基于改进型BP神经网络的油井产量预测研究

为了保证油田生产持续稳定地发展,针对油田单井产量提出了基于改进型BP神经网络的预测模型。对传统的BP神经网络的结构和训练算法进行了研究,发现它存在易于陷入局部极小,收敛速度慢等问题。提出了使用LM算法的改进型BP神经网络。最后给出了基于改进型BP神经网络的单井产量预测模型仿真实验。结果证明该算法的实用性和可行性,在油井产量预测方面有一定的实用价值。     

基于动量BP算法的过渡段路基沉降预测

利用动量BP算法改进了BP神经网络的收敛性,建立了过渡段路基沉降预测模型.该模型可克服传统BP神经网络收敛速度慢、易陷入局部最优等的缺点.结合津秦客运专线路桥过渡段路基沉降实测数据,将该优化模型与传统BP神经网络预测模型进行了对比.计算表明,利用动量BP算法改进的神经网络具有较高的预测精度,同时考虑了多个影响因素,因而具有广阔的应用前景.     

动量化GA-BP算法的全局极小值搜索

针对传统BP神经网络算法存在收敛速度慢、易于陷入局部极小的缺点,提出了动量化GA-BP算法,即对传统BP算法引入动量因子,以提高网络的收敛速度,并将其与BP神经网络算法结合起来,充分利用遗传算法的全局搜索性能进行"粗"搜索.当搜索到全局最优点的附近时,再采用BP算法进行局部搜索,这样避免陷入局部极小,从而得到了全局最优解.煤矿安全等级预测的实验表明:动量化GA-BP算法能快速、精确地收敛,最终得到问题的全局极小值,取得了满意的预测结果.     

改进小波神经网络的C4ISR安全态势预测方法

提出了一种基于改进小波神经网络优化参数的指挥信息系统安全态势预测方法.该方法通过改进的小生境遗传算法构建了基于小波神经网络优化参数的网络安全状况预测模型,利用自适应遗传算法对小波神经网络参数进行调优,增强其搜索能力.同时,为解决自适应遗传算法容易陷入局部最优且收敛速度慢的问题,提出利用小生境技术和模糊聚类技术来处理.仿真实验结果表明,与传统算法相比,所提算法具有更快的收敛速度和更好的预测精度.     

基于改进人工蜂群算法优化小波神经网络的短时交通流预测

为了提高城市道路短时交通流量的预测精度,克服小波神经网络预测过程中存在收敛速度较慢、容易陷入局部最优的缺点,提出改进的人工蜂群算法优化小波神经网络预测模型。该算法引入差分进化算法中的自适应变异操作和遗传算法中的选择算子、交叉算子与变异算子来优化传统的人工蜂群算法,改善人工蜂群算法后期收敛速度慢、局部搜索能力弱的缺点。本文使用该算法优化小波神经网络的参数并对短时交通流进行预测,模型的仿真结果表明,改进人工蜂群算法优化小波神经网络预测的结果误差更小,精确度更高,训练次数少,具有较高的实际应用价值。     

IA-BP算法在谐振腔物料水分测量中的应用

为提高微波谐振腔物料湿度测量精度,提出一种基于IA-BP优化算法的进化神经网络模型,对微波谐振腔湿度测量结果进行校正.模型首先利用IA算法能够保持解群分布多样性的特性进行全局搜索,从而得到最优解或次优解附近,然后根据BP算法基于梯度信息指导权值调整的性能进行局部搜索,进而避免在最优解或次优解附近震荡,并迅速收敛到最优值.结果表明该优化算法有效地避免传统BP算法易陷入局部极小,同时保持其高预测精度,且收敛速度快,具有寻优的全局性和精确性,提高了测量精度.预测湿度与实际湿度间的均方差为0.012 5,平均绝对误差为0.071 5,平均相对误差为0.118 6,确定系数为0.996 5.     

改进量子粒子群优化算法的神经网络模型负荷预测

提出一种基于Levy飞行的量子粒子群优化算法并用于小波神经网络的训练,该算法采用基于Levy分布的飞行策略扩大粒子的搜索空间,使粒子易于逃离局部最优点。该算法克服了传统算法在神经网络训练过程中易于陷入局部最优、收敛速度慢等缺点,提高了神经网络的泛化能力。最后将改进的量子粒子群优化算法训练小波神经网络应用于电力系统负荷预测的模型,仿真结果表明改进的量子粒子群优化算法在神经网络训练上具有更高的预测精度。     

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。     

基于人工鱼群神经网络的城市时用水量预测方法

城市供水时用水量预测精度对城市供水系统具有重要影响.传统的反向传播(back-propaganda,BP)神经网络预测方法容易陷入局部解,并且需要大量的训练数据.人工鱼群算法具有较优的全局收敛能力及较快的寻优速度.为此,利用人工鱼群算法对BP神经网络的初始权值和阈值进行优化,建立了一种新的时用水量预测模型.将该模型应用到华北某市时用水量的预测中,预测结果表明人工鱼群神经网络算法的均方差比BP神经网络算法的均方差小5%.实例证明,人工鱼群神经网络比BP神经网络的预测精度更高,收敛速度更快.人工鱼群神经网络算法可用于短期水量预测.     

基于混合算法优化神经网络的混沌时间序列预测

提出了一种混合算法优化神经网络的混沌时间序列预测模型.将粒子群优化算法与模拟退火算法过程中概率突跳的思想相结合形成一种新的混合算法,并用此混合算法优化神经网络建立预测模型.该模型克服了传统的神经网络收敛慢、易陷入局部最优等不足.利用该模型对Mackey-Glass混沌时间序列和Henon映射进行实验仿真,结果表明,该模型收敛速度快,稳定性能好,预测精度高.     

基于改进果蝇算法和长短期记忆神经网络的油田产量预测模型

产量预测是油田生产动态开发研究的重要内容之一。油田的长期生产积累了大量数据,但是波动幅度很大,直接应用长短期记忆神经网络预测油田的生产指标,会出现神经网络泛化性很差的问题。因此,首先利用双层长短期记忆神经网络(long-short term memory,LSTM)和随机式失活对神经网络架构进行调整,建立了深度学习神经网络模型;并提出了一种新的果蝇聚集方法,通过改进的果蝇优化算法对所建立的神经网络模型进行优化,避免其陷入局部最优解,搜寻解空间的最优解;最后,油田实例验证表明,优化后的深度学习网络的网络泛化能力和预测精度有了较大提高,对于油田波动性较大的数据也能较好地拟合。所建立油田产量预测模型可应用于矿场开发实际。     

改进萤火虫算法与小波神经网络相结合的变压器故障诊断

为了解决变压器故障诊断中诊断效率低的问题,本文对萤火虫算法(FA)进行了改进,并与小波神经网络(WNN)相结合应用于变压器故障诊断中。小波神经网络结构简单,预测精度高,收敛速度快,但是网络参数不好选择,易陷入局部最优。本文结合混沌算法、粒子群算法、可变步长的思想来改进萤火虫算法,用于优化小波神经网络的参数,再将处理后的数据带入神经网络中进行训练与诊断。实验结果表明,该算法与BP神经网络、支持向量机、小波神经网络、遗传算法改进的小波神经网络和粒子群算法改进的小波神经网络相比诊断正确率均有所提高。     

蚁群算法优化RBF神经网络的网络流量预测

传统RBF神经网络在网络流量预测过程中存在收敛速度慢、极易出现局部最优等缺点,从而导致预测精度低。采用蚁群算法优化RBF神经网络参数来进行网络流量预测。利用蚁群优化算法来训练RBF神经网络的基函数宽度和中心,简化网络结构,加快收敛速度,防止局部最优的出现,改善RBF神经网络的泛化能力。实验结果表明,相对于GA-RBF以及PSO-RBF流量预测模型,模型预测准确度更高,能够很好地描述网络流的变化规律。具有泛化能力强、稳定性良好的特点,在网络流量预测中有一定的实用价值。     

Levenberg-Marquardt神经网络在煤矿作业人员人因可靠性评价中应用研究

依据人因可靠性原理、事故致因理论,结合煤矿生产系统的特点,提出了观测可靠度的概念,确立了一系列便于统计和赋值的人因可靠性评价指标.针对人因失误事件过程的动态性、复杂性以及数据的不完整性,利用BP神经网络对非线性动态系统的自学习性和自适应性的特点,建立了基于BP神经网络的煤矿作业人员人因可靠性评价模型.运用Levenberg-Marquardt算法改进的BP神经网络,克服了收敛速度慢,容易陷入局部极小点的缺点,提高了预测精度和稳定性.对于岗位工龄短或有效记录不足的煤矿作业人员,采用BP神经网络模型进行了人因可靠性评价.评价结果表明,基于BP神经网络的煤矿作业人员人因可靠性评价方法具有较好的适用性和可行性.     

基于样本选择与PSO-ANN的葡萄酒酒精浓度预测

为了提高拉曼光谱定量分析模型的准确性以及稳健性,提出了一种新的样本选择算法——KM法.实验中以40组葡萄酒光谱为分析对象,将KM法与传统的RS,KS,SPXY样本选择算法相比较.实验结果表明: KM法获得的|RMSEP-RMSEC|要优于其他三种方法,剩余预测偏差(RPD)存在显著性差异,说明KM法具有很好的预测准确度.同时,针对BP神经网络易陷入局部极值的问题,将粒子群优化算法用于优化人工神经网络的参数(PSO-ANN),通过与遗传算法、人工鱼群算法及混合蛙跳算法比较,发现PSO-ANN较之于其他三种方法,能够提高BP神经网络泛化性能,具有收敛速度快、稳健性强及预测精度高等优势.     

基于改进灰色关联分析的BA-BP短期负荷预测

针对短期电力负荷随机性强、预测精度低等问题,提出了基于模糊灰色聚类与蝙蝠优化神经网络的短期负荷预测模型。采用模糊聚类方法选择相似日粗集,然后用改进的灰色关联分析法选取相似日;为了克服传统BP算法易陷入局部极值和收敛速度慢等问题,利用相似日集中的样本训练蝙蝠优化的BP神经网络预测模型。以某地区的历史数据为实际算例,将文中所提算法与普通的BP神经网络、传统灰色关联与蝙蝠优化的BP神经网络预测结果相比,结果表明所提方法有很高预测精度和稳定性,在实际中有一定应用价值。     

基于深度森林算法的油井产量预测研究

为了克服传统机器学习算法产量预测模型的缺点,以深度森林算法理论为基础,综合油井相关各项数据,建立了油井产量预测新模型。首先应用KNN最邻近方法和Z-Score标准化方法对油井相关数据进行预处理,利用MDI特征选择方法选择对油井产量影响最大的特征向量,然后将选出的特征向量作为深度森林模型的输入变量,建立深度森林产量预测模型,利用网格化搜索优化模型参数,最后在测试集上运行模型,对模型性能进行评估。研究结果表明,相对于BP神经网络等传统机器学习算法模型,深度森林模型的产量预测精度更高,可以准确预测油井产量,同时相对于深度神经网络等复杂学习算法,该算法参数少、调参及应用简单,为油井产量预测提供了一种新的方法和思路。