基于粒子群和布谷鸟搜索的BP神经网络优化方法研究

针对BP神经网络初始化敏感性高、易陷入局部最小值的问题,研究基于粒子群优化和布谷鸟搜索融合的BP神经网络优化方法,提出一种分层的融合优化模型MB-PSO-CS-BP。该方法在下层使用Mini-Batch算法将粒子群分割为小种群,利用粒子群优化算法进行局部搜索;在此基础上采用布谷鸟搜索算法进行全局搜索,从而减小BP神经网络初始化的敏感性,减缓其陷入局部最优的症状。在实际应用领域的数据集上对所提出算法进行实验验证。相较于一般的PSO-BP模型与CS-BP模型,所提出的MB-PSO-CS-BP融合模型在全局最优值、均方误差等多个评估指标上有所改进,进一步提升了利用BP神经网络进行预测的准确性与稳定性。     

基于BP神经网络的股市预测模型

本文介绍了神经网络的基本概念,建立BP神经网络模型,以某个股实际收盘价为原始数据样本,对网络进行训练后,对股票价格进行了短期预测,并计算出预测值和实际值的误差。通过实验发现该模型收敛速度快,预测精度高。     

基于BP神经网络的艾滋病预测模型

利用神经网络的自学习、自适应及非线性逼近能力,建立了艾滋病预测模型,并利用Matlab的神经网络工具箱进行开发实现.经过实证研究,表明了该模型的有效性,为艾滋病预防提供了一种科学、可行的预测模型。     

基于神经网络集成的经济预测模型

针对单个BP神经网络用于经济预测存在的不足,提出了一种新的更有效的经济预测模型--神经网络集成.神经网络集成通过训练多个神经网络并将各网络输出进行合成,能够显著提高网络的泛化能力.以广东省江门市的经济数据为例,采用Bagging算法训练了五个BP神经网络,构建了一个神经网络集成的GDP预测模型,并运用MATLAB 7.0语言程序实现.预测结果令人满意,优于单个神经网络预测方法.实证表明,神经网络集成用于经济预测是有效可行的,同时在一定程度上克服了单个神经网络的缺陷.     

基于模糊神经网络的生态经济发展预测模型

生态经济系统是经济子系统、社会子系统、生态环境子系统相耦合的复杂巨系统。本文以模糊推理系统和BP神经网络相结合的自适应神经模糊推理系统（ANFIS）来模拟生态经济系统的功能，进行预测。通过利用1991年-2003年杭州市生态经济可持续发展评价指标体系中的一系列指标值，确定7个指标，采集1992年-2004年的数据，构建模型，进行训练、检验，建立了以杭州市为代表的基于ANFIS的可持续发展预测控制模型。     

基于BP神经网络的南方某城市地下轨道交通公共区温度预测

提出一种基于BP神经网络的城市地下轨道交通公共区温度预测方法,结合客流量、外部环境、内部设备等影响因素,针对长三角区域地下轨道交通公共区一年四季的温度建立一个预测模型,分析各类影响因素对地铁地下环境的影响,进行地铁通风、空调设施的开启对比.研究结果表明：该预测模型与实测温度的平均误差为1.4℃,相关系数为0.895,误差分布呈正态分布,可以为地铁运营节能减排提供参考.     

基于反向学习策略的深度搜索布谷鸟算法

布谷鸟搜索算法(CS)是一种简单有效的仿生学优化算法,但在处理高维复杂问题时不能快速收敛得到最优解,针对此问题,本文引入反向学习策略和逐维深度搜索策略改进基本的CS。在布谷鸟算法的搜索阶段,通过对Levy飞行后的解进行反向学习,从而有效提升最优解的搜索效率;另外,在每一代结束后,对当前的全局最优解进行逐维深度搜索,捕捉潜在最优解,弥补搜索步骤可能出现的问题。实验结果表明,本文对算法提出的改进,提高了算法的全局搜索能力,收敛速度以及收敛精度。     

基于SOA-BP神经网络的SLS成型件精度预测模型

针对选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS)成型件精度难以控制以及工艺参数优化实验成本高等问题,提出了一种利用人群搜索算法(seeker optimization algorithm,SOA)优化BP(back propagation)神经网络对SLS成型件精度预测的方法。首先选择激光功率、预热温度、扫描速度、扫描间距以及分层厚度五个工艺参数设计正交试验获取样本数据。然后根据SOA算法特有的利己、利他、预动和不确定推理四大行为确定搜索策略,获取BP神经网络最优权值和阈值。最后采用MATLAB建立优化后的BP神经网络预测模型对样本数据进行预测分析,并与传统BP神经网络和粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)优化的BP神经网络预测结果进行对比。结果表明:基于SOA-BP神经网络的预测模型具有较高的预测精度,最大绝对误差仅为0.028,对SLS成型件精度的提高和工艺参数的选取具有指导作用。     

基于布谷鸟搜索的XGBoost算法优化及应用研究

为提高XGBoost算法预测精度,采用布谷鸟搜索算法全局优化XGBoost的超参数包括学习率、输出结点分裂的最小损失、树模型的最大深度和弱学习器的数量,构建CS-XGBoost模型训练数据集。实验结果表明,基于CS-XGBoost的收入分类模型的准确率、精确率、F1分数和AUC等指标分别为95.67%、97.17%、95.56%和97.96%,均优于Logistic回归、支持向量机、随机森林、XGBoost算法和基于网格搜索的XGBoost算法;基于CS-XGBoost的房价预测模型的决定系数、均方根误差及平均绝对误差分别为0.905 5、2.943 5及2.165 4,预测精度较XGBoost算法得到显著提升。     

深圳港基于BP神经网络的集装箱预测模型

运用BP人工神经网络建立了深圳港集装箱吞量的预测模型，得出深圳港2001－2005年的集装箱吞吐量，研究结果表明，该预测方法具有很强的学习与泛化能力，预测结果对深圳港的发展有较强的借鉴作用，可以提高深圳港处理运量的能力。     

基于小波神经网络的工业以太网延时预测控制

随着网络控制研究的兴起,对工业以太网延时进行补偿成为研究的重点方向.针对网络延时给网络控制系统带来的问题,提出用小波神经网络对工业以太网延时进行预测,根据输入的过去时间延迟序列预测输出下一采样时刻的网络延时值.预测模型的参数通过训练算法实时更新,以保证预测输出的准确性.对实际工业以太网延时数据样本的预测分析表明,该预测模型能够有效预测延时.为进一步说明延时预测效果,将延时预测模型应用于网络控制系统进行延时的预测与补偿,系统仿真结果证明了预测模型预测的准确性及补偿的有效性.     

基于麻雀搜索算法优化Elman残差自校正地面沉降预测模型

地面沉降是一种常见的地质灾害,严重阻碍当地居民的生产生活,如何对地面沉降进行准确预测已经成为相关专家学者讨论的热点话题,但常规数学模型难以对地面沉降量做出准确预测。提出了麻雀搜索算法(sparrow search algorithm, SSA)优化Elman的地面沉降量预测方法,同时根据组合模型原理提出了SSA-Elman残差自校正(SSA-Elman residual self-correction, SSA-Elman-RSC)模型的策略,通过残差校正的方式降低神经网络预测误差,成功地将地面沉降量预测模型应用于山西省大同市潇河产业园,将预测结果与未进行残差修正的模型预测结果进行比较分析。结果表明,对于均方根误差(root mean squared error, RMSE)、平均绝对误差(mean absolute error, MAE)、均方误差(mean square error, MSE)3个指标,SSA-Elman-RSC拥有更高的精度。该模型的提出为山西地区地面沉降量预测提供了一种新方法,并且组合模型的建立提供了一种新思路。     

高边坡施工期变形预测遗传神经网络模型

基于BP网络存在的不足,将遗传算法引入到BP网络模型中,建立了高边坡施工期相邻层开挖暂停阶段变形预测遗传神经网络模型,对边坡时效变形进行预测,并对预测的结果进行检验,结果表明模型取得较好的预测效果,可供类似工程参考使用.     

基于布谷鸟搜索算法的弹性力学边界条件识别

二维弹性力学Cauchy边界条件反问题的可进入测量部分边界上的全部面力和位移边界条件均已知,难进入测量部分边界上的所有边界条件需要求解。基于边界元方法,采用多项式函数近似未知的面力边界条件,将该反演问题转化为多项式系数识别问题。目标函数定义为已知边界上面力的计算值和给定值之间的最小二乘误差,利用布谷鸟算法最小化目标函数,实现对待求边界上面力边界条件的数值反演。未知位移由反演得到的面力结合其他已知边界条件代入正问题中求解得到。比较了未采用多项式和采用多项式近似的计算结果,并分别讨论了鸟巢数量、多项式阶数及测量误差对数值反演的影响。数值算例验证了布谷鸟算法联合多项式近似可准确有效地求解弹性力学Cauchy边界条件反问题。     

基于改进BP神经网络的镁还原率预报研究

介绍了BP神经网络和遗传算法的原理及特点,简述了皮江法炼镁工艺流程。为了研究各工艺参数与镁还原率之间的关系,针对标准BP神经网络存在的收敛速率慢、易陷入局部极小值等缺陷,建立了以煅白活性度、配硅比、制球压力、还原时间、还原温度、真空度为输入,镁还原率为输出的基于遗传算法优化的BP神经网络镁还原率预报模型。利用筛选后的生产数据对模型进行训练和预测,结果显示该预报模型能够较为精确地预报镁还原率,预测误差在±1.0%范围内的命中率达96%,最大误差小于1.3%,一定程度上可用于指导皮江法炼镁工艺中工艺参数的选择。     

基于遗传算法的神经网络学习算法研究

为了克服神经网络结构和参数设计的随机性及依赖于人的经验的缺点,提出了一种改进的基于遗传算法的BP神经网络学习算法。该算法结合了神经网络的快速并行性和遗传算法的全局搜索性,首先利用遗传算法对神经网络结构、初始连接权和阈值以及学习率和动量因子进行全面进化设计,在解空间中定位出较好的搜索空间,然后在进化神经网络中用训练样本再次寻优。通过利用该算法对XOR问题求解,证明了该算法的有效性,其收敛速度和精度均优于基本BP算法和附加动量项的BP算法。     

基于小波神经网络的股票预测

通过将Morlet母小波基函数作为神经网络隐含层神经元的激励函数,构建了Morlet小波神经网络,对网络结构进行了隐含层节点的优化,对股票收盘价的变化进行仿真和预测,实验结果表明,Morlet小波神经网络具有较好的逼近非线性映射的能力,其泛化性能和预测能力较优.     

基于改进遗传算法的BP神经网络及应用

结合遗传算法及神经网络各自的优点,利用改进遗传算法对BP神经网络的连接权进行优化,并提出了一种新的编码方式.通过与时间序列模型对比,基于改进遗传算法的BP模型效果更好.     

基于BP神经网络指纹识别的算法

通过对多种指纹分类算法的研究和分析，提出了一种基于BP神经网络对指纹模板进行分类的新算法．首先在对指纹图象进行预处理后建立起指纹模板库，然后采用时间模拟退火函数进行学习因子修正的方法来减少BP算法迭代次数，以提高收敛速度及跳出局部最小．仿真证明：该算法与传统的指纹识别算法相比，分类速度明显高于传统的固定步长的BP算法．     

基于IFA优化RBF神经网络的短时交通流预测模型

针对短时交通流不确定性极强引起的预测结果精度低的问题,提出一种改进萤火虫算法(IFA)优化RBF神经网络的短时交通流预测模型(IFA-RBF).该模型通过引入线性递减惯性权重和混沌机制,来改进FA后期存在的易陷入局部极值和种群多样性匮乏的不足,利用IFA优化RBF神经网络的连接权重和基函数宽度,以提升RBF神经网络的短时交通流预测精度.实验结果表明,与Elman、BP、RBF和FA-RBF模型相比,构建的短时交通流预测模型(IFA-RBF)具有更高的预测精度,预测值与实际值拟合度较高.