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《武汉理工大学》 2009年
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灰色神经网络预测模型的优化研究

李小燕  
【摘要】: 针对小样本数据的信息处理,灰色神经网络模型的建立与应用是广泛领域与行业需要的。虽然神经网络与灰色系统理论在信息处理方面已有了较为广泛的应用,但实际的数据处理效果并不理想。当然,将这两种方法融合建立灰色神经网络能弥补单一使用这两种模型的不足,达到良好的数据处理和预测效果。灰色神经网络建模简单,而如果能对学习算法及其模型的结构和性能进行优化,就可以使其能达到更好的效果。目前,已有不少学者对灰色神经网络进行优化研究并取得一定成果。进行优化的灰色神经网络模型可对不确定信息进行处理以及提高各技术数据的预测精度,已成为一个很重要的课题。 本文首先对小样本数据的特点进行了研究,然后详细分析了小样本数据预测的复杂性和特殊性,提出了将前沿的智能方法——灰色预测方法和神经网络技术相结合的思想。 在对灰色系统理论和神经网络,尤其是RBF网络进行深入研究的基础上,建立了灰色GM(0,N)与RBF神经网络相结合的SGRBF静态预测模型,此模型利用灰色GM(0,N)模型专门针对“小样本”的特性以及RBF网络良好的非线性函数逼近能力,和不易陷入局部最优解的特点来更好的解决问题。还建立了一种最优初始条件的新陈代谢GM(1,1)动态模型,并在此基础上建立一个更实用、预测精度更高的DGRBF动态预测模型,此模型能对小样本数据进行长期动态的精确预测。 针对灰色系统结合RBF神经网络时算法存在局部最优和收敛性等问题,引入遗传算法来辅助优化灰色神经网络预测模型。本文利用具有的较强全局搜索能力,且收敛速度快的遗传算法对GM(1,1)模型参数λ进行高效求解,然后融合RBF神经网络和改进的灰色GM(1,1)模型,构成两种不同结构的基于遗传算法的灰色RBF预测模型,一种是灰色RBF补偿预测模型GA-GRBF,另一种是灰色嵌入型GRBF模型。以某智能监控系统采集的风响应时程数据进行仿真分析,结果表明经过遗传算法优化的GRBF模型都要优于单一的GRBF模型,并且GA-GRBF模型建模简单,预测精度高,实用性强。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP183

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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2 江敏;钱磊;苏学满;;基于PSO优化的灰色神经网络预测算法的研究[J];宁夏师范学院学报;2013年03期
3 胡瑜;于宝堃;许国;张莹;;灰色神经网络在城市用水量预测中的应用[J];微电子学与计算机;2012年07期
4 王永刚;李辉;;基于灰色神经网络的民航事故征候预测模型研究[J];中国安全科学学报;2012年03期
5 崔巍;刘洋;;基于GM—GRNN预测模型的珠江水系集装箱运量分析[J];珠江水运;2011年12期
6 闵振辉;张志强;;基于灰色神经网络的污水处理厂水质预测研究[J];自动化与仪器仪表;2013年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 白宇;基于差值灰色径向基函数神经网络的瓦斯涌出量预测[D];太原理工大学;2011年
2 张利堂;电火花成形加工工艺及仿真的研究[D];西华大学;2011年
3 李景云;基于ASP汽车产业链协作平台的销售决策支持系统的研究与实现[D];西南交通大学;2011年
4 邢昕;灰色神经网络改进算法及其应用研究[D];华中科技大学;2011年
5 王莹玉;航空发电机健康状态预测技术研究[D];沈阳航空航天大学;2011年
6 任文龙;基于神经网络的联网高速公路收费稽查研究[D];长安大学;2010年
7 高贝贝;基于灰色神经网络的农产品数量安全预测模型的研究[D];首都师范大学;2012年
8 刘慧;基于灰色BP神经网络的重庆市基本养老基金收支预测研究[D];重庆师范大学;2012年
9 刘建旭;动力定位船典型单一故障下运动预测研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
10 张娜;灰色神经网络预测系统的设计及应用[D];河北经贸大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 袁景凌;结构状态智能模拟方法研究[D];武汉理工大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘海利;朱谷昌;张普斌;夏正清;;灰色系统在赛什塘铜矿区Cu品位预测方面的应用[J];四川有色金属;2009年02期
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3 杨开云;冯卫;王亮;朱峰;;多目标决策灰色关联投影法在建筑工程投资决策中的应用[J];四川建筑科学研究;2009年05期
4 吴新民;张静平;;化学专业学生实验能力与就业能力关联度分析[J];合肥师范学院学报;2008年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 王孝红;吴姝芹;申涛;范勇;;灰色预测控制及在篦冷机系统中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 陈晨;陈杰;张娟;;网络化天基信息系统的连续性效能评估[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 刘长生;;旅游产业国际化对我国区域经济发展的影响研究——基于中国不同省份的面板数据分析[A];中国旅游评论2011[C];2011年
6 张磊;张媛媛;袁筠;;草原区露天矿生态复垦评价指标体系构建[A];2011年中国矿业科技大会论文集[C];2011年
7 廖海斌;王宏勇;;基于灰色理论的人脸图像特征融合识别[A];图像图形技术与应用进展——第三届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2008年
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9 王铁生;张冰;马开锋;;时变参数灰序模型TGM-AR及其应用[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
10 刘静;;消防指挥决策灰色关联分析方法研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(四)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵琪;我国国有企业人力资源优化配置研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李明;农村生态住区建设系统耦合研究[D];华中科技大学;2010年
3 曲建军;基于提速线路TQI的轨道不平顺预测与辅助决策技术的研究[D];北京交通大学;2011年
4 吴锋;基于GPU并行计算的数值模拟与燃煤锅炉系统的优化研究[D];浙江大学;2010年
5 任家福;服务商选择与备件备品库存管理研究[D];电子科技大学;2010年
6 滕跃;基于ISO9000标准的政府科学技术奖励质量管理体系研究[D];武汉大学;2010年
7 沈路;数学形态学在机械故障诊断中的应用研究[D];浙江大学;2010年
8 卓莹;基于拓扑·流量挖掘的网络态势感知技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
9 方平;科技创新对我国渔业结构调整的作用机制研究[D];中国地质大学(北京);2011年
10 王静;化肥供应链及其适应性研究[D];北京交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 熊洋;柳州市土地利用规划的弹性研究[D];华中农业大学;2010年
2 杜武青;西部大气环境中聚酯玻璃钢老化及室内外老化相关性研究[D];南昌航空大学;2010年
3 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
4 张永宾;居住区景观设计方案评价方法初探[D];中南林业科技大学;2009年
5 姜念;区间自适应粒子群算法研究及其应用[D];郑州大学;2010年
6 乔小琴;基于灰理论的土石坝安全监控综合评价模型研究[D];郑州大学;2010年
7 申志涛;基于灰色系统预测理论的商品住宅价格分析[D];大连理工大学;2010年
8 任航;我国村镇建筑防灾减灾策略研究[D];大连理工大学;2010年
9 阳江源;数控机床热误差检测与建模研究[D];大连理工大学;2010年
10 田向伟;基于参数优化LSSVM在转炉煤气系统预测中的应用[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;Application of Chebyshev Polynomial in Predicting the Grain Yield——A Case of Grain Yield in Jilin Province[J];Asian Agricultural Research;2010年12期
2 朱春江;唐德善;;基于灰色神经网络和证据理论预测地下水位的研究[J];安徽农业科学;2006年05期
3 吕效国;缪雪晴;;用折扣最小二乘法建立线性自回归模型预测粮食产量[J];安徽农业科学;2008年30期
4 郭智勇;彭亚拉;李蕊舟;杨勇;夏振芳;;我国粮食产量影响因素灰色关联度比较研究[J];安徽农业科学;2010年05期
5 王永刚;吕学梅;;民航事故征候的关联度分析和灰色模型预测[J];安全与环境学报;2006年06期
6 杨志龙;系统辨识理论与BP算法数学原理[J];兵工自动化;1998年04期
7 周宇恒,赵书玲,李钟侠;BP网络泛化能力的改进方法[J];兵工自动化;2004年05期
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9 倪国强,梁好臣;基于Dempster-Shafer证据理论的数据融合技术研究[J];北京理工大学学报;2001年05期
10 张毅,罗元;基于人工神经网络城市交通流量智能预测的研究[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2005年02期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 马燕鹏;;自适应遗传神经网络在日用水量预测中的应用[A];第二届中国智能计算大会论文集[C];2008年
2 周敏;李飞;;基于量子遗传神经网络的MIMO信号检测技术[A];2009年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 本报记者 张晓琳;[N];证券日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 叶兵;基于遗传神经网络模型实时误差修正任意角测量系统[D];合肥工业大学;2004年
3 姜波;灰色系统与神经网络分析方法及其应用研究[D];华中科技大学;2004年
4 张丽平;粒子群优化算法的理论及实践[D];浙江大学;2005年
5 刘迪辉;薄板冲压回弹仿真计算及应用技术研究[D];湖南大学;2005年
6 杨文明;我国养老金制度设计及养老基金安全运营研究[D];天津大学;2005年
7 李文平;弯曲回弹变分原理及其数值模拟研究[D];燕山大学;2006年
8 韩敏;基于ASP的汽车产业链协作模式、技术、平台研究[D];西南交通大学;2006年
9 谢延敏;基于Kriging模型和灰色关联分析的板料成形工艺稳健优化设计研究[D];上海交通大学;2007年
10 马秀媛;地下水预测的新方法研究[D];山东大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王志远;基于灰色神经网络的股票分析预测研究[D];郑州大学;2011年
2 郭斌;商务智能在汽车产业链协作平台中的应用研究[D];西南交通大学;2010年
3 李妍;基于灰色神经网络的液压泵故障诊断研究[D];燕山大学;2011年
4 范艳敏;基于灰色神经网络的股指预测方法研究[D];北京工业大学;2011年
5 潘婷婷;基于灰色神经网络的旅游上市公司财务危机预警模型研究[D];苏州大学;2011年
6 顾忠伟;灰色挖掘及其在证券分析中的应用研究[D];浙江大学;2003年
7 王丽娜;短期销售预测方法研究[D];南京气象学院;2004年
8 周宏;灰色神经网络及在砼结构使用寿命评估中的应用[D];武汉理工大学;2004年
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10 莫旭;预测方法在粮食行业的应用[D];吉林大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 张帆;;基于GM-GRNN的能源需求预测模型研究[J];湖北汽车工业学院学报;2012年03期
2 刘玲莉;孙亚菲;郑红运;;基于集对分析的民航运输事故征候预测模型研究[J];安全与环境工程;2013年05期
3 李铃铃;仇蕾;;基于灰色神经网络组合模型的水上交通事故预测[J];交通信息与安全;2014年03期
4 王修岩;李萃芳;李宗帅;林家泉;;机场助航灯光回路绝缘电阻预测方法研究[J];计算机工程与设计;2013年08期
5 王永刚;郑红运;;基于最优变权组合模型的航空运输事故征候预测[J];中国安全科学学报;2013年04期
6 朱志洁;张宏伟;韩军;宋卫华;;基于PCA-BP神经网络的煤与瓦斯突出预测研究[J];中国安全科学学报;2013年04期
7 于红斌;齐娜;赵永进;;灰关联神经网络在葡萄酒评价中的应用[J];微处理机;2013年04期
8 张霆霆;孙瑞山;刘俊杰;侯伟峰;;民用航空器试飞安全管理体系建设研究[J];中国安全科学学报;2013年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 王峰;基于灰色神经网络模型的全国病毒性肝炎发病率预测[D];山西医科大学;2012年
2 秦慧超;基于神经网络的客车车型分类的研究[D];中北大学;2013年
3 王智;基于灰色理论和神经网络的弯曲回弹预测研究[D];西南交通大学;2013年
4 张书豪;基于改进灰色神经网络的污染物排放量预测建模及实现[D];电子科技大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 关云,罗宏志,李世其;船舶结构有限元模型及分析结果可视化系统的研究与开发[J];船舶设计通讯;1998年Z1期
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5 陈波,吕西林,李培振,陈跃庆;用ANSYS模拟结构-地基动力相互作用振动台试验的建模方法[J];地震工程与工程振动;2002年01期
6 钟珞,袁景凌,楼梦麟,陈建勇;结构受力计算机动态模拟方法研究[J];地震工程与工程振动;2003年02期
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 袁景凌;结构状态智能模拟方法研究[D];武汉理工大学;2004年
2 王文成;三维数据场体绘制技术的研究和实现[D];中国科学院研究生院(软件研究所);1998年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 王芳荣,周德义,郑咏梅,王鼎,张铁强;生物表面光谱特性识别的神经网络方法[J];吉林大学学报(信息科学版);2002年03期
7 宋光雄,何胜锋,曹辉,张峥,钟群鹏;基于Hopfield神经网络的腐蚀失效模式识别[J];金属热处理学报;2003年01期
8 王学武,谭得健;神经网络的应用与发展趋势[J];计算机工程与应用;2003年03期
9 陈有伟,李为民;基于混合训练神经网络的武器系统效能评估[J];计算机工程与应用;2003年08期
10 刘斌,刘新芝,廖晓昕;脉冲Hopfield神经网络的鲁棒H-稳定性及其脉冲控制器设计(英文)[J];控制理论与应用;2003年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王雷;陈宗海;;神经网络在过程系统建模中的应用综述[A];'2002系统仿真技术及其应用学术论文集(第四卷)[C];2002年
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3 侯媛彬;易继锴;杨玉珍;陈双叶;韩崇昭;;一种能消除混沌现象的神经网络[A];1996年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1996年
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5 陈文新;王长富;戴蓓倩;;基于神经网络的汉语四声识别[A];第一届全国语言识别学术报告与展示会论文集[C];1990年
6 刘丰;姜建新;程俊;易克初;;一种用于语音识别的神经网络[A];第二届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];1992年
7 梁循;;神经网络中训练样本空间的分割特性及其应用[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年
8 黄小原;肖四汉;樊治平;;神经网络预警系统及其应用[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年
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10 高文忠;顾树生;平力;;静态神经网络新算法及其收敛性初探[A];1994年中国控制会议论文集[C];1994年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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4 中国科技大学计算机系 邢方亮;神经网络挑战人类大脑[N];计算机世界;2003年
5 记者 孙刚;“神经网络”:打开复杂工艺“黑箱”[N];解放日报;2007年
6 本报记者 刘霞;美用DNA制造出首个人造神经网络[N];科技日报;2011年
7 健康时报特约记者  张献怀;干细胞移植:修复受损的神经网络[N];健康时报;2006年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曾喆昭;神经网络优化方法及其在信息处理中的应用研究[D];湖南大学;2008年
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7 陆婷;进化回归神经网络的研究及应用[D];华南理工大学;2003年
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9 张超;高阶神经网络的梯度训练算法收敛性分析[D];大连理工大学;2008年
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1 沈花玉;神经网络在医学诊断中的应用研究[D];天津理工大学;2007年
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3 邹宇;基于Hopfield神经网络和高精度算法的谐波电流检测方法研究[D];天津大学;2007年
4 苏卫卫;时变时滞神经网络的稳定性分析[D];燕山大学;2008年
5 钟义长;基于神经网络的电力电子装置故障检测与诊断[D];湖南科技大学;2007年
6 唐荣江;基于神经网络的汽车振动乘坐舒适性评价方法研究[D];吉林大学;2009年
7 李小燕;灰色神经网络预测模型的优化研究[D];武汉理工大学;2009年
8 郭军平;高阶双并联神经网络批处理梯度算法收敛性[D];大连理工大学;2009年
9 陈郁;遗传神经网络在模拟电路故障诊断中的应用[D];长春理工大学;2009年
10 文辉;基于神经网络的中药片剂包衣建模研究[D];南昌航空大学;2009年
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