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📁 神经网络在各个行业中的应用实例和解决应用 对你有很大帮助
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<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN">
<!-- saved from url=(0061)http://www.waterscience.net.cn/journal/slxb/199802/980201.htm -->
<HTML><HEAD><TITLE>灌溉发展需求预测人工神经网络模型的建立与应用</TITLE>
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  <TBODY>
  <TR>
    <TD bgColor=#fefde2 height=67 vAlign=top width="19%">　</TD>
    <TD bgColor=#fefde2 height=67 vAlign=center width="66%">
      <P align=center><B><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN size=5><A 
      href="http://www.waterscience.net.cn/Journal/slxb/index.html">水利学报</A></FONT><BR><FONT 
      color=#800080 face="Times New Roman" lang=ZH-CN><A 
      href="http://www.waterscience.net.cn/journal/slxb/index_e.htm" 
      style="COLOR: rgb(209,39,10)">JOURNAL OF HYDRAULIC 
      ENGINEERING</A></FONT></B><BR><FONT color=#800080 face=宋体 
      lang=ZH-CN>1998</FONT><FONT color=#800080 face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>年</FONT><FONT color=#800080 face=宋体 lang=ZH-CN>2</FONT><FONT 
      color=#800080 face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>月</FONT><FONT color=#800080 
      face=宋体 lang=ZH-CN> </FONT><FONT color=#800080 face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>第</FONT><FONT color=#800080 face=宋体 lang=ZH-CN>2</FONT><FONT 
      color=#800080 face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>期</FONT></P></TD>
    <TD bgColor=#fefde2 height=67 vAlign=top width="16%"><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>
      <P align=right><A 
      href="http://www.waterscience.net.cn/journal/slxb/199802/9802ml.htm">目录</A></FONT></P></TR></TBODY></TD></TR></TABLE></CENTER></DIV>
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  <TBODY>
  <TR>
    <TD bgColor=#ffffff vAlign=center>
      <P align=center><STRONG><FONT face=宋体 lang=ZH-CN size=5><BR></FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN 
size=4>灌溉发展需求预测人工神经网络模型的建立与应用</FONT></STRONG></P>
      <P align=center><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN 
      size=3>陈志军<BR>(水利部办公厅)</FONT></P>
      <P><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN><STRONG>摘　要</STRONG>　本文将计算机人工神经网络理论首次引入灌溉宏观发展战略研究领域，以各“五年”计划期末全国粮食总产与影响因子集为训练样本，建立了灌溉发展需求预测人工神经网络模型；从建国以来</FONT><FONT 
      face=宋体 lang=ZH-CN>40</FONT><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>多年的时间序列中，任选</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>5</FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>个年份的相应参数作为校核样本，对所建模型进行了校核；根据今后我国人口增长与粮食需求发展趋势，利用模型对未来</FONT><FONT 
      face=宋体 lang=ZH-CN>30</FONT><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>年全国的灌溉面积发展需求进行了预测；分析了预测结果，提出了发展对策</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>.</FONT><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>其成果对制定全国灌溉宏观发展战略与政策措施，确保未来</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>30</FONT><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>年中国粮食与经济安全具有十分重要的参考意义</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>.</FONT></P><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>
      <P><STRONG>关键词　</STRONG>灌溉，人工神经网络，预测，粮食，发展需求，计算机</P>
      <P>　　近年来国内外兴起的人工神经网络研究方法能对信息进行大规模并行处理；具有很强的鲁棒性和容错性；善于联想、概括、类比和推理；而且具有很强的自学习能力，善于从大量统计资料中分析提取宏观统计规律，很适合灌溉宏观发展战略的定量研究</FONT><FONT 
      face=宋体 lang=ZH-CN>.</FONT><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>因此，本文引入人工神经网络原理，来建立全国粮食总产与影响因子间的定量关系模型</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>.</P></FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN size=4>
      <P>1</FONT><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN size=4>　模型的建立</P></FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>
      <P>　　在其它条件不变的情况下，粮食总产主要取决于播种面积、灌溉面积、农田成灾面积、渍涝盐碱地面积、粮食价格、良种覆盖率、化肥使用量、科技贡献率</FONT><FONT 
      face=宋体 lang=ZH-CN>8</FONT><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>个主要因素</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>.</FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>为确定粮食总产与影响因子间的定量关系，根据人工神经网络基本原理，设计相应的神经网络：<BR>　　网络共分四层，一个输入层，二个隐含层，一个输出层</FONT><FONT 
      face=宋体 lang=ZH-CN>.</FONT><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>输入层</FONT><FONT 
      face=宋体 lang=ZH-CN>8</FONT><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>个节点，输出层</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>1</FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>个节点</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>.<BR></FONT><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>　　令</FONT><FONT 
      face=宋体 lang=ZH-CN>Q<SUB>m</SUB>,H<SUB>i</SUB>,W<SUB>j</SUB>,O</FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>分别为第</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>1</FONT><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>、</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>2</FONT><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>、</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>3</FONT><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>、</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>4</FONT><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>层的输出；</FONT><FONT 
      face=宋体 lang=ZH-CN>U<SUB>i</SUB>,V<SUB>j</SUB>,S</FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>分别为第</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>2</FONT><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>、</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>3</FONT><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>、</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>4</FONT><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>层的输入；</FONT><FONT 
      face=宋体 lang=ZH-CN>A<SUB>im</SUB>,B<SUB>ji</SUB></FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>，</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>C<SUB>j</SUB></FONT><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>分别为第</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>1</FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>～</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>2</FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>层，</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>2</FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>～</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>3</FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>层，和</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>3</FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>～</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>4</FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>层单元的连接权值；</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>X<SUB>i</SUB>,Y<SUB>j</SUB>,Z</FONT><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>分别为第</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>2</FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>、</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>3</FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>、</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>4</FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>层单元的偏置值；</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>D<SUB>i</SUB>,J<SUB>j</SUB>,G</FONT><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>分别为第</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>2</FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>、</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>3</FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>、</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>4</FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>层的误差信号</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>.<BR></FONT><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>　　设有</FONT><FONT 
      face=宋体 lang=ZH-CN>L</FONT><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>个学习样本</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>(Q<SUP>1</SUP>,T<SUP>1</SUP>),(Q<SUP>2</SUP>,T<SUP>2</SUP>),……,(Q<SUP>l</SUP>,T<SUP>l</SUP>)</P></FONT>
      <DIV align=center>
      <CENTER>
      <TABLE border=0 cellPadding=0 cellSpacing=0 width="89%">
        <TBODY>
        <TR>
          <TD width="33%"><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN><FONT face=宋体 
            lang=ZH-CN>定义误差函数</FONT>：</FONT></TD>
          <TD width="33%">
            <P align=left><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN><IMG height=45 
            src="灌溉发展需求预测人工神经网络模型的建立与应用.files/Image102.gif" 
          width=137></FONT></P></TD>
          <TD width="34%">
            <P align=right><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>(1)</FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE></CENTER></DIV><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>
      <P>　　式中</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>T<SUP>k</SUP>,O<SUP>k</SUP></FONT><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>分别表示样本</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>k</FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>时网络的期望输出和实际输出值</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>.<BR></FONT><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>　　根据人工神经网络</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>BP</FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>算法基本原理，采用逐次修正法，用</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>FORTAIN 5.0</FONT><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>编制模型源程序</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>. <BR></FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>　　　　模型计算步骤如下：<BR>　　</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>1.</FONT><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>网络初始化<BR>　　取学习步长</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>α=0.1</FONT><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>，冲量因子</FONT><FONT 
      face=宋体 lang=ZH-CN>β=0.1</FONT><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>，最大学习误差</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>E=0.00012</FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>，<BR>　　令权值</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>A<SUB>im</SUB>=B<SUB>ji</SUB>=C<SUB>j</SUB>=0.65<BR></FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>　　</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>(i=1,2,…,8</FONT><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>；</FONT><FONT 
      face=宋体 lang=ZH-CN>j=1,2,…,8</FONT><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>；</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>m=1,2,…,8)<BR></FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>　　置偏值</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>X<SUB>i</SUB>=Y<SUB>j</SUB>=Z=0.35<BR></FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>　　</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>(i=1,2,…,8;j=1,2,…，8)<BR></FONT><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>　　令样本输入值</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>=</FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>输入层输出值</FONT><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>(Q<SUB>m</SUB>),(m=1,2,…,8)<BR></FONT><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>　　</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>2.</FONT><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>计算各层输入与输出</FONT></P>
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        <TBODY>
        <TR>
          <TD width="15%"><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>第二层:</FONT></TD>
          <TD width="35%">
            <P align=left><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN><IMG 
            alt="Image103.gif (1192 bytes)" height=45 
            src="灌溉发展需求预测人工神经网络模型的建立与应用.files/Image103.gif" 
          width=146></FONT></P></TD>
          <TD width="25%">
            <P align=left><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>(i=1,2,…,8)</FONT></P></TD>
          <TD width="25%">
            <P align=right><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>(2)</FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE></CENTER></DIV>
      <DIV align=center>
      <CENTER>
      <TABLE border=0 cellPadding=0 cellSpacing=0 width="89%">
        <TBODY>
        <TR>
          <TD width="15%"></TD>
          <TD width="35%"><FONT face=宋体 
            lang=ZH-CN>H<SUB>i</SUB>=f(U<SUB>i</SUB>)</FONT></TD>
          <TD width="50%">
            <P align=right><FONT face=宋体 
      lang=ZH-CN>(3)</FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE></CENTER></DIV><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>
      <P>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
      式中：</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>f</FONT><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>为</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>Sigmoid</FONT><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>函数</FONT></P>
      <DIV align=center>
      <CENTER>
      <TABLE border=0 cellPadding=0 cellSpacing=0 width="89%">
        <TBODY>
        <TR>
          <TD width="15%"><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>第三层：</FONT></TD>
          <TD width="35%"><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN><IMG align=middle 
            alt="Image104.gif (1154 bytes)" height=45 
            src="灌溉发展需求预测人工神经网络模型的建立与应用.files/Image104.gif" width=122></FONT></TD>
          <TD width="25%">(j=1,2,…,8)</TD>
          <TD width="25%">
            <P align=right>(4)</P></TD></TR></TBODY></TABLE></CENTER></DIV>
      <DIV align=center>
      <CENTER>
      <TABLE border=0 cellPadding=0 cellSpacing=0 width="89%">
        <TBODY>
        <TR>
          <TD width="16%"></TD>
          <TD width="50%">W<SUB>j</SUB>=f(V<SUB>j</SUB>)</TD>
          <TD width="34%">
            <P align=right>(5)</P></TD></TR></TBODY></TABLE></CENTER></DIV>
      <DIV align=center>
      <CENTER>
      <TABLE border=0 cellPadding=0 cellSpacing=0 width="89%">
        <TBODY>
        <TR>
          <TD width="15%"><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>第四层：</FONT></TD>
          <TD width="51%"><FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN><IMG align=middle 
            alt="Image105.gif (1132 bytes)" height=46 
            src="灌溉发展需求预测人工神经网络模型的建立与应用.files/Image105.gif" width=113></FONT></TD>
          <TD width="34%">
            <P align=right>(6)</P></TD></TR></TBODY></TABLE></CENTER></DIV>
      <DIV align=center>
      <CENTER>
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        <TBODY>
        <TR>
          <TD width="15%"></TD>
          <TD width="51%">
            <P align=left>O=f(s)<FONT face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>　　</FONT></P></TD>
          <TD width="34%">
            <P align=right>(7)</P></TD></TR></TBODY></TABLE></CENTER></DIV><FONT 
      face=楷体_GB2312 lang=ZH-CN>
      <P>　　</FONT><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>3.</FONT><FONT face=楷体_GB2312 
      lang=ZH-CN>计算各层误差信号</FONT></P><FONT face=宋体 lang=ZH-CN>
      <DIV align=center>
      <CENTER>
      <TABLE border=0 cellPadding=0 cellSpacing=0 width="89%">
        <TBODY>
        <TR>
          <TD width="15%"></TD>
          <TD width="51%">G=(O-T)·O·(1-O)</TD>
          <TD width="34%">
            <P align=right>(8)</P></TD></TR></TBODY></TABLE></CENTER></DIV>
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