可拓神经网络在水质评价中的应用.pdfVIP

第4l卷 第 15期 人 民 长 江 Vo1．41．NO．15 20 10年 8月 Yangtze River Aug．， 2010 文章编号 ：1001—4179(2010)】5—0027—04 可拓神经网络在水质评价中的应用 闰英 战 ，杨 勇 ，陈 爱斌 (1．东莞南博职业技术学院 计算机系，广东 东莞 523083； 2．中南大学 信息学院，湖南 长沙 410083) 摘要 ：可拓神经 网络是可拓学与人工神经 网络 的有机结合 ，能够更好地模拟人脑神经系统思维等智能行为。 讨论 了神经 网络物元模 型、神经网络 的物元可拓性及基本物元变换 ，并利用可拓学的扩缩变换 ，通过在输 出空 间中用一个 区域来代替 BP神经 网络的训练停止 区域 ，极大地提高 了神经 网络的训练速度。以几个主要指标 作为衡量水质优劣 的标准并作为神经 网络 的输入样本 ，建立可拓神经 网络训练水质 的模 型 ，并与普通 BP神 经网络进行训练速度和训练效果比较 ，实验表明，用可拓神经 网络对水质 的评价效果更为 明显 。 关 键 词 ：可拓神经 网络 ；物元 ；物元变换 ；水质评价 中图法分类号 ：X824 文献标志码 ：A 物元神经网络 的概念首先是在 1995年 由刘巍提 的可拓性和关联函数 K()为机器学 习的基 础，从而 出的 。随着人们对可拓学的深入研究 ，将可拓理论 能够更好地模拟人脑神经系统 的思维和智能 ，实现功 应用到神经 网络 中，提出了可拓神经网络是 以物元 R 能与特征的互补，具有较强的学习能力 和创新特点 ，并 = (Ⅳ，c，)或物元可拓集为基本单位 ，由大量神经元 能在学习过程 中不断积累知识 ，进行 自我 完善 。人 相互连接构成的网络 ，可拓神经网络以物元 的可拓性 工神经 网络的名称为 Ⅳ，该人工神经网络的特征及其 和关联函数为机器学习的基础 ，从而能够更好地模拟 量值分别为 C和 v，则称 R= (Ⅳ，c，)为人工神经网 人脑神经系统思维等智能行为。环境问题是当今世界 络物元 。根据物元理论 中多维物元 的定义 ，人工神经 公认的一个热点问题 ，大量的污水排放 ，给人们的生存 网络物元显然是 多维物元。根据 人工神经 网络的特 环境造成了严重的威胁。由于人工神经网络在数学上 征 ，人工神经网络物元可以具体表示为 ： 可被证明其能逼近任何 函数 ，还可 以自动地部分转换 N 。l 输入数据 ，这种强大的逼近能力 ，为污水处理领域 c2 建模模拟提供了一条可行的途径 。 c3 1 可拓神经网络结构及算法 R = c4 c5 可拓神经网络是将可拓理论应用到神经 网络 中。 c6 把物 Ⅳ，特征 c及 Ⅳ关于C的量值 构成的有序三元组 R= (Ⅳ，c，)作为描述物的基本单元 ，称为一维物 C一 元 ，Ⅳ，c， 称为物元 R的三要素。 式 中，c为网络层数 ；c：为各层神经元个数 ；c为结构 可拓神经网络是可拓学与人工神经网络的有机结