基于免疫粒子群混合算法优化BP网络的矿压预测方法

为攻克综采工作面顶板矿压显现规律预测预报的难题,构建一种基于免疫粒子群混合算法优化BP神经网络的矿压预测模型(IA-PSO-BP),针对BP神经网络收敛速度慢和易陷入局部最优的问题,采用免疫粒子群混合算法优化BP神经网络,并选取11种矿压主要影响因素作为模型基础数据,对工作面来压强度和来压步距进行预测。结果表明：IA-PSO-BP网络模型的收敛速度较BP网络模型和PSO-BP网络模型分别提高8倍和2倍,IA-PSO-BP网络模型的预测值与实测值基本吻合,预测结果的相对误差分别约为BP网络模型和PSO-BP模型的1/5和1/3。基于IA-PSO-BP的工作面矿压预测方法具有较快的收敛速度和较高的准确率,实现了工作面初次来压强度、周期来压强度、初次来压步距和周期来压步距距预测,为煤矿井下工作面矿压预测提供了一种新的技术途径。     

基于集合经验模态分解和 BP 神经网络的北京市 PM2.5 预报研究

利用集合经验模态分解算法(EEMD)和 BP 神经网络组成的混合模型, 对北京城区PM_2.5浓度值进行短期预报。结果表明, 与单独使用BP神经网络模型相比, EEMD-BP混合模型的预报准确率更高; 混合模型高频部分的预报误差是整体误差的主要方面; 混合模型的输入变量中需包含输出变量的信息; 前期污染物浓度的数值对模型的预报结果有较大的影响。     

BP神经网络在单桩承载力预测中的应用

BP网络（Back Propagation Neural Network）是工程中广泛应用的一种神经网络模型。根据试验数据，运用BP网络对横向承载桩和竖向承载桩的工作性态进行模拟并对单桩承载力进行预测，将预测结果与实测值进行比较。结果表明，神经网络方法预测的结果与实测值的误差满足工程要求。     

神经网络与贝叶斯滤波器在换道预测中的应用

为提高车辆在换道过程中的行车安全性。提出一种基于BP神经网络与贝叶斯滤波器的换道意图预测方法,通过车道线传感器、方向盘转角传感器和车身CAN总线采集相关表征参数,将其作为BP神经网络输入数据,对驾驶人换道意图进行初步预测,BP神经网络输出结果作为贝叶斯滤波器输入数据,对BP神经网络预测结果作进一步修正。对模型利用真实换道数据进行训练和检测,结果表明此模型的预测准确率达到91.38%,相较于单一的BP神经网络模型,预测准确率提高了6%,并且具有更强的通用性。     

遗传算法BP神经网络在变形监测中的研究

介绍了BP神经网络和遗传算法的概念和基本理论,详细阐述了遗传算法优化的BP神经网络和BP神经网络这两种神经网络模型,深入分析了两种模型在基坑水平位移监测的数据预报,指出了遗传算法优化的BP神经网络模型具有更好的预测效果.     

基于极限学习机(ELM)的连铸坯质量预测

针对传统基于BP神经网络建立的连铸坯质量预测模型训练速度慢、适应能力弱、预测精度低等问题,本文提出一种基于极限学习机的连铸坯质量预测方法,对方大特钢60Si2Mn连铸坯中心疏松和中心偏析缺陷进行预测,并与BP和遗传算法优化BP神经网络预测模型的预测结果进行分析对比.结果表明:BP及GA-BP神经网络预测模型对连铸坯中心疏松和中心偏析缺陷的预测准确率分别为50％、57.5％、70％和72.5％;而基于极限学习机的连铸坯预测模型预测准确率更高,对连铸坯中心疏松和中心偏析缺陷的预测准确率分别为85％和82.5％,且该模型具有极快的运算时间,仅需0.1s.该模型可对连铸坯质量进行迅速准确地分析,为连铸坯质量预测的在线应用提供了一种新的方法.     

基于ESMD-BP神经网络组合模型的中长期径流预报

径流预报的精度直接关系到流域水资源优化配置与综合利用的效益最大化.针对径流序列非线性、非平稳、直接预测精度低的特点,首次利用具有自适应性特点的极点对称模态分解(Extreme-point Symmetric Mode Decomposition,ESMD)方法对径流序列平稳化处理,结合可逼近任何非线性映射的误差反向传播网络(Back Propagation Neural Network,BP神经网络),建立ESMD-BP神经网络组合预报模型,并将其应用于黄河上游龙羊峡水库入库站唐乃亥站月径流和旬径流预报.首先,利用ESMD方法将径流序列中不同尺度的分量和趋势分量逐级提取出来,甄别了大尺度循环和非线性趋势;进而,分析径流周期和趋势变化规律;然后,利用BP神经网络将非平稳径流序列的直接预测转化为平稳的模态分量和趋势余项的预测,加和重构得到最终预测结果.并与单一BP神经网络、经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)与BP神经网络组合模型作对比,结果表明:ESMD-BP神经网络组合模型的预报误差最小、预报精度最高.组合模型为"分解→预测→重构"模式,结合了EMD数据自适应分析和BP神经网络非线性映射的优点,提高了径流预报的准确率,为水文预报精度的提高开辟了新思路.     

小波变换集遗传算法神经网络的径流预测建模

为获得更精确的径流预报结果,利用dmey小波变换对径流时间序列分解为高频信号和低频信号,再使用遗传算法优化的BP神经网络分别对其进行预测,最后利用dmey小波逆变进行重构,以此建立径流总量预测模型。通过对柳江径流总量进行实例分析,并与遗传算法优化的神经网络模型、BP神经网络模型及传统的时间序列分析方法对比,该方法获得更准确的预测结果。研究结果表明该模型能充分反映径流时间序列趋势,预报稳定性好,预报准确率高,为径流时间序列预测提供一个有效建模方法。     

基于神经网络和不同立地质量的森林蓄积量遥感估测

运用BP神经网络技术建立区分立地质量等级森林蓄积量遥感估测模型并探讨其适用性。以2009年黑龙江省伊春市凉水自然保护区森林资源二类调查数据为基础数据划分森林的立地质量等级,以森林蓄积量为研究对象,基于该地区LANDSAT-TM影像以及DEM数据提取遥感因子,采用BP神经网络方法构建区分立地质量的森林蓄积量遥感估测模型,并引入回归分析方法和不区分立地质量的模型予以比较。结果表明,基于不同立地质量等级的模型明显好于不区分立地质量等级的估测模型,且BP神经网络模型较回归分析模型可以更好地预测森林的蓄积量。经过对比检验,基于不同立地质量等级的BP神经网络模型性能优异,验证总体预测精度高达97%以上、实测值与预测值的R~2在0.94左右;不区分立地质量等级的BP神经网络模型的R~2为0.89,预测精度95%左右。同等条件下,BP神经网络模型较多元线性回归模型的预测精度约提高了3%～5%,R~2值提高了0.1左右。     

T-S模糊神经网络在冠心病智能诊断中的应用

 冠心病是一种最为常见的心血管疾病,近年来在中国的发病率与死亡率逐年升高,准确诊断和及时治疗是有效降低冠心病死亡率的主要措施。通过引入模糊系统的理论,在传统BP神经网络结构中加入了模糊层与模糊规则计算层,建立了T-S模糊神经网络模型。使用该模型对采集于克利夫兰诊所的297组数据进行分析预测,与传统BP神经网络预测结果对比显示,T-S模糊神经网络模型的平均准确率为82.93%,而传统BP神经网络的平均准确率为75.56%,表明T-S模糊神经网络模型在冠心病的智能诊断中具有较高的预测准确率。     

人工神经网络在苏州空气污染预报中的应用

人工神经网络在预测预报领域的应用越来越广泛。简单介绍了BP神经网络的基本原理,较详细地回顾了国内BP神经网络在空气污染预报领域的研究应用情况,并建立了苏州市区SO2浓度预报的BP神经网络,预报结果表明:该模型具有简便、快速、准确的优点,可推广用于其它空气污染物的预报。     

基于BP神经网络的病毒性肝炎发病率预测

构建BP神经网络模型，对我国病毒性肝炎发病趋势进行预测.收集1990-2019年全国病毒性肝炎发病率的数据，分别构建ARIMA模型、支持向量回归、BP神经网络、ARIMA-SVR、ARIMA-BPANN模型，对病毒性肝炎发病率进行预测.实验结果表明，BP神经网络模型预测的效果最佳，得到测试集的拟合值和真实值的RMSE（平均残差平方和的平方根）和MAPE（平均绝对百分误差）分别只有0.427 3和0.385 8，远小于其他预测模型.     

精细化气象因子对短期电力负荷预测的影响研究

为分析电力负荷变化特征与气象要素的关系,定量解析气象因子对电力负荷预测的主要贡献,该文以华中电网某地区为研究对象,预报因子选用电力负荷和精细化气象数据,依据逐步回归和BP神经网络模型建立滚动预报模型.通过研究发现：当日负荷除与历史负荷有较好的相关关系外,当日温度与前一日温度对负荷也有较大的影响.气象因子在逐步回归和神经网络预测方法中对负荷预测准确率的提升均有正的贡献,贡献率分别为0.28%～17.87%和0.97%～17.78%.尤其是转折天气条件下,精细化气象因子对短期负荷预测的准确率的提升尤为重要.     

黄河流域淘宝村的时空演化特征及空间组织类型演变

在大数据背景下,基于阿里研究院发布的淘宝村数据,运用网络关注度、空间分类法及核密度分析法等对2013-2019年黄河流域淘宝村进行时空演化特征及空间组织类型分析.研究发现:(1)从时间维度看,研究期内淘宝村的数量呈指数增长,表现出自上游到下游阶梯状递减的分布规律.(2)从网络关注度看,呈现"一个高值集聚区+两个低值集聚区"的分布态势,"一个高值集聚区"集中分布在郓城县、鄄城县和牡丹区,"两个低值集聚区"是以博兴县和惠民县为中心和以洛龙区为中心.(3)从产业类型看,按主营产品和服务类型及区位可分为七大类,即城市近郊农贸型、城镇边缘农贸型、独立发展的农贸型、城市近郊工贸型、城镇边缘工贸型、独立发展的工贸型和城市近郊纯贸易型.(4)从空间分布来看,2013、2015、2017和2019年4个时间断面上黄河流域淘宝村的空间格局具有由点状扩散到面域联动的演变态势;空间上呈现出"一核两翼"的分布态势,其中"一核"主要集中分布在博兴县、鄄城县和牡丹区且逐渐向四周递减,"两翼"指在东北部、西南部形成两个较低的集聚区.(5)从空间组织类型来看,主要为同类型扩散、衍生扩散和独立发展3种类型,其中同类型扩散多分布在下游地区,衍生扩散类型多分布在中、下游地区,独立发展型淘宝村多分布在上、中游地区.     

数据驱动的中小河流智能洪水预报方法对比研究

近几年在洪水预报中,数据驱动洪水预报模型得到了广泛的应用,并取得了良好的效果,但是数据驱动模型大都用于大流域,很少用于小流域.中小河流大多位于资料短缺的山丘区,洪水具有突发性强,汇流时间快,预见期短的特点.为此分别构建了SVM模型、BP神经网络模型、RBF网络模型、极限学习机(ELM)模型,并利用所构建的模型对昌化流域进行预报;结果表明,SVM模型和RBF网络模型在低流量区段预测较准确,而且模型预报稳定;BP神经网络模型在高流量区段较准确,但是模型预报结果不稳定;ELM模型预报误差较大,而且预报不稳定;于是采用组合模型方式:低流量区段采用SVM模型或RBF网络模型,高流量区段采用BP神经网络模型,实验结果表明组合模型预报效果更好.     

基于有限元-BP神经网络的地下连续墙变形预测

基于目前在基坑支护结构中应用广泛的变形预测方法,有限元法和BP神经网络,结合基坑工程特点,提出将有限元模型与BP神经网络相结合的基坑变形预测方法.以某实际建筑基坑为研究对象,利用有限元软件进行近似建模,使用MATLAB软件实现有限元模型与BP神经网络模型相结合的预测模型,对基坑地下连续墙水平位移值进行预测对比.结果表明,有限元-BP神经网络预测模型预测值与实测值最为吻合,预测精度优于单一的有限元或BP神经网络预测模型.     

基于BP神经网络非线性组合的SARIMA-GRU犯罪预测模型

针对当前犯罪预测模型无法捕捉到犯罪时序数据的复合特征且无法及时反应环境变化等问题，提出基于BP神经网络非线性组合的SARIMA-GRU犯罪预测模型。该模型将SARIMA和GRU对犯罪数量的预测结果通过BP网络实现非线性组合，采用反向传播算法进行权重学习，将各层神经元所确定的权重矩阵作为两种方法在组合预测中的比重，综合利用SARIMA模型在线性时序预测中的优势和GRU网络在非线性特征挖掘上的优势，从而获得更好的预测结果。通过温哥华和旧金山的真实犯罪数据对组合后的模型与其他模型进行对比实验，结果表明，基于BP神经网络非线性组合的SARIMA-GRU模型可以捕捉到犯罪时序数据的复合特征，与其他模型相比具有更高的准确率。     

铜合金时效性能的神经网络预测模型

运用BP神经网络算法，对时效试验数据进行训练，建立了Cu-0．30Cr-0．15Zr合金时效后硬度和导电性与时效时间和时效温度的映射模型，从而可预测铜合金在一定时效条件下的硬度和导电性，预测结果与实测值吻合较好，表明神经网络用于铜合金的时效性能预测是可行的，预测的准确性取决于用于训练网络的铜合金时效试验数据的数量和质量。     

基于人工神经网络的龙羊峡水库入库径流预报

阐述神经网络是一个大规模的非线性功能系统,具有很强的非线性处理能力。人工神经网络模型是高度的非线性模型,能够有效地模拟本质为非线性的实际水文系统。又介绍了人工神经网络的结构、原理,并结合龙羊峡水库入库径流资料,利用BP神经网络方法进行预报分析,预测值和实测值的相对误差均在10%以内,预测结果相对较好。     

基于灰色BP神经网络的我国工业增加值预测研究

针对我国工业增加值存在季节波动性等外部因素影响其预测准确性不高的问题,提出了一种基于灰色BP神经网络的工业增加值预测算法,即采用以我国2008~2017年各季度工业增加值数据作为时间序列建立的灰色BP神经网络预测模型进行预测。结果表明,采用灰色BP神经网络组合模型预测的精度较灰色模型和BP神经网络模型精度分别提升了0.94%~4.98%和0.01%~0.08%,稳定性分别提升了1.43%~2.97%和0.03%~0.05%。此实验结果验证了灰色BP神经网络组合模型可以有效预测我国工业增加值的发展趋势,进而为政府部门制定工业发展政策提供有效依据。