取 出重要特 征； 2.11.重复一次2.1 ‑2.10步骤， 得到特 征图F1； 2.12将输入 截断一半， 取 前半部分， 重复2.1 ‑2.10步骤， 得到特 征图F2； 2.13最后将F1和F2拼接到一起形成F， 得到最终特 征图：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113919233 A 2F＝Concat(F1,F2)。 4.根据权利要求3所述的城市VOCs污染总量时序预测方法， 其特征在于： 其中步骤3又 分为如下步骤3.1 ‑3.2： 3.1输入总挥发性有机化合物监测数据， 将要预测的数据用0掩盖， 防止其未来信息影 响预测； 3.2将步骤2得到的特 征图与输入数据结合， 一次性得到 输出结果。 5.一种城市VOCs污染总量时序预测系统， 其特 征在于： 包括以下 单元， 数据处理单元， 用于对总挥发性有机化合物监测数据预处理， 使数据能嵌入投影， 包含 位置信息， 其 不仅包含年月日信息， 还 包含了节假日这些设定信息； 特征图生成和处理单元， 用于先对得到数据进行卷积池化操作， 降低冗余数据， 在编码 器中， 通过稀疏全自注意力机制来生成注意力概率矩阵得到特征图， 再将特征图输入重复 一次， 得到特征图， 传 入解码器； 同时将数据截断一半输入， 进 行同样的操作， 将两次得到的 特征图拼接形成最终得到的特 征图传入解码器； 预测单元， 用于对数据进行掩盖处理， 输入进解码器， 解码器根据掩盖后的输入以及上 一步得到的得到预测结果。 6.一种计算机可读存储介质， 存储有计算机程序， 所述计算机程序被处理器执行时， 使 得所述处理器执行如权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。 7.一种计算机设备， 包括存储器和处理器， 所述存储器存储有计算机程序， 所述计算机 程序被所述处理器执行时， 使得所述处理器执行如权利要求1至4中任一项所述方法的步 骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113919233 A 3