主成分神经网络模型在疾病预测中的应用

针对在医学卫生领域,疾病受到许多因素的影响,很难用结构式的因果模型加以解释的问题,根据神经网络来预测是一种行之有效的方法。径向基函数(RBF)神经网络应用于疾病的月发病人数预测时,由于影响它的气象因素:月平均气压,月平均气温,月平均相对湿度,月平均风速,月平均降水量本身具有很大的相关性,且维数较高,RBF神经网络的预测精度会下降,针对这一问题,文中提出了利用主成分分析(PCA)方法对原输入空间进行重构,并根据各主成分的贡献率来确定网络结构,从而有效的解决了预测精度下降的问题。最后以2001年8月至2006年9月张家川支气管肺炎月发病人数的资料验证该方法的有效性。至此,应该充分考虑人在各时间段的发病特征,以便更有重点地进行健康防治工作,有效地降低支气管肺炎对人类的危害,保障人类的生活品质。     

上呼吸道感染月发病率的主成分神经网络预测模型

 在医学卫生领域,疾病受许多因素的影响,很难用结构式因果模型解释,根据神经网络预测是一种行之有效的方法。径向基函数（RBF）神经网络应用于疾病的月发病人数预测时,由于影响它的气象因素,如月平均气压、月平均气温、月平均相对湿度、月平均风速、月平均降水量等本身具有很大的相关性,且维数较高,RBF神经网络的预测精度会下降。针对这一问题,本文提出了利用主成分分析方法对原输入空间进行重构,并根据各主成分的贡献率确定网络结构,从而有效地解决了预测精度下降问题。最后,以2001年8月至2006年9月甘肃省武威市上呼吸道感染炎月发病人数的资料验证该方法的有效性。至此,应该充分考虑人在各时间段的发病特征,以便更有重点地进行健康防治工作,有效地降低支气管肺炎对人类的危害,保障人类的生活品质。     

基于主成分分析的BP神经网络在电力系统负荷预测中的应用

BP神经网络应用于电力系统负荷预测时,如果输入空间严重自相关及网络维数较高时,BP神经网络的预测精度会下降。针对这一问题,本文提出一种改进新方法,具体是利用主成分分析（PCA）方法对原输入空间进行重构,并根据各主成分的贡献率来确定网络的结构,从而有效解决了BP网络预测精度下降的问题,最后通过实际的算例验证了该方法的有效性。     

基于BP神经网络的电解加工精度预测模型

为精确地预测电解加工精度,采用了BP神经网络的方法进行建模．在分析影响加工精度主要因素的基础上,确定了BP神经网络模型的特征参数,并根据实际情况,确定了输入层和中间隐层的维数,从而确定了模型的结构．用试验参数对模型结构进行训练,最终建立了一个用于电解加工精度预测的BP神经网络模型．利用该模型进行的精度预测结果表明,该模型的预测误差可以控制在10％以内,具有很高的精度预测能力．     

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。     

基于BP神经网络的杭州紫之隧道最大地表沉降预测

杭州紫之隧道浅埋暗挖北段处于地下水丰富的软弱地层中,施工过程中产生的地表沉降量难以控制,波动范围较大.为了准确评估施工风险,采用BP神经网络对最大地表沉降进行预测.首先对地表沉降的影响因素进行选取和量化,构成样本数据组.然后通过试错法,建立预测精度最高的一般BP神经网络和遗传算法优化的BP神经网络模型,研究发现BP神经网络在预测地表沉降方面效果较好,且使用遗传算法可以进一步提升预测精度.接着探讨了地层渗透性对BP神经网络预测精度的影响,研究发现不考虑地层渗透性会使预测精度大幅下降.最后对BP神经网络模型参数进行了敏感性分析,揭示了预测沉降的变化趋势符合客观变形机理.     

基于差值灰色RBF网络模型股票价格预测研究

针对RBF神经网络的预测精度受样本数据随机性影响较大,而灰色理论能弱化数据随机性的特点,提出了差值结合法将灰色GM(1,1)模型和RBF神经网络模型有效地结合起来,构建了差值灰色RBF网络预测模型。并利用此模型进行股票价格预测,实证结果表明:该模型预测稳定性较好,预测精度高,平均预测误差为0.68%,与BP神经网络和RBF神经网络相比具有更好的泛化能力和更高的预测精度,在股票预测中具有一定的实用价值。     

BP神经网络权重和阈值初始化方法研究

针对Nguyen-Widrow算法生成的BP神经网络模型的初始化权重和阈值相关性较大,并因此影响BP神经网络模型的函数逼近性能的问题,在原初始化方法的基础上,提出了3种权重和阈值初始化改进方法.实验结果表明,改进初始化方法能够有效地提高BP神经网络模型的预测精度.     

离港航班滑出时间的支持向量机预测模型

为解决反向传播(back propagation, BP)神经网络在离港航班滑出时间预测精度欠佳的问题,构建了基于支持向量机(support vector machine, SVM)的离港航班滑出时间预测模型。首先,分析了影响离港航班滑出时间的可量化因素,构建了基于相关性分析的离港航班滑出时间预测模型;并对比分析了基于SVM和BP神经网络的滑出时间预测结果。结论表明：离港航班滑出时间与同时段推出航班数量、同时段起飞航班数量、同时段落地航班数量、1 h平均滑出时间呈现强相关性,与滑行距离、转弯个数、延误时间相关但不显著,与起飞时刻所在时段不相关。基于SVM和BP神经网络的预测结果趋势是一致的,考虑强相关和中度相关影响因素的七元组预测结果准确率达到最佳;引入不相关因素后模型的预测精度会下降。基于SVM的滑出时间预测模型精度显著高于BP神经网络预测模型,滑出时间误差范围在±5 min内的预测准确率可达98%。     

灰色神经网络模型在图书采购复本量预测的应用

针对图书采购复本量预测问题,提出了基于灰色神经网络的采购复本量组合预测模型.根据现有文献记载5年来的G类图书的流通率、拒借率和平均复本量数据,运用组合预测方法对G类图书复本量进行了预测,并与多元线性回归模型以及BP神经网络模型比较.结果表明:组合模型预测值的相对误差更小,精度更高.     

基于Stacking集成学习的网络安全态势预测方法

针对现有的网络安全态势预测模型预测精确度低且泛化能力差等问题,提出一种基于Stacking模型融合的态势预测方法。该方法中,借助Stacking算法将TCN网络、WaveNet、GRU、LSTM进行集成挖掘态势数据之间的相关性;之后利用逻辑回归进行预测得到最终态势值;利用粒子群优化算法进行参数寻优,提升模型性能。基于2个数据集进行验证,实验表明,所提预测方法具有较小的均方误差和平均绝对误差,收敛速度较快,拟合度均可达0.999,可以很好解决预测精确度低的问题,提升了模型的泛化能力。     

基于EWT-PSO-Elman耦合模型在径流预测中的应用

由于径流序列的非线性和非平稳性,单一预测模型能力有限,难以做出准确预测。因此,论文基于澄碧河流域坝首站1979-2019年共41a的实测月径流序列,引入经验小波变换分解(EWT)、粒子群算法(PSO),建立一种基于Elman神经网络的组合月径流预测模型(EWT-PSO-Elman),并采用纳什效率系数(NSE)、平均相对误差绝对值(MAPE)和均方根误差(RMSE)对测试集的预测结果进行评价与分析,并将预测结果与EWT-PSO-BP、PSO-Elman、PSO-BP、Elman、BP模型进行比较。结果表明：EWT-PSO-Elman模型的纳什效率系数为0.9135,均方根误差为19.4511,预报等级为甲级,具有较好的预测精度和泛化能力;EWT-PSO-Elman模型的预测精度优于EWT-PSO-BP、PSO-Elman、PSO-BP、Elman、BP模型。可见,EWT-PSO-Elman模型具有更好的预测精度,可应用于径流预测研究中。     

基于改进G-K算法的多节点网络安全态势预测模型研究

影响多节点网络安全态势的因素有很多,传统方法未考虑影响因素,导致预测精度低。为此,构建一种新的改进G-K算法的多节点网络安全态势预测模型。通过灰熵均衡关联度实现关联分析,通过关联分析法对影响多节点网络安全态势的因素进行研究,按照关联程度大小获取重要因素。依据多节点网络日志信息,从主机层、服务层和系统层对多节点网络安全态势值进行计算。分析改进G-K算法预测基本思想:通过多节点网络安全态势重要影响因子值与安全态势值计算状态向量,利用当前状态矢量观测向量对多节点网络安全态势在下一段时间的值进行描述。在此基础上,构建改进G-K算法的多节点网络安全态势预测模型。实验结果表明,采用构建的模型对多节点网络安全态势进行预测,有很高的预测精度,对突变态势也可有效预测。     

基于布谷鸟搜索算法的SVR参数选择

SVR(支持向量回归机)在解决非线性回归问题时有极大的优势,在其预测过程中,最重要的是参数的选择,不同的参数会造成预测结果的巨大差异．目前较为普遍的方法是利用遗传算法和粒子群算法进行参数选择,而这2种算法在解决多峰问题时的局限性,容易导致算法的效率低且准确度不高．鉴于布谷鸟搜索算法引入了Lvy飞行机制,能有效地跳出局部最优解,使算法收敛速度快,且结果具有对算法本身的参数变化不敏感的优点,该文将布谷鸟搜索算法应用于SVR参数寻优过程中．网络流量和白葡萄酒质量的预测实验结果表明,布谷鸟搜索算法相对于遗传算法、粒子群算法等其他启发式智能算法而言,收敛速度更快,寻参结果的精度更高．     

基于VMD-LSTM-IPSO-GRU的电力负荷预测

为了挖掘电力负荷数据中的潜藏信息,提高负荷预测的精度,针对电力负荷强非线性、非平稳性等特点,提出一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)、优化长短期神经网络(long-term and short-term memory network,LSTM)、改进的粒子群算法(improve particle swarm optimization,IPSO)优化门控循环单元(gated recurrent unit neural network,GRU)的混合预测模型。首先,使用相关性分析确定确定输入因素,再将负荷数据运用VMD算法结合样本熵分解为一系列本征模态分量(intrinsic mode fuction,IMF)和残差量,更加合理地确定分解层数和惩罚因子;其次,根据过零率将这些量划分为低频和高频,低频分量使用LSTM网络,高频分量利用IPSO-GRU网络分别进行预测;最后,将预测结果重构得到电力负荷的最终结果。仿真结果表明,相对于其它常规模型,该混合模型可有效的提取模态特征,具有更高的预测精度。     

基于鲸鱼优化混合神经网络的滑坡位移预测

针对静态机器学习模型难以有效反映滑坡的动态演化特性,且存在时序过长时历史数据遗忘导致位移预测结果不稳定的问题。本文提出了一种基于鲸鱼优化卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)和双向门控循环神经网络(bidirectional gated recurrent neural network,BiGRU)的滑坡位移动态预测方法。首先对滑坡影响因子进行特征筛选,构建数据集,建立CNN-BiGRU网络模型,使用鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA)对模型进行超参数寻优,使用CNN网络模型从滑坡数据中提取潜在的特征向量,将特征向量以时间序列的形式输入到BiGRU模型中,利用其处理时间序列数据的优势,完成滑坡位移预测。结果表明,本文提出的模型得到的滑坡位移预测精度较高,与未优化的CNN-BiGRU相比均方根误差(RMSE)下降了0.0305mm。     

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。     

支持向量机和人工神经网络在期权价格预测中的比较研究

期权定价已成为金融市场的重要组成部分之一。 由于市场是动态的,准确预测期权价格非常困难。 因此,设计和发 展了各种机器学习技术来预测期权价格未来趋势。 比较了支持向量机(ＳＶＭ)模型和人工神经网络(ＡＮＮ)模型在期权价格预 测中的有效性。 在测试和训练阶段,２ 种模型都使用公开可用的基准数据集 ＳＰＹ ｏｐｔｉｏｎ ｐｒｉｃｅ－２０１５ 进行测试。 ２ 种模型均采 用主成分分析(ＰＣＡ)转换后的数据,以达到更好的预测精度。 另一方面,为了避免过拟合问题,将整个数据集划分为训练集 (７０％)和测试集(３０％)２ 组。 将支持向量机模型与基于均方根误差(ＲＭＳＥ)的神经网络模型的结果进行了比较。 实验结果 表明:神经网络模型优于支持向量机模型,预测的期权价格与相应的实际期权价格吻合良好。     

基于进化神经网络的曲面磨削表面粗糙度预测

将人工神经网络技术引入曲面磨削加工领域,介绍了利用BP算法建立的曲面磨削表面粗糙度随磨削用量变化的进化神经网络预测模型．针对BP算法存在收敛速度慢、容易陷入局部极小值及全局搜索能力弱等缺陷,采用遗传算法训练BP神经网络,取代了一些传统的学习算法,设计了基于进化神经网络的学习算法．实验和仿真结果表明,基于进化计算的BP神经网络不仅可以克服单纯使用BP网络易陷入局部极小等问题,而且预测精度较高。