Predicción de la Concentración de Amoníaco en un Establo de Cerdos Basada en Modelos de Aprendizaje Automático y Parámetros Ambientales
Autores: Peng, Siyi; Zhu, Jiaming; Liu, Zuohua; Hu, Bin; Wang, Miao; Pu, Shihua
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Predicción de la Concentración de Amoníaco en un Establo de Cerdos Basada en Modelos de Aprendizaje Automático y Parámetros Ambientales
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Zootecnia
Palabras clave
Predicción
Calidad del aire
Criadero de cerdos
Algoritmos
Concentración de NH
Parámetros ambientales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
Predecir con precisión la calidad del aire en una granja porcina y tomar medidas de control con anticipación son cuestiones importantes para la producción en granjas de cerdos y la gestión ambiental local. En este experimento, se estudió la concentración de NH en una granja porcina semiautomática. Primero, se combinó el algoritmo de bosque aleatorio (RF) y el análisis de correlación de Pearson para analizar los parámetros ambientales, y se identificaron nueve esquemas de entrada para los parámetros de características del modelo. Se aplicaron tres tipos de aprendizaje profundo y tres tipos de algoritmos de aprendizaje automático convencional para la predicción de NH en la granja porcina. A través de experimentos comparativos, se seleccionaron parámetros ambientales apropiados (CO, HO, P y temperatura exterior) y algoritmos superiores (LSTM y RNN). Sobre esta base, se utilizó el algoritmo PSO para optimizar los hiperparámetros de los algoritmos, y también se evaluó su rendimiento de predicción. Los resultados mostraron que los valores de PSO-LSTM y PSO-RNN fueron 0.9487 y 0.9458, respectivamente. Estos modelos tuvieron buena precisión al predecir la concentración de NH en la granja porcina con 0.5 h, 1 h, 1.5 h y 2 h de anticipación. Este estudio puede proporcionar una referencia para la predicción de concentraciones de aire en entornos de casas de cerdos.
Descripción
Predecir con precisión la calidad del aire en una granja porcina y tomar medidas de control con anticipación son cuestiones importantes para la producción en granjas de cerdos y la gestión ambiental local. En este experimento, se estudió la concentración de NH en una granja porcina semiautomática. Primero, se combinó el algoritmo de bosque aleatorio (RF) y el análisis de correlación de Pearson para analizar los parámetros ambientales, y se identificaron nueve esquemas de entrada para los parámetros de características del modelo. Se aplicaron tres tipos de aprendizaje profundo y tres tipos de algoritmos de aprendizaje automático convencional para la predicción de NH en la granja porcina. A través de experimentos comparativos, se seleccionaron parámetros ambientales apropiados (CO, HO, P y temperatura exterior) y algoritmos superiores (LSTM y RNN). Sobre esta base, se utilizó el algoritmo PSO para optimizar los hiperparámetros de los algoritmos, y también se evaluó su rendimiento de predicción. Los resultados mostraron que los valores de PSO-LSTM y PSO-RNN fueron 0.9487 y 0.9458, respectivamente. Estos modelos tuvieron buena precisión al predecir la concentración de NH en la granja porcina con 0.5 h, 1 h, 1.5 h y 2 h de anticipación. Este estudio puede proporcionar una referencia para la predicción de concentraciones de aire en entornos de casas de cerdos.