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《昆明理工大学》 2015年
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改进QGA-BP模型及其在弥苴河总氮量预测中的应用

胡婷  
【摘要】:当前,水资源面临两个重大问题,一是水资源短缺、二是水质恶化。水已经成为人类生存的隐患、阻碍着人类向未来继续繁荣发展的脚步,因此水资源的保护已经迫在眉睫。近年来,作为水污染防治中一个重要部分的水质预测,国内外学者已经将它作为各自研究重点之一。水质预测对水环境规划、评价和管理十分重要;通过预测水质变化趋势,我们能够了解某水域环境质量未来一段时间内的演变趋势,因而可以及时找出水质恶化的原因,根据原因制定相应的治理措施,由此可见,维护和管理当前水质状况离不开水质变化趋势预测的基础性工作。利用传统方法构建精确的非线性预测模型十分不易。为此,国内外学者采用了神经网络、支持向量机、灰色理论等方法,已经对水质参数预测做了大量的工作,并取得了一定的成效。基于人工神经网络的水质预测方法因其具有良好的非线性映射和自学习能力的特点,十分适用于描述复杂水环境的变化趋势,成为了当今水质预测领域的研究热点。然而神经网络存在收敛速度慢、易陷入局部极值的缺陷,严重影响了水质预测的准确性。这迫使学者们不断引进量子遗传、粒子群、模拟退火等智能算法来探索解决BP神经网络预测方法在实际预测中预测效果不稳定的问题。量子遗传算法优化BP神经网络(Quantum Genetic Algorithm-BP Neural Networks,简称QGA-BP)的方法结合了QGA全局搜索能力和BP网络局部精确搜索特性,成为了预测研究领域一种新方法。QGA-BP算法具有较强的全局寻优能力和较快的收敛速度;但当到了进化后期,算法的收敛速度变慢,染色体有效利用率低,该算法虽然在一定程度上提高了预测的精度,但是预测效果仍然不理想。本文在上述研究的基础上,构建了一种改进的QGA-BP模型。以弥苴河复杂水环境水质预测为目的,在量子遗传算法中引入了旋转角的动态改进策略和灾变策略,并以改进的QGA作为进化操作准则优化BP模型的权值和阈值,选取一组历史观测数据作为训练样本,对弥苴河水质状态进行了预测研究。并与BP模型、QGA-BP模型仿真结果进行了对比,改进后的QGA-BP模型在进化代数、收敛速度和预测结果的准确率有较大提高。对弥苴河水质的预测结果表明,将改进QGA-BP模型应用于水质预测是可行、有效的,而且预测精度比传统方法有较大提高。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TP18;X832

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨建国;翁善勇;赵虹;岑可法;;采用遗传算法优化的煤粉着火特性BP神经网络预测模型[J];动力工程;2006年01期
2 解光军,李斌,庄镇泉;量子系统实现神经计算的理论分析[J];电子与信息学报;2003年05期
3 李飞,郑宝玉,赵生妹;量子神经网络及其应用[J];电子与信息学报;2004年08期
4 王丙参;何万生;夏鸿鸣;;基于马尔可夫链的渭河天水段水质预测模型[J];高师理科学刊;2012年03期
5 杨励雅;邵春福;;基于BP神经网络与马尔可夫链的城市轨道交通周边房地产价格的组合预测方法[J];吉林大学学报(工学版);2008年03期
6 贺敏伟;李贵海;阮柏尧;汪杨林;林健;;改进量子遗传算法用于多峰值函数优化[J];计算机工程与应用;2008年07期
7 莫慧芳,谷爱昱,张新政,张敬春;基于BP神经网络的水质预测方法的研究[J];控制工程;2004年S1期
8 陈丽华,常沁春,陈兴国,胡之德;BP网络应用于黄河水质的预测研究[J];兰州大学学报;2003年02期
9 吴春明;秦建;谢德体;;一种解决BP网络过拟合的学习算法[J];西南大学学报(自然科学版);2008年01期
10 ;Learning algorithm and application of quantum BP neural networks based on universal quantum gates[J];Journal of Systems Engineering and Electronics;2008年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴文权,谢科;Huntington法在代表名额连续分配问题中的应用[J];阿坝师范高等专科学校学报;2005年03期
2 周桂如;;数学建模方法的研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2011年06期
3 杜世平;汪建;马文彬;;层次模糊综合评价法在校园环境质量评价中的应用[J];安徽农业科学;2008年10期
4 李鹏飞;杨晓曼;;陕西省西安市城市水景空间植物景观分析评价[J];安徽农业科学;2008年36期
5 李艳丽;周洁萍;方立群;龚建华;;高致病性禽流感SI传播模型研究[J];安徽农业科学;2009年28期
6 欧业宁;周忠发;符辉;;基于GIS的典型喀斯特地区土地适宜性评价模型的构建——以贵州省福泉市为例[J];安徽农业科学;2010年05期
7 马辉;王统鹤;;渔业资源开发的动态优化模型[J];安徽农业科学;2010年34期
8 袁合才;辛艳辉;;基于AHP和CRITIC方法的水资源综合效益模型[J];安徽农业科学;2011年04期
9 王洋;吴家阳;王敏;;加权马尔可夫链在泰安地区年降雨量预测方面的应用[J];安徽农业科学;2011年06期
10 张少华;;存储论在农业生产中的应用[J];安徽农业科学;2011年19期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李杰;Falls Lake水库水质的数值模拟研究及分析[D];中国海洋大学;2010年
2 陶有德;可修复模型的系统分析[D];北京信息控制研究所;2010年
3 南栋祥;具突变性对象的量子神经网络突变波函数及权重波函数的分析与研究[D];昆明理工大学;2009年
4 赵枫;软件和信息服务业竞争力评价指标体系研究[D];东北财经大学;2010年
5 王峥;磁致伸缩直线位移传感器弹性波机理研究[D];太原理工大学;2011年
6 何磊;基于FlexRay总线的线控转向系统双电机控制方法研究[D];吉林大学;2011年
7 金恩平;空间网格结构健康监测与安全性评价方法研究[D];兰州理工大学;2011年
8 徐文科;基于微分方程的生态数学模型统计分析[D];东北林业大学;2009年
9 邹长城;中国核电产业自主化发展研究[D];中南大学;2011年
10 李继伟;栽培管理措施和环境胁迫对柳枝稷生长特性和生物质品质的影响[D];内蒙古农业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 时代;基于平衡计分卡的研究型大学教师教学业绩评价体系研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 姜俊厚;基于MIKE和GIS洪水风险计算的应用研究[D];大连理工大学;2010年
3 黄波;跳远起跳对膝关节损伤的数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
4 陈金玉;高速铁路对运输通道的影响研究[D];长沙理工大学;2010年
5 张望彬;CM模式下业主对CM单位的招标与评标研究[D];长沙理工大学;2010年
6 李巧兰;企业培训外包研究[D];中国海洋大学;2010年
7 金小云;汽车钥匙专用铣床数控系统[D];苏州大学;2010年
8 张瑞兴;基于AHP-FCE的课程考试质量评价体系研究[D];合肥工业大学;2010年
9 张楠;层次分析法在篮球运动员选拔与技术评价体系中的应用研究[D];山东师范大学;2010年
10 高海英;航运公司管理体系整合研究[D];大连海事大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑文瑞,王新代,纪昆,王汉林;非确定数学方法在水污染状况风险评价中的应用[J];吉林大学学报(地球科学版);2003年01期
2 胡宏昌;;用Markov模型预测长江水质[J];长江流域资源与环境;2006年06期
3 程万里;李亦芳;郝伏勤;樊亚玲;;黄河三门峡段基于马尔科夫模型的水质预测[J];电力环境保护;2008年03期
4 解光军,庄镇泉;量子神经计算模型研究[J];电路与系统学报;2002年02期
5 李飞,赵生妹,郑宝玉;量子神经元特性研究[J];电路与系统学报;2004年04期
6 周昊,朱洪波,岑可法;基于人工神经网络和遗传算法的火电厂锅炉实时燃烧优化系统[J];动力工程;2003年05期
7 黄竹青;改进的BP神经网络在汽轮发电机组故障诊断中的应用[J];动力工程;2004年04期
8 朱大奇;桑庆兵;;光电雷达电子部件的量子神经网络故障诊断算法[J];电子学报;2006年03期
9 何宁,顾保南;城市轨道交通对土地利用的作用分析[J];城市轨道交通研究;1998年04期
10 申丽霞;覃国添;;城市轨道交通对周边物业影响分析[J];城市轨道交通研究;2006年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 雷明,李作清,陈志祥,吴雅,杨叔子;神经网络在预报控制中的应用[J];机床;1993年11期
2 杨自厚;神经网络技术及其在钢铁工业中的应用第8讲人工神经网络在钢铁工业中的应用(下)[J];冶金自动化;1997年05期
3 李润生,李延辉,胡学军,刘壮,王守俭;神经网络在冶金中的应用[J];钢铁研究;1998年02期
4 刘海玲,刘树深,尹情胜,夏之宁,易忠胜;线性神经网络及在多组分分析中的初步应用[J];计算机与应用化学;2000年Z1期
5 王继宗,王西娟;用神经网络确定梁上裂纹位置的研究[J];煤炭学报;2000年S1期
6 赵学庆,袁景淇,周又玲,贺松;生物发酵过程神经网络状态预报器的验证[J];无锡轻工大学学报;2000年06期
7 李智,姚驻斌,张望兴,贺超武;基于神经网络的混匀配料优化方法[J];钢铁研究;2000年04期
8 胡敏艺,马荣骏;神经网络在冶金工业中的应用[J];湖南有色金属;2000年05期
9 倪建军,邵琳;利用神经网络进行观测数据的分析与处理[J];连云港化工高等专科学校学报;2000年04期
10 裴浩东,苏宏业,褚健;材料工程中基于神经网络的稳态优化策略[J];材料科学与工程;2001年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐春玉;;基于泛集的神经网络的混沌性[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
2 周树德;王岩;孙增圻;孙富春;;量子神经网络[A];2003年中国智能自动化会议论文集(上册)[C];2003年
3 罗山;张琳;范文新;;基于神经网络和简单规划的识别融合算法[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
4 郭爱克;马尽文;丁康;;序言(二)[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
5 钟义信;;知识论:神经网络的新机遇——纪念中国神经网络10周年[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
6 许进;保铮;;神经网络与图论[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
7 金龙;朱诗武;赵成志;陈宁;;数值预报产品的神经网络释用预报应用[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
8 田金亭;;神经网络在中学生创造力评估中的应用[A];第十二届全国心理学学术大会论文摘要集[C];2009年
9 唐墨;王科俊;;自发展神经网络的混沌特性研究[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第七分册)[南京理工大学学报(增刊)][C];2009年
10 张广远;万强;曹海源;田方涛;;基于遗传算法优化神经网络的故障诊断方法研究[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 美国明尼苏达大学社会学博士 密西西比州立大学国家战略规划与分析研究中心资深助理研究员 陈心想;维护好创新的“神经网络硬件”[N];中国教师报;2014年
2 卢业忠;脑控电脑 惊世骇俗[N];计算机世界;2001年
3 葛一鸣 路边文;人工神经网络将大显身手[N];中国纺织报;2003年
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
8 刘力;我半导体神经网络技术及应用研究达国际先进水平[N];中国电子报;2001年
9 ;神经网络和模糊逻辑[N];世界金属导报;2002年
10 邹丽梅 陈耀群;江苏科大神经网络应用研究通过鉴定[N];中国船舶报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨旭华;神经网络及其在控制中的应用研究[D];浙江大学;2004年
2 李素芳;基于神经网络的无线通信算法研究[D];山东大学;2015年
3 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
4 李洋;小波过程神经网络相关理论及其应用研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
5 李辉;提高密度泛函理论方法计算吸收能的精度:神经网络和遗传算法[D];东北师范大学;2009年
6 陈先来;基于干细胞机制的进化神经网络及其应用研究[D];中南大学;2010年
7 王利利;神经网络的动力学分析及稳定性研究[D];复旦大学;2009年
8 马永涛;通信信道建模的神经网络优化技术研究[D];天津大学;2009年
9 周伟;关于多稳定回复式神经网络中的一些问题[D];电子科技大学;2010年
10 张海仙;回复式神经网络的连续吸引子[D];电子科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 章颖;混合不确定性模块化神经网络与高校效益预测的研究[D];华南理工大学;2015年
2 贾文静;基于改进型神经网络的风力发电系统预测及控制研究[D];燕山大学;2015年
3 李慧芳;基于忆阻器的涡卷混沌系统及其电路仿真[D];西南大学;2015年
4 陈彦至;神经网络降维算法研究与应用[D];华南理工大学;2015年
5 董哲康;基于忆阻器的组合电路及神经网络研究[D];西南大学;2015年
6 武创举;基于神经网络的遥感图像分类研究[D];昆明理工大学;2015年
7 李志杰;基于神经网络的上证指数预测研究[D];华南理工大学;2015年
8 陈少吉;基于神经网络血压预测研究与系统实现[D];华南理工大学;2015年
9 张韬;几类时滞神经网络稳定性分析[D];渤海大学;2015年
10 邵雪莹;几类时滞不确定神经网络的稳定性分析[D];渤海大学;2015年
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