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建立BP神经网络预测模型,可按下列步骤进行:1、提供原始数据2、训练数据预测数据提取及归一化3、BP网络训练4、BP网络预测5、结果分析现用一个实际的例子,来预测2015年和2016年某地区的人口数。
已知2009年——2014年某地区人口数分别为3583、4150、5062、4628、5270、5340万人执行BP_main程序,得到[2015, 5128.呵呵3946380615234375][2016,5100.5797325642779469490051269531]代码及图形如下。
由于目前研究的各种数学模型或多或少存在使用条件的局限性,或使用方法的复杂性等问题,预测效果均不十分理想,距离实际应用仍有较大差距rfid。
NNT是Matlab中较为重要的一个工具箱,在实际应用中,BP网络用的最广泛。
神经网络具有综合能力强,对数据的要求不高,适时学习等突出优点,其操作简便,节省时间,网络初学者即使不了解其算法的本质,也可以直接应用功能丰富的函数来实现自己的目的。
因此,易于被基层单位预防工作者掌握和应用。
以下几个问题是建立理想的因素与疾病之间的神经网络模型的关键:(1)资料选取应尽可能地选取所研究地区系统连续的因素与疾病资料,最好包括有疾病高发年和疾病低发年的数据。
在收集影响因素时,要抓住主要影响伤寒、副伤寒的发病因素。
(2)疾病发病率分级神经网络预测法是按发病率高低来进行预测,在定义发病率等级时,要结合专业知识及当地情况而定,并根据网络学习训练效果而适时调整,以使网络学习训练达到最佳效果。
(3)资料处理问题在实践中发现,资料的特征往往很大程度地影响网络学习和训练的稳定性,因此,数据的应用、纳入、排出问题有待于进一步研究。
6.3.1人工神经网络的基本原理人工神经网络(ANN)是近年来发展起来的十分热门的交叉学科,它涉及生物、电子、计算机、数学和物理等学科,有着广泛的应用领域。
人工神经网络是一种自适应的高度非线性动力系统,在网络计算的基础上,经过多次重复组合,能够完成多维空间的映射任务。
神经网络通过内部连接的自组织结构,具有对数据的高度自适应能力,由计算机直接从实例中学习获取知识,探求解决问题的方法,自动建立起复杂系统的控制规律及其认知模型。
人工神经网络就其结构而言,一般包括输入层、隐含层和输出层,不同的神经网络可以有不同的隐含层数,但他们都只有一层输入和一层输出。
神经网络的各层又由不同数目的神经元组成,各层神经元数目随解决问题的不同而有不同的神经元个数。
6.3.2BP神经网络模型BP网络是在1985年由PDP小组提出的反向传播算法的基础上发展起来的,是一种多层次反馈型网络(图6.17),它在输入和输出之间采用多层映射方式,网络按层排列,只有相邻层的节点直接相互连接,传递之间信息。
在正向传播中,输入信息从输入层经隐含层逐层处理,并传向输出层,每层神经元的状态只影响下一层神经元的状态。
如果输出层不能得到期望的输出结果,则转入反向传播,将误差信号沿原来的连同通路返回,通过修改各层神经元的权值,使误差信号最小。
BP网络的学习算法步骤如下(图6.18):图6.17BP神经网络示意图图6.18BP算法流程图第一步:设置初始参数ω和θ,(ω为初始权重,θ为临界值,均随机设为较小的数)。
第二步:将已知的样本加到网络上,利用下式可算出他们的输出值yi,其值为岩溶地区地下水与环境的特殊性研究式中:xi为该节点的输入;ωij为从I到j的联接权;θj为临界值;yj为实际算出的输出数据。
第三步:将已知输出数据与上面算出的输出数据之差(dj-yj)调整权系数ω,调整量为ΔWij=ηδjxj式中:η为比例系数;xj为在隐节点为网络输入,在输出点则为下层(隐)节点的输出(j=1,2…,n);dj为已知的输出数据(学习样本训练数据);δj为一个与输出偏差相关的值,对于输出节点来说有δj=ηj(1-yj)(dj-yj)对于隐节点来说,由于它的输出无法进行比较,所以经过反向逐层计算有岩溶地区地下水与环境的特殊性研究其中k指要把上层(输出层)节点取遍。
误差δj是从输出层反向逐层计算的。各神经元的权值调整后为ωij(t)=ωij(t-1)+Vωij式中:t为学习次数。
这个算法是一个迭代过程,每一轮将各W值调整一遍,这样一直迭代下去,知道输出误差小于某一允许值为止,这样一个好的网络就训练成功了,BP算法从本质上讲是把一组样本的输入输出问题变为一个非线性优化问题,它使用了优化技术中最普遍的一种梯度下降算法,用迭代运算求解权值相当于学习记忆问题。
6.3.3BP神经网络模型在伤寒、副伤寒流行与传播预测中的应用伤寒、副伤寒的传播与流行同环境之间有着一定的联系。
根据桂林市1990年以来乡镇为单位的伤寒、副伤寒疫情资料,伤寒、副伤寒疫源地资料,结合现有资源与环境背景资料(桂林市行政区划、土壤、气候等)和社会经济资料(经济、人口、生活习惯等统计资料)建立人工神经网络数学模型,来逼近这种规律。
6.3.3.1模型建立(1)神经网络的BP算法BP网络是一种前馈型网络,由1个输入层、若干隐含层和1个输出层构成。
如果输入层、隐含层和输出层的单元个数分别为n,q1,q2,m,则该三层网络网络可表示为BP(n,q1,q2,m),利用该网络可实现n维输入向量Xn=(X1,X2,…,Xn)T到m维输出向量Ym=(Y1,Y2,…,Ym)T的非线性映射。
输入层和输出层的单元数n,m根据具体问题确定。
(2)样本的选取将模型的输入变量设计为平均温度、平均降雨量、岩石性质、岩溶发育、地下水类型、饮用水类型、正规自来水供应比例、集中供水比例8个输入因子(表6.29),输出单元为伤寒副伤寒的发病率等级,共一个输出单元。
其中q1,q2的值根据训练结果进行选择。表6.29桂林市伤寒副伤寒影响因素量化表通过分析,选取在伤寒副伤寒有代表性的县镇在1994~2001年的环境参评因子作为样本进行训练。
利用聚类分析法对疫情进行聚类分级(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ),伤寒副伤寒发病最高级为Ⅳ(BP网络中输出定为4),次之的为Ⅲ(BP网络中输出定为3),以此类推,最低为Ⅰ(BP网络中输出定为1)(3)数据的归一化处理为使网络在训练过程中易于收敛,我们对输入数据进行了归一化处理,并将输入的原始数据都化为0~1之间的数。
如将平均降雨量的数据乘以0.0001;将平均气温的数据乘以0.01;其他输入数据也按类似的方法进行归一化处理。
(4)模型的算法过程假设共有P个训练样本,输入的第p个(p=1,2,…,P)训练样本信息首先向前传播到隐含单元上。
经过激活函数f(u)的作用得到隐含层1的输出信息:岩溶地区地下水与环境的特殊性研究经过激活函数f(u)的作用得到隐含层2的输出信息:岩溶地区地下水与环境的特殊性研究激活函数f(u)我们这里采用Sigmoid型,即f(u)=1/[1+exp(-u)](6.5)隐含层的输出信息传到输出层,可得到最终输出结果为岩溶地区地下水与环境的特殊性研究以上过程为网络学习的信息正向传播过程。
另一个过程为误差反向传播过程。
如果网络输出与期望输出间存在误差,则将误差反向传播,利用下式来调节网络权重和阈值:岩溶地区地下水与环境的特殊性研究式中:Δω(t)为t次训练时权重和阈值的修正;η称为学习速率,0<η<1;E为误差平方和。
岩溶地区地下水与环境的特殊性研究反复运用以上两个过程,直至网络输出与期望输出间的误差满足一定的要求。该模型算法的缺点:1)需要较长的训练时间。
由于一些复杂的问题,BP算法可能要进行几小时甚至更长的时间的训练,这主要是由于学习速率太小造成的,可采用变化的学习速率或自适应的学习速率加以改进。2)完全不能训练。
主要表现在网络出现的麻痹现象上,在网络的训练过程中,当其权值调的过大,可能使得所有的或大部分神经元的加权总和n偏大,这使得激活函数的输入工作在S型转移函数的饱和区,从而导致其导数f′(n)非常小,从而使得对网络权值的调节过程几乎停顿下来。
3)局部极小值。BP算法可以使网络权值收敛到一个解,但它并不能保证所求为误差超平面的全局最小解,很可能是一个局部极小解。
这是因为BP算法采用的是梯度下降法,训练从某一起点沿误差函数的斜面逐渐达到误差的最小值。
考虑到以上算法的缺点,对模型进行了两方面的改进:(1)附加动量法为了避免陷入局部极小值,对模型进行了改进,应用了附加动量法。
附加动量法在使网络修正及其权值时,不仅考虑误差在梯度上的作用,而且考虑在误差曲面上变化趋势的影响,其作用如同一个低通滤波器,它允许网络忽略网络上的微小变化特性。
在没有附加动量的作用下,网络可能陷入浅的局部极小值,利用附加动量的作用则有可能滑过这些极小值。
该方法是在反向传播法的基础上在每一个权值的变化上加上一项正比于前次权值变化量的值,并根据反向传播法来产生心的权值变化。
促使权值的调节向着误差曲面底部的平均方向变化,从而防止了如Δω(t)=0的出现,有助于使网络从误差曲面的局部极小值中跳出。
这种方法主要是把式(6.7)改进为岩溶地区地下水与环境的特殊性研究式中:A为训练次数;a为动量因子,一般取0.95左右。
训练中对采用动量法的判断条件为岩溶地区地下水与环境的特殊性研究(2)自适应学习速率对于一个特定的问题,要选择适当的学习速率不是一件容易的事情。
通常是凭经验或实验获取,但即使这样,对训练开始初期功效较好的学习速率,不见得对后来的训练合适。
所以,为了尽量缩短网络所需的训练时间,采用了学习速率随着训练变化的方法来找到相对于每一时刻来说较差的学习速率。
下式给出了一种自适应学习速率的调整公式:岩溶地区地下水与环境的特殊性研究通过以上两个方面的改进,训练了一个比较理想的网络,将动量法和自适应学习速率结合起来,效果要比单独使用要好得多。
6.3.3.2模型的求解与预测采用包含了2个隐含层的神经网络BP(4,q1,q2,1),隐含层单元数q1,q2与所研究的具体问题有关,目前尚无统一的确定方法,通常根据网络训练情况采用试错法确定。
在满足一定的精度要求下一般认小的数值,以改善网络的概括推论能力。
在训练中网络的收敛采用输出值Ykp与实测值tp的误差平方和进行控制:岩溶地区地下水与环境的特殊性研究1)将附加动量法和自适应学习速率结合应用,分析桂林市36个乡镇地质条件各因素对伤寒副伤寒发病等级的影响。
因此训练样本为36个,第一个隐含层有19个神经元,第二个隐含层有11个神经元,学习速率为0.001。A.程序(略)。B.网络训练。
在命令窗口执行运行命令,网络开始学习和训练,其学习和训练过程如下(图6.19)。图6.19神经网络训练过程图C.模型预测。
a.输入未参与训练的乡镇(洞井乡、两水乡、延东乡、四塘乡、严关镇、灵田乡)地质条件数据。b.预测。程序运行后网络输出预测值a3,与已知的实际值进行比较,其预测结果整理后见(表6.30)。
经计算,对6个乡镇伤寒副伤寒发病等级的预测符合率为83.3%。表6.30神经网络模型预测结果与实际结果比较c.地质条件改进方案。
在影响疾病发生的地质条件中,大部分地质条件是不会变化的,而改变发病地区的饮用水类型是可以人为地通过改良措施加以实施的一个因素。
因此,以灵田乡为例对发病率较高的乡镇进行分析,改变其饮用水类型,来看发病等级的变化情况。
表6.31显示,在其他地质条件因素不变的情况下,改变当地的地下水类型(从原来的岩溶水类型改变成基岩裂隙水)则将发病等级从原来的最高级4级,下降为较低的2级,效果是十分明显的。
因此,今后在进行伤寒副伤寒疾病防治的时候,可以通过改变高发区饮用水类型来客观上减少疫情的发生。
表6.31灵田乡改变饮用水类型前后的预测结果2)选取桂林地区1994~2000年月平均降雨量、月平均温度作为输入数据矩阵,进行样本训练,设定不同的隐含层单元数,对各月份的数据进行BP网络训练。
在隐含层单元数q1=13,q2=9,经过46383次数的训练,误差达到精度要求,学习速率0.02。A.附加动量法程序(略)。B.网络训练。
在命令窗口执行运行命令,网络开始学习和训练,其学习和训练过程如下(图6.20)。C.模型预测。a.输入桂林市2001年1~12月桂林市各月份的平均气温和平均降雨量。预测程度(略)。b.预测。
程序运行后网络输出预测值a2,与已知的实际值进行比较,其预测结果整理后见(表6.32)。经计算,对2001年1~12月伤寒副伤寒发病等级进行预测,12个预测结果中,有9个符合,符合率为75%。
图6.20神经网络训练过程图表6.32神经网络模型预测结果与实际值比较6.3.3.3模型的评价本研究采用BP神经网络对伤寒、副伤寒发病率等级进行定量预测,一方面引用数量化理论对不确定因素进行量化处理;另一方面利用神经网络优点,充分考虑各影响因素与发病率之间的非线性映射。
实际应用表明,神经网络定量预测伤寒、副伤寒发病率是理想的。其主要优点有:1)避免了模糊或不确定因素的分析工作和具体数学模型的建立工作。2)完成了输入和输出之间复杂的非线性映射关系。
3)采用自适应的信息处理方式,有效减少人为的主观臆断性。虽然如此,但仍存在以下缺点:1)学习算法的收敛速度慢,通常需要上千次或更多,训练时间长。2)从数学上看,BP算法有可能存在局部极小问题。
本模型具有广泛的应用范围,可以应用在很多领域。从上面的结果可以看出,实际和网络学习数据总体较为接近,演化趋势也基本一致。
说明选定的气象因子、地质条件因素为神经单元获得的伤寒、副伤寒发病等级与实际等级比较接近,从而证明伤寒、副伤寒流行与地理因素的确存在较密切的相关性。
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基坑降水引起地面沉降的BP神经网络预测模型建模过程如下:(1)样本选择因基坑降水引起的地面沉降量和距离基坑的距离关系密切,因此建模选用“基坑降水引起沉降工程数据(第二类)”(见表4.1)中的相关数据作为样本进行学习训练和检验。
(2)BP神经网络结构设计对于BP网络,对于任何在闭区间内的一个连续函数都可以用单隐层的BP网络逼近,因而一个三层BP网络就可以完成任意的n维到m维的映射。
根据网络结构简单化的原则,确定采用三层BP网络结构,即输入层为沉降点距基坑的距离L(m)、等效压缩模量E(MPa)、水位降深H(m)和支护刚度n四个参数,输出层为地面累积沉降量(mm),隐层层数为1层。
隐层的神经元数目选择是一个十分复杂的问题,往往需要根据设计者的经验和多次实验来确定,因而不存在一个理想的解析式来表示。隐单元的数目与问题的要求,与输入、输出单元的数目有直接的关系。
隐单元数目太多会导致学习时间过长,误差不一定最佳,也会导致容错性差、不能识别以前没有看到的样本,因此一定存在一个最佳的隐单元数。
研究通过一次编程比较了隐层神经元个数分别为5、10、15、20、25、30、40时训练速度及检验精度。
图4.2BP神经网络程序框图(3)网络训练及检验BP网络采用梯度下降法来降低网络的训练误差,考虑到基坑降水地面沉降范围内沉降量变化幅度较小的特点,训练时以训练目标取0.001为控制条件,考虑到网络的结构比较复杂,神经元个数比较多,需要适当增加训练次数和学习速率,因此初始训练次数设为10000次,学习速率取0.1,中间层的神经元传递函数采用S型正切函数tansig,传输函数采用logsig,训练函数采用trainlm,选用38组数据中的33组作为训练样本,5组作为检验样本。
(4)网络实现及检验效果使用MATLAB6.0编程建立基于BP神经网络的基坑降水地面沉降预测模型(程序代码见附件1),其训练误差及检验效果如下:图4.3训练误差曲线图4.4预测误差曲线由图4.3、图4.4可见:样本数据收敛,训练误差较小,中间层神经单元个数为10时预测精度较好,误差小于20%,误差满足工程需求。
关于样本数据的来源,如果网上有公开的数据时最好的,如果没有,可能要托关系拿到。具体预测哪些方面的内容,你是学物流专业的,你应该懂的更多。其实只要数据具有规律性,就能进行预测。
附件是一个预测实例,matlab编程,可供参考。
BP(BackPropagation)神经网络是1986年由Rumelhart和McCelland为首的科学家小组提出,是一种按误差逆传播算法训练的多层前馈网络,是目前应用最广泛的神经网络模型之一。
BP网络能学习和存贮大量的输入-输出模式映射关系,而无需事前揭示描述这种映射关系的数学方程。它的学习规则是使用最速下降法,通过反向传播来不断调整网络的权值和阈值,使网络的误差平方和最小。
BP神经网络模型拓扑结构包括输入层(input)、隐层(hiddenlayer)和输出层(outputlayer)。
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首先数据初始化[nb,minb,maxb,na,mina,maxa]=premnmx(traindata,trainlabels);[nc,minc,maxc]=premnmx(testdata);用这个函数newff就可以得到BP神经网络模型net=newff(minmax(traindata),[7,1],{'tansig','purelin'});参数可以用默认的,具体参数可以help一下看看如何设置训练神经网络net=train(net,nb,na);测试输出nd=sim(net,nc);。
我的毕业论文也是做神经网络预测的,关于这方面的程序或论文都挺多的,上网查一下,然后理解一下基本就可以了,但如果想做的更深的话就要系统的学习。
科技创新贵在新,你如果只是简单的看书的话可能出不来新的东西,毕竟短时间内你是找不出神经网络的缺陷在哪里,应如何创新。因为人们已经找出了针对已经发现的神经网络缺陷的解决方法。
如果有需要的话可以邮件联系,顺便探讨一下,我的邮箱是.。
一、ART1模型概述自适应共振理论(AdaptiveResonanceTheory)简称ART,是于1976年由美国Boston大学S.Grossberg提出来的。
这一理论的显著特点是,充分利用了生物神经细胞之间自兴奋与侧抑制的动力学原理,让输入模式通过网络双向连接权的识别与比较,最后达到共振来完成对自身的记忆,并以同样的方法实现网络的回想。
当提供给网络回想的是一个网络中记忆的、或是与已记忆的模式十分相似的模式时,网络将会把这个模式回想出来,提出正确的分类。
如果提供给网络回想的是一个网络中不存在的模式,则网络将在不影响已有记忆的前提下,将这一模式记忆下来,并将分配一个新的分类单元作为这一记忆模式的分类标志。
S.Grossberg和G.A.Carpenter经过多年研究和不断发展,至今已提出了ART1,ART2和ART3三种网络结构。
ART1网络处理双极型(或二进制)数据,即观察矢量的分量是二值的,它只取0或1。二、ART1模型原理ART1网络是两层结构,分输入层(比较层)和输出层(识别层)。
从输入层到输出层由前馈连接权连接,从输出层到输入层由反馈连接权连接。
设网络输入层有N个神经元,网络输出层有M个神经元,二值输入模式和输出向量分别为:Xp=(,,…,),Yp=(,,…,),p=1,2,…,P,其中P为输入学习模式的个数。
设前馈连接权和反馈连接权矩阵分别为W=(wnm)N×M,T=(tnm)N×M,n=1,2,…,N,m=1,2,…,M。
ART1网络的学习及工作过程,是通过反复地将输入学习模式由输入层向输出层自下而上的识别和由输出层向输入层自上而下的比较过程来实现的。
当这种自下而上的识别和自上而下的比较达到共振,即输出向量可以正确反映输入学习模式的分类,且网络原有记忆没有受到不良影响时,网络对一个输入学习模式的记忆分类则告完成。
ART1网络的学习及工作过程,可以分为初始化阶段、识别阶段、比较阶段和探寻阶段。1.初始化阶段ART1网络需要初始化的参数主要有3个:即W=(wnm)N×M,T=(tnm)N×M和ρ。
反馈连接权T=(tnm)N×M在网络的整个学习过程中取0或1二值形式。这一参数实际上反映了输入层和输出层之间反馈比较的范围或强度。由于网络在初始化前没有任何记忆,相当于一张白纸,即没有选择比较的余的。
因此可将T的元素全部设置为1,即tnm=1,n=1,2,…,N,m=1,2,…,M。(1)这意味着网络在初始状态时,输入层和输出层之间将进行全范围比较,随着学习过程的深入,再按一定规则选择比较范围。
前馈连接权W=(wnm)N×M在网络学习结束后,承担着对学习模式的记忆任务。在对W初始化时,应该给所有学习模式提供一个平等竞争的机会,然后通过对输入模式的竞争,按一定规则调整W。
W的初始值按下式设置:中国矿产资源评价新技术与评价新模型ρ称为网络的警戒参数,其取值范围为0<ρ≤1。2.识别阶段ART1网络的学习识别阶段发生在输入学习模式由输入层向输出层的传递过程中。
在这一阶段,首先将一个输入学习模式Xp=(,,…,)提供给网络的输入层,然后把作为输入学习模式的存储媒介的前馈连接权W=(wnm)N×M与表示对这一输入学习模式分类结果的输出层的各个神经元进行比较,以寻找代表正确分类结果的神经元g。
这一比较与寻找过程是通过寻找输出层神经元最大加权输入值,即神经元之间的竞争过程实现的,如下式所示:中国矿产资源评价新技术与评价新模型中国矿产资源评价新技术与评价新模型中国矿产资源评价新技术与评价新模型至此,网络的识别过程只是告一段落,并没有最后结束。
此时,神经元m=g是否真正有资格代表对输入学习模式Xp的正确分类,还有待于下面的比较和寻找阶段来进一步确定。一般情况下需要对代表同一输入学习模式的分类结果的神经元进行反复识别。
3.比较阶段ART1网络的比较阶段的主要职能是完成以下检查任务,每当给已学习结束的网络提供一个供识别的输入模式时,首先检查一下这个模式是否是已学习过的模式,如果是,则让网络回想出这个模式的分类结果;如果不是,则对这个模式加以记忆,并分配一个还没有利用过的输出层神经元来代表这个模式的分类结果。
具体过程如下:把由输出层每个神经元反馈到输入层的各个神经元的反馈连接权向量Tm=(t1m,t2m,…,tNm),m=1,2,…,M作为对已学习的输入模式的一条条记录,即让向量Tm=(t1m,t2m,…,tNm)与输出层第m个神经元所代表的某一学习输入模式Xp=(,,…,)完全相等。
当需要网络对某个输入模式进行回想时,这个输入模式经过识别阶段,竞争到神经元g作为自己的分类结果后,要检查神经元g反馈回来的向量Tg是否与输入模式相等。
如果相等,则说明这是一个已记忆过的模式,神经元g代表了这个模式的分类结果,识别与比较产生了共振,网络不需要再经过寻找阶段,直接进入下一个输入模式的识别阶段;如果不相符,则放弃神经元g的分类结果,进入寻找阶段。
在比较阶段,当用向量Tg与输入模式XP进行比较时,允许二者之间有一定的差距,差距的大小由警戒参数ρ决定。首先计算中国矿产资源评价新技术与评价新模型Cg表示向量Tg与输入模式XP的拟合度。
在式中,(tng*xn)表示向量Tg=(t1g,t2g,…,tNg)与输入模式Xp=(,,…,)的逻辑“与”。当Tg=XP时,Cg=1。
当Cg≥ρ时,说明拟合度大于要求,没有超过警戒线。以上两种情况均可以承认识别结果。
当Cg≠1且Cg>ρ时,按式(6)式(7)将前馈连接权Wg=(w1g,w2g,…,wNg)和反馈连接权Tg=(t1g,t2g,…,tNg)向着与XP更接近的方向调整。
中国矿产资源评价新技术与评价新模型tng(t+1)=tng(t)*xn,n=1,2,…,N。
(7)当Cg<ρ时,说明拟合度小于要求,超过警戒线,则拒绝识别结果,将神经元g重新复位为0,并将这个神经元排除在下次识别范围之外,网络转入寻找阶段。
4.寻找阶段寻找阶段是网络在比较阶段拒绝识别结果之后转入的一个反复探寻的阶段,在这一阶段中,网络将在余下的输出层神经元中搜索输入模式Xp的恰当分类。
只要在输出向量Yp=(,,…)中含有与这一输入模式Xp相对应、或在警戒线以内相对应的分类单元,则网络可以得到与记忆模式相符的分类结果。
如果在已记忆的分类结果中找不到与现在输入的模式相对应的分类,但在输出向量中还有未曾使用过的单元,则可以给这个输入模式分配一个新的分类单元。
在以上两种情况下,网络的寻找过程总能获得成功,也就是说共振终将发生。
三、总体算法设网络输入层有N个神经元,网络输出层有M个神经元,二值输入模式和输出向量分别为:Xp=(,,…,),Yp=(,,…,)p=1,2,…,p,其中p为输入学习模式的个数。
设前馈连接权和反馈连接权矩阵分别为W=(wnm)N×M,T=(tnm)N×M,n=1,2,…,N,m=1,2,…,M。
(1)网络初始化tnm(0)=1,中国矿产资源评价新技术与评价新模型n=1,2,…,N,m=1,2,…,M。0<ρ≤1。
(2)将输入模式Xp=(,,…,)提供给网络的输入层(3)计算输出层各神经元输入加权和中国矿产资源评价新技术与评价新模型(4)选择XP的最佳分类结果中国矿产资源评价新技术与评价新模型令神经元g的输出为1。
(5)计算中国矿产资源评价新技术与评价新模型中国矿产资源评价新技术与评价新模型判断中国矿产资源评价新技术与评价新模型当式(8)成立,转到(7),否则,转到(6)。
(6)取消识别结果,将输出层神经元g的输出值复位为0,并将这一神经元排除在下一次识别的范围之外,返回步骤(4)。
当所有已利用过的神经元都无法满足式(8),则选择一个新的神经元作为分类结果,转到步骤(7)。
(7)承认识别结果,并按下式调整连接权中国矿产资源评价新技术与评价新模型tng(t+1)=tng(t)*xn,n=1,2,…,N。
(8)将步骤(6)复位的所有神经元重新加入识别范围之内,返回步骤(2)对下一模式进行识别。(9)输出分类识别结果。(10)结束。四、实例实例为ART1神经网络模型在柴北缘-东昆仑造山型金矿预测的应用。
1.建立综合预测模型柴北缘—东昆仑地区位于青海省的西部,是中央造山带的西部成员——秦祁昆褶皱系的一部分,是典型的复合造山带(殷鸿福等,1998)。
根据柴北缘—东昆仑地区地质概括以及造山型金矿成矿特点,选择与成矿相关密切的专题数据,建立柴北缘—东昆仑地区的综合信息找矿模型:1)金矿重砂异常数据是金矿的重要找矿标志。
2)金矿水化异常数据是金矿的重要找矿标志。3)金矿的化探异常数据控制金矿床的分布。4)金矿的空间分布与通过该区的深大断裂有关。5)研究区内断裂密集程度控制金矿的产出。
6)重力构造的存在与否是金矿存在的一个标志。7)磁力构造线的存在也是金矿存在的一个重要标志。8)研究区地质复杂程度也对金矿的产出具有重要的作用。9)研究区存在的矿(化)点是一个重要的标志。
2.划分预测单元预测工作是在单元上进行的,预测工作的结果是与单元有着较为直接的联系,在找矿模型指导下,以最大限度地反映成矿信息和预测单元面积最小为原则,通过对研究区内地质、地球物理、地球化学等的综合资料分析,对可能的成矿地段圈定了预测单元。
采用网格化单元作为本次研究的预测单元,网格单元的大小是,40×40,将研究区划分成774个预测单元。
3.变量选择(表8-6)4.ART1模型预测结果ART1神经网络模型算法中,给定不同的阈值,将改变预测分类的结果。
本次实验选取得阈值为ρ=0.41,系统根据此阈值进行计算获得计算结果,并通过将不同的分类结果赋予不同的颜色,最终获得ART模型预测单元的分类结果。分类的结果是形成29个类别。
分类结果用不同的颜色表示,其具体结果地显示见图8-5。图形中颜色只代表类别号,不代表分类的好坏。将矿点专题图层叠加以后,可以看出,颜色为灰色的单元与矿的关系更为密切。
表8-6预测变量标志的选择表图8-5东昆仑—柴北缘地区基于ARTL模型的金矿分类结果图。
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net=newff(minmax(P),[30,30,30,1],{'tansig','tansig','tansig','purelin'},'traingda');%自适应学习速率这巧我也在做,这是我的,设置了30个,你自己参照着来吧。