基于粒子群组合神经网络的原岩应力预测研究

【目的】建立原岩应力准确预测方法,为岩石力学研究及地下岩土开挖工程设计与施工提供参考。【方法】充分利用区域实测原岩应力数据资料,选取岩石埋藏深度、岩石类别等参数作为原岩应力的评判指标,在分析基于群体智能（GI）的粒子群优化算法（PSO）和BP神经网络算法特点的基础上,提出一种新的组合训练方法,建立了PSO-BP组合人工神经网络模型,并对原岩应力进行实际算例预测。【结果】PSO-BP组合人工神经网络模型整体工作性能优良,研究区域原岩应力场最大主应力、最小主应力、垂直应力的网络输出与目标输出相关程度较高,相关系数分别为0.994 0,0.997 0,0.992 0,该组合模型基本可以预测研究区域原岩应力场的分布规律。【结论】应用建立的PSO-BP组合人工神经网络模型可以进行原岩应力的准确预测,对岩体初始应力研究和地下工程设计具有一定的指导意义。     

农村辐射状配电网的优化方法

【目的】针对城镇配电网的特点,研究辐射状配电网多目标经济性优化模型与算法,为农村中压配电网优化决策系统的建设提供技术支持。【方法】利用经济电流密度概念和多目标规划理论,提出计入导线截面策略因子的最小投资费用和年网损费用的多目标函数优化模型,研究并利用实数编码并行优化处理方法、引入退火动态罚因子设计动态罚函数处理约束条件、基于遗传算法的电网路径与潮流的自识别解码方法、遗传算子的自适应调整方法等,并提高遗传算法在辐射状配电网拓扑约束中的自动识别能力,确保可行解的搜索方向和遗传寻优的顺利进行。【结果】通过陕西杨凌示范区新桥变电站10 kV配电网待建区域实例验证表明,随着选取种群数目的增多,综合费用逐渐趋向于1 230万元。与单目标优化方案的投资费用相比,多目标优化方案的建设投资费用约增加72万元,而年网损费用约减少323万元,综合费用约降低250万元,获得了该配电网的最优建设方案。【结论】提出了配电网络多目标经济性优化模型及其算法,实现了规划线路长度和导线截面策略因子并行优化,提高了解的搜索精度。     

基于模糊决策树的高校就业数据挖掘研究

随着高等学校招生规模的扩大,大学生就业形势日益严峻。数据挖掘技术可以从大量的历史数据中发现内在的规律和联系。对高校学生就业进行数据挖掘,可发现潜在规律,为就业指导提供决策依据。决策树分类方法是一种有效的数据挖掘方法,但该方法不能很好地处理数据模糊性和不确定性问题。本文提出将模糊决策树算法引入高校就业数据挖掘,解决了数据模糊性和不确定性的问题,生成的知识表示方式自然,易于理解,并且具有更强的分类能力及稳健性。     

基于正态云模型和熵权的河西走廊城市化生态风险综合评价

为有效的评估河西走廊城市化生态风险的程度,针对城市化进程中生态风险评估中存在的模糊性和随机性问题,建立了基于正态云模型和熵权的综合评判模型。综合考虑资源风险、生态风险及环境风险3个方面构建河西走廊城市化进程中的生态风险指标体系,采用熵权法确定各个指标权重,借助于正态云模型定量描述单指标条件下待评价城市的生态风险等级。采用云模型理论实现评语与评估指标值之间的不确定映射,保留了评估过程中的随机性。最后,以河西走廊5个具有代表性的城市生态风险为例对模型进行验证,结果表明:该模型比传统的模糊综合法能得到更加合理的评估结果。     

基于遗传投影寻踪模型的江西省农业节水潜力评价

选取了农田灌溉用水量、节水灌溉面积比、单方水粮食产量等8个指标,采用实码加速遗传算法的投影寻踪模型对江西省农业节水潜力进行综合评价,评价结果较好地反映了各评价指标对综合评价目标的贡献大小和方向以及对各地区尚存节水潜力空间大小,通过评价分析进一步提高了对农业节水潜力的认知水平,为推进农业高效节水提供了参考。     

量子人工鱼群算法

为提高人工鱼群算法的搜索能力和优化效率并避免早熟收敛,将量子进化算法融合到人工鱼群算法中,提出一种求解连续空间的新的量子人工鱼群优化算法。该方法直接采用量子位的相位对人工鱼进行编码,采用人工鱼的进化方程实现人工鱼群上相位的更新,采用Pauli-Z门实现人工鱼的变异。仿真结果表明,该方法的搜索能力和优化效率明显优于基本人工鱼群算法。     

基于ACO-SVM的粮虫特征提取研究

[目的]研究基于ACO-SVM的粮虫特征提取,探讨粮虫特征提取的可行性。[方法]通过分析储粮害虫图像识别系统中的1个关键环节——特征提取,提出把支持向量机(Support vector machine,简称SVM)算法中交叉验证训练模型的识别率作为储粮害虫特征提取评价准则的1个重要因子,将蚁群优化算法(Ant Colony Optimization,简称ACO)应用于粮虫特征的自动提取。[结果]该算法从粮虫的17维形态学特征中自动提取出面积、周长等7个特征的最优特征子空间,采用参数优化之后的SVM分类器对90个粮虫样本进行分类,识别率达到95%以上。[结论]该研究表明蚁群优化算法在粮虫特征提取中的应用是可行的。     

冬小麦不同叶位叶片的叶绿素含量高光谱估算模型

科学、高效地获取作物不同叶位叶绿素含量的垂直分布信息,可监测农作物长势状况并进行田间管理。基于冬小麦抽穗期获取的不同叶位叶片的高光谱反射率和叶绿素含量实测数据,将原始光谱、一阶微分光谱、二阶微分光谱、植被指数和连续小波系数与叶绿素含量进行相关性分析,筛选相关性较强的光谱特征参数,然后分别采用偏最小二乘回归、支持向量机、随机森林和反向传播神经网络4种机器学习算法构建冬小麦上1叶、上2叶、上3叶和上4叶的叶绿素含量估算模型,并根据精度评估结果筛选不同叶位叶绿素含量估算的最佳模型。结果表明,上1叶、上2叶和上3叶采用小波系数结合偏最小二乘回归构建的叶绿素含量估算模型精度最高,建模和验证R2分别为0.82和0.75、0.80和0.77、0.71和0.62;上4叶采用植被指数结合支持向量机构建的叶绿素含量估算模型效果最佳,建模和验证R2为0.74和0.79。研究结果可为基于遥感技术精准监测作物营养成分的垂直变化特征提供理论和技术支撑。     

基于遗传算法的三臂轮系式栽植机构多位姿运动综合

为进一步提高蔬菜穴盘苗高速自动移栽机的栽植效率,提出了三臂轮系式栽植机构,并基于遗传算法对其进行了近似多位姿运动综合设计。首先,以理想栽植轨迹上关键位姿(位置与姿态)数据为约束,由杆长不变条件建立轮系式栽植机构简化模型(平面RR机构)近似多位姿运动综合优化模型,并利用Matlab遗传算法工具箱求解获得机构最优结构参数;然后,由平面RR机构两转动副的运动参数计算轮系机构总传动比并分配,从而实现轮系式栽植机构的设计。最后,对三臂轮系式栽植机构进行了结构设计、仿真分析和试验验证,结果表明：机构实际运动轨迹姿态与理论设计基本一致;栽植频率120株/(min·行)、理论株距为300 mm时,栽植成功率96.7%,实际株距均值298 mm,平均穴口宽度70 mm,满足高速移栽要求,验证了所提出方法的正确性和三臂轮系式栽植机构的实用性。     

抛物线形断面渠道正常水深的显式计算

明渠均匀流正常水深是渠道设计、运行管理的重要水力要素,而其水力计算公式为复杂的隐函数,不能直接求解。该文针对水力性能优良的抛物线形断面渠道,依据明渠均匀流基本原理,基于实用经济断面,通过变量置换和方程变形,利用R软件基于麦夸特法优化模型参数,提出一套求解正常水深的显式计算公式。通过实例分析和误差计算,表明,所建立的显式计算公式在工程适用范围内最大相对误差小于0.55%,具有较高的精度,且公式物理概念清晰、计算方便快捷、通用性强,可为渠道工程设计和运行管理提供参考。