改進BP算法在海堤滲壓多測點監(jiān)測預報中的應用研究.pdf

1、沿海地區(qū)經濟發(fā)展迅猛,為保障堤內人們的生命財產安全,海堤的重要性越來越受到重視,相關部門也加強了對海堤的保護措施。海堤是沿海而建的堤防工程,堤身一般延續(xù)很長,涉及范圍廣,工作環(huán)境復雜,容易出現安全隱患,因此,加強海堤安全監(jiān)測是十分必要且意義重大的工作。隨著海堤建設管理工作的推進,海堤堤身的安全監(jiān)測已逐步成為保障海堤安全和運行的重要手段,得到了越來越多的關注。滲壓是影響海堤堤身安全的主要指標,所以滲壓監(jiān)測在海堤安全監(jiān)測分析中占有重要地位。

2、
　　BP神經網絡是一個相對比較成熟的網絡,具有很強的非線性映射能力?？紤]到海堤工作環(huán)境的復雜性,以及滲壓與其影響因素之間的不明確性,本文嘗試將BP神經網絡應用于海堤滲壓監(jiān)測預報中?；谔荻认陆捣ǖ臉藴蔅P算法在應用時存在不足之處,通過分析該算法的缺陷,選用優(yōu)化激活函數方法和附加動量算法分別對標準BP神經網絡進行改進。優(yōu)化激活函數方法是在激活函數的公式中加入可調參數,對函數的陡度及映射范圍進行調節(jié),從而達到改善網絡性能的目的;附加

3、動量算法則是在每一個權值變化量的基礎上加上一項正比于前一次權值變化量的值,進而加快網絡權值更新,對標準BP算法進行改進。前兩種方法是從兩個不同的角度對標準BP神經網絡進行改進,在此基礎上,本文提出一種組合改進算法,即將附加動量算法與優(yōu)化激活函數方法結合起來應用。
　　以浦東某海堤實測數據為基礎,考慮到單測點建模時不僅工作量大,而且各滲壓測點之間信息關聯度不高,本文從多測點角度出發(fā)進行建模,整體分析潮位、降雨、時效等因素對海堤滲壓的

4、影響。輸入層因子選擇時,以BP神經網絡為分析手段,分別對簡化因子形式和組合因子形式進行計算,選擇預測效果比較好的一組因子作為網絡模型的輸入。
　　網絡結構確定后,分別對三種改進BP算法編程建模,根據訓練和預測結果分析它們在海堤滲壓多測點監(jiān)測方面的應用情況,并比較改進模型對海堤滲壓的預測效果。結果表明,三種改進BP神經網絡在速度和精度方面都有所提高,其中組合改進模型比單一的改進模型具有更好的預測精度,在海堤滲壓監(jiān)測模型的分析預報方面