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9.利用人工神经网络的浊度测量估算悬沙浓度.doc


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〕的浓度。水浊度在原地用水质检查〔堀场制作所的U-10〕在NTU〔浊度单位〕的条款而厘定。在U-10使用的光的吸收散射法。光的光束照射到样品带来的光束别离成〔1〕由该溶液中,〔2〕分散的样品浊度元件的光的透射光。在光吸收散射法,两者的强度透射光和散射光的测量笃行单独的受体,并根据两者的比值得到的浊度。ofruraldrinkingwatersources,pletewithwarningsigns,workprotectionfacilitiesofruraldrinkingwatersources,pletewithwarningsigns,workprotectionfacilitiesofruraldrinkingwatersources,pletewithwarningsigns,workprotectionfacilities地表水采样在Torul混凝土面板堆石坝〔CFRD〕前的水样进行了两周一次的手工收集六个监测站,包括Tohumoglu,特克,Akcakale,居米什哈,Torul1和Torul2,分别位于流Harsit的过程2024年3月2024年二月〔图3〕的研究期间。采样点的详细信息列于表1。一升的地表水样品从约中层深度流的绘制。高密度聚乙烯〔HDPE〕瓶冲洗与该流的水,剧烈振摇,并再填充用于分析之前排空。采样,保存,运输等地表水样品送到实验室是按照标准方法〔1992APHA〕。。一旦水澄清,收集到的材料然后烘箱枯燥,在105℃下进行约;,直到该物质到达恒重。SSC是在实验室毫克每升的条款而厘定。ofruraldrinkingwatersources,pletewithwarningsigns,workprotectionfacilitiesofruraldrinkingwatersources,pletewithwarningsigns,workprotectionfacilitiesofruraldrinkingwatersources,pletewithwarningsigns,,线性,对数,倒数,二次,三次,化合物,功率,S功能,生长指数和逻辑回归分析〔RAS〕中进行。只有从立方RA,这是最好的模式,现介绍具有最高的回归系数〔R2〕所获得的结果。其中,a1,a2,a3和??c分别是回归系数,y为SSC,和x是浊度。回归系数〔R2〕〔表2〕。。当设计一个神经网络来选择适宜的网络规模是很重要的。如果网络是太小了,它可能没有足够的可用参数,以充分代表的数据。如果网络太大,它可以失败的数据有意义的类别进行分类或拒绝新的模式从训练集太不相似。在一般情况下,找到一个适宜的网络结构是尝试和错误的问题,虽然有根据的推测可以通过训练数据集的大小进行比较,以在网络中的自由参数的数目来进行。如该图所示。2,一种三层,并且前馈网络被选择为这项研究。每个层被完全连接到下一个,但不进行连接的神经元之间存在于同一层中。所述第一层和第三层含有的输入和输出数据,分别。单个输入节点是浊度,和单个输出节点是SSC。每两周数据被分成108培训,测试24和??12的验证图案,分别。对于测试,训练和验证数据输入值列于表3中。ofruraldrinkingwatersources,pletewithwarningsigns,workprotectionfacilitiesofruraldrinkingwatersources,pletewithwarningsigns,workprotectionfacilitiesofruraldrinkingwatersources,pletewithwarningsigns,,输入数据需要被归一化到一个适宜的范围内。甲双曲正切S形的第一传递函数〔输入层→隐蔽层〕和线性作为第二传递函数〔隐层→输出层〕的网络中使用。两个传递函数的设计提出自己的大局部变化在范围[0,1??]。因此,输入数据被归一化到范围[,],如下所示:选定的网络规模较概括和收敛之间的妥协。融合是网络的学****训练集中的模式的能力,泛化是它能够正确地新模式应对能力。这样做是为了实施,它能够学****的所有模式中的数据,同时保存它的一般化的规那么来新模式的能力尽可能小的网络。一个隐藏层是足以满足大多数应用〔康和1998年宋〕。作为确定节点的隐藏层的数量是不是一门精确的科学,几个网络具有不同数目隐藏的节点进行测试。最正确的神经网络结构的参数列于表5中。要开始训练过程中,所有训练模式的引入与随机初始化权重的网络,以及相应的输出记录。然后,网络误差〔E〕根据公式2计算并递增到广义的权重由方程1计算出来的权重进行更新,并在训练集呈现给网络再次计算一组新的误差。该过程继续进行,直到网络误差收敛或下降到低于一个指定的公差。用于更新给定重量的增量取决于两个衍生物:使上部节点的传递函数,而下级节点的传递函数的。出于这个原因,它以防止初始权重,它们将使得衍生物接近于零是重要的。在这项研究中,权重初始化为-,根据普遍接受的程序。因子α和η在方程1也影响收敛。学****率〔α〕为比例常数为广义反向传播规那么。将其值越大,在每次迭代中的变化的权重。动量项〔η〕是用来防止来自网络各处的局部最小值的振荡在参数空间。有ofruraldrinkingwatersources,pletewithwarningsigns,workprotectionfacilitiesofruraldrinkingwatersources,pletewithwarningsigns,workprotectionfacilitiesofruraldrinkingwatersources,pletewithwarningsigns,workprotectionfacilitiesα和η的几种组合,以便找到一个神经网络具有良好的收敛性〔表4〕进行测试。。为了防止这种情况,当网络开始以记忆训练被切断。在这种情况下,训练集误差继续减小,但测试集的错误不会改变。因为网络的训练记忆前切,训练集的误差值可以大于在模型测试集〔Kankal等人2024〕。收敛的过程中训练速度监测如下。该模式被呈现在每个时间顺序相同。学****过程停止后20,000时代,以及时代数字导致测试集被确定的最小TSSE。表5示出了给出最正确结果的人工神经网络的结构。,训练的长度〔历元的数目〕,或隐藏层节点的数目的数量来提高。选择用于学****率〔α〕和动量〔η〕不同的值,也可改变网络的性能。然而,所有这些方法都增加训练网络所需要的计算时间。这是非常重要的,以在性能和训练时间之间的平衡。在人工神经网络中,最小的平均绝对误差〔MAE〕和均方根为测试组方误差〔RMSE〕值是从网络〔α=,η=〕,,分别为〔表5〕。如果停止准那么,该历元数,增加的错误可能会降低。此外,共轭梯度或调整共轭梯度法可用于降低最大相对误差,而不是学****的广义delta规那么。此外,与一个或多个隐层节点或与不同的学****率和动量项不同的网络结构可能会产生更小的误差。Mae的计算方法如下:均方根误差的定义如下:ofruraldrinkingwatersources,pletewithwarningsigns,workprotectionfacilitiesofruraldrinkingwatersources,pletewithwarningsigns,workprotectionfacilitiesofruraldrinkingwatersources,pletewithwarningsigns,workprotectionfacilities其中n是观察的数目,并ONN和Oeal是所计算的和实际的值,分别为。测试和验证集被用于评估信任的受过训练的网络的性能。二十四个测试和12的验证向量中使用人工神经网络模型。图4和图5分别是网络的测试和验证结果的表达,分别为。每个菱形符号代表一个测试和验证向量的两个数字。另外,从RA为相同的值所得到的结果示在同一个数字三角形。点在对角线周围聚集越近越好的学****效果。在对角线上的点的MAE和RMSE都为零。,,分别。同样,,〔表6〕。,人工神经网络模型的估计流Harsit在悬沙浓度〔SSC〕的能力进行了研究和合理的。从得到的结果中,人工神经网络模型给了SSC的理想估计,并且似乎是对SSC的预测土耳其流的有用工具。神经网络的训练,测试和验证的图形被从原位浊度测量和实验测定得到的SSC。神经网络的有效性是由SSC估计与实验和RA结果比较成熟。在分析结果中,最小平均绝对误差〔MAE〕和均方根误差〔RMSE〕,。。这项研究说明,人工神经网络方法,给出了比每两周SSC的建模方法的RA更好的效果,和浊度可能是一个可行的替代测量估算SSC由于浊度和SSC之间有足够的关系。这项研究可能是在SSC为无资料地区河流的预测进一步工作的巨大潜力,并为水资源和环境管理的有效工具。因此,采用人工神经网络从浊度测量估算SSC的鼓励,并建议在土耳其的其他流域未来的研究。ofruraldrinkingwatersources,pletewithwarningsigns,workprotectionfacilitiesofruraldrinkingwatersources,pletewithwarningsigns,workprotectionfacilitiesofruraldrinkingwatersources,pletewithwarningsigns,workprotectionfacilities致谢:本次研究受到了卡拉德尼兹〔黑海〕技术大学的研究基金的支持。

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