01 · FORECASTING PRACTICE

让模型
看不见
未来。

以水质时序研究为基础,把工艺问题转化为可验证的预测任务:明确时间尺度、建立强基线,用滚动评估检验泛化,再衔接工程使用。
阅读方法 ↓
02 · STATEMENT

AI 降低编码门槛,
没有降低判断门槛。

我的研究贯穿小时级进水预测、日尺度总氮多步预测与多尺度残差学习。先把现场需求转成清晰的目标和时间窗口,再组织数据、比较模型、诊断残差,形成可复核的实验结论。南浔研究已发表于 PSEP,这套方法也延伸到北控的模型实验室实践。

AI 工具加快实现,我把更多精力放在问题定义、数据质量与实验判断上,让算法选择有依据,让研究结果能够被复现和接续使用。

预测任务里,
先守住三件事。

从研究问题到实验验证,再到业务使用

水质样本与处理设施的视觉插图
问题与时间尺度01 / 03 · 小时预警、日级调度,先定义不同目标
水样、趋势记录与水厂背景的研究工作台视觉插图
数据与模型门槛02 / 03 · 先跑强基线,再判断深度模型是否值得
水厂运行记录与澄清池的泛化验证视觉插图
泛化与业务落点03 / 03 · 评估跨工况稳定性,明确谁来使用结果
03 · TECHNICAL JUDGEMENT

先判断,
再建模。

从水质预测到北控雨天决策 RF,我用目标、数据与工艺需求选择模型,再用明确的评估协议验证效果。

01这个问题适不适合预测?

先明确预测对象、服务对象与动作窗口:是为了提前识别小时级异常,还是支持日级、周级调度?如果传感器缺失、目标定义不稳定或没有可承接的业务动作,先修问题,不急着训练。

02数据量支不支持复杂模型?

先用 Ridge、随机森林等基线建立参照,再比较深度时序模型的收益。北控雨天决策 RF 的离线测试 ROC-AUC 为 0.878、F1 为 0.667;我把数据切分、指标与版本一并记录,让结果可复核。

03模型到底“看到了”什么?

时间序列最常见的错误不是参数,而是泄漏:特征时间戳不能晚于预测起点;填补、标准化、特征选择和调参都只在训练折中拟合。按时间扩展窗口验证,外部留出集只用于最后一次复核。

04结果能否跨工况工作?

结合季节、负荷与异常工况检查误差结构。南浔研究用多尺度分解与残差诊断组织 VMD、ARIMA 和 Informer 的分工,让混合模型建立在对序列特征的判断上。

05怎样进入工程系统?

把数据版本、训练窗口、输入字段与输出含义一并交付,在模型实验室中衔接回放验证、版本追踪和维护记录。这样,研究结果能够进入可复核、可持续迭代的工作流程。

04 · RESEARCH THREADS

论文成果

三项研究分别覆盖小时级进水预测、日尺度总氮预测与多尺度残差学习。南浔论文已发表于 SCI 一区期刊 PSEP,我作为学生一作,负责核心算法实现。

01

小时级进水水质预测

第一作者 · 已完稿

针对全规模污水厂的连续进水记录,比较从线性基线到深度时序模型的路线,重点检查滚动评估与预测不确定性,而不是只看单次测试得分。

scikit-learnPyTorchRidgeDLinearPatchTSTiTransformerBlock Bootstrap
02

日尺度总氮多步预测

第一作者 · 已完稿

用灰箱思路结合趋势分解、随机森林与工艺响应评估,比较不同预测步长的表现,为日尺度调度提供可解释、可检验的预测参考。

STLRandom Forest多步预测工艺响应评估
03

南浔总氮多步预测

学生一作 · 已发表 · SCI 一区

发表于 Process Safety and Environmental Protection(PSEP)。我承担核心算法实现,构建 VMD 多尺度分解—ARIMA 分量预测—Informer 残差学习框架,并开展诊断与对照实验。DOI:10.1016/j.psep.2026.109589。

VMDARIMAInformer多尺度分解ACFFFT
05 · OPEN WHEN NEEDED

模型之外,
还要交付什么?

数据与泄漏审计

变量是否在预测时真实可得、特征时间戳是否晚于起点、任何预处理是否仅在训练折拟合,都需要在建模前完成审计。

评估协议与实验积累

保留基线、每折结果、独立测试与探索记录,让模型选择有参照、方法改进有依据。论文研究与模型实验室共用这套可复核的实验习惯。

从预测结果到工程交付

在北控实践中,我把输入契约、质量检查、回放测试与版本记录连接起来。模型结果因此不只是一张图或一个分数,而是可追踪、可维护的工程资产。