基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析的自來水廠的選址問題

1、    基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析的自來水廠的選址問題    陳森森近年來，隨著我國農(nóng)村人口的不斷增加，鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)模不斷擴大，居民生活水平的也在不斷提高。為了滿足日益遞增的農(nóng)村用水需求，各地政府都積極進行農(nóng)村自來水廠的新建、擴建或改建。城市最重要的基礎(chǔ)設(shè)施，自來水廠的規(guī)劃選址關(guān)系到整個農(nóng)村地區(qū)供水系統(tǒng)的安全和合理性，本文以上海市模農(nóng)村地區(qū)為例建立選址決策的模糊評價矩陣，利用bp人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來進行處理確定最優(yōu)選址方案。來水廠選址bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 模糊評價矩陣引言上海市境內(nèi)河流眾多，隨著上海市經(jīng)濟的發(fā)展，城區(qū)和農(nóng)村地區(qū)人口不斷增加自來水用水量急劇增長，現(xiàn)有水廠供水規(guī)模已經(jīng)接近

2、極限，同時人們對水質(zhì)和服務(wù)的要求也越來，由于各種原因上海市在各種方面的規(guī)劃明顯滯后由此帶來的水資源浪費等問題逐漸顯現(xiàn)。因此為保障農(nóng)村地區(qū)人們的用水急需新建水廠，擴大供水規(guī)模，以滿足人們的用水需求。合理的自來水廠選址能節(jié)省費用，滿足人們的供水需求，也能增加水廠的收入避免資源浪費。因此水廠的選址對整個新農(nóng)村建設(shè)起到了至關(guān)重要的作用。近年來隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，其選址問題逐漸引起了務(wù)實界的高度關(guān)注以及理論界的探究研究。在西方國家已有的研究中，nelson、grune等人提出并不斷完善的列舉法，cohen、applebaum等提出繪圖法用于獲取所選位置的描述信息。本文在層次分析法的基礎(chǔ)上，利用bp神

3、經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的進行選址決策，確定最優(yōu)方案。自來水廠選址的原則選擇水廠廠址時，應(yīng)從全面、科學(xué)、協(xié)調(diào)發(fā)展的視角融合多學(xué)科知識；充分考慮當?shù)氐牡刭|(zhì)情況；盡量靠近農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)發(fā)展地區(qū)以便于方便地獲取相關(guān)服務(wù)；同時也不應(yīng)離水源地過遠避免水資源運輸過程中產(chǎn)生的浪費；充分考慮到現(xiàn)實可行性和可操作性，動態(tài)規(guī)劃。滿足綜合性、協(xié)調(diào)性、安全性、科學(xué)前瞻與現(xiàn)實可行性相結(jié)合的四大選址原則。bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析方法bp算法是一種有導(dǎo)師學(xué)習(xí)算法，單個樣本學(xué)習(xí)方法如下：bp算法是一種有導(dǎo)師學(xué)習(xí)算法，單個樣本學(xué)習(xí)方法如下：（1）預(yù)處理1.確定訓(xùn)練的樣本集xp，p=1，2取其中一個樣本進行編碼；2.給出期望輸出值（教室值）。（2）初始化權(quán)

4、值wij wjk。（3）前向計算1.隱含層的輸入為hj= iwijxi，輸出為vj=f（hi），其中f（x）=1/（1+e（-x）為sigmoid函數(shù)。2.輸出層的輸人為hk=jwjkvkj，輸出為yk=f（hk）jwjkf（iwijxi）。=1/2k（tk-yk）2（4）誤差的反向傳播1.更新規(guī)則利用梯度下降法調(diào)整權(quán)值，學(xué)習(xí)速率為。2.更新權(quán)值至此，一個樣本的一次州算完成。當需要訓(xùn)練的樣本數(shù)目為p時，更新規(guī)則如下：wjk=ppkvpj；pk=f（hpk）（tpk-ypk）；pj=f（hpj）kpkwjk應(yīng)用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析進行自來水廠選址決策分析自來水廠選址跟其他設(shè)施選址一樣包括兩個層次的問

5、題：其一是定位，即選擇什么樣的地區(qū)設(shè)置設(shè)施。其二是定址，即在地區(qū)選定后，具體該在該地區(qū)什么位置建立水廠。自來水廠選址屬于設(shè)施選址的一種。設(shè)施選址的影響因素與選址決策的目標和原則直接相關(guān)。因此進行選址影響因素分析，必須首先明確選址決策的目標和原則。自來水廠的選址的影響因素有很多，本文根據(jù)上海市農(nóng)村地區(qū)的的實際情況，結(jié)合自來水廠本身建設(shè)時要考慮的因素，選擇其中的一些重要指標，作為進行決策的指標。這些因素大致可分為自然環(huán)境、交通條件、建設(shè)費用、當?shù)厝丝诿芏纫约肮苍O(shè)施這幾大類。指標選擇的好壞對自來水廠選址的正確決策起到十分重要的作用。在上海市某一農(nóng)村地區(qū)進行實地調(diào)研，收集要進行選址決策的指標的具體數(shù)

6、值，確定出六個可行的方案，得出每個方案要考慮的指標的值。本文選取典型自來水廠建設(shè)資料為學(xué)習(xí)的樣本。首先將樣本進行預(yù)處理，使得各指標的效應(yīng)值在0，1區(qū)間；將各個指標的效應(yīng)值作為因變量，用網(wǎng)絡(luò)的輸出節(jié)點表達，自來水廠的選址決策的結(jié)果則由網(wǎng)絡(luò)的輸出節(jié)點表達。根據(jù)待選的水廠決策結(jié)果決策。由于篇幅限制，這里省略計算過程，直接列出計算結(jié)果。在本文中我們設(shè)計出七個可行方案，由于方案的指標體系有五個指標，故輸出層單元數(shù)設(shè)計為五個。中間層設(shè)計為一層，單元數(shù)設(shè)計為三個，輸出層的單元數(shù)設(shè)計為一個。通過運用模糊綜合評判法對自來水廠選址進行評價，看出采用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行自來水廠決策是有效的、合理的。結(jié)語在我國自來水廠選址問題日益突出的情況下，本文以層次分析法為基礎(chǔ)建立bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，以彌補現(xiàn)有相關(guān)理論研究的欠缺和不足。盡管bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)性能和學(xué)習(xí)效率會受到樣本數(shù)量、質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)層次及隱含層神經(jīng)元數(shù)的影響，但本文通過一定的樣本學(xué)習(xí)和訓(xùn)練所建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，在分析自來水廠的不同選擇位置時顯現(xiàn)出較強的可行性和有效性。因此在自來水廠選擇決策中，如有一定的歷史數(shù)據(jù)可供參考，則使用基于bp人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的綜合評價法較好，能對備選方案作出快速、客觀、準確的評價，提高