神經(jīng)網(wǎng)絡在短時交通量預測中的應用

摘要進入21世紀以來，人們的社會生活水平逐漸提高，隨著車輛在大多數(shù)城市居民中的普及，城市交通擁堵問題惡化迅速。為切實地解決這個問題，合理地安排交通運行，提高交通設施的使用效率，必須進行交通流的合理分配以及信號燈的優(yōu)化配置，準確的短時交通流量預測是解決這些問題的重要依據(jù)。近年來BP神經(jīng)網(wǎng)絡被廣泛應用于預測研究。本文設計了三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡用于短時交通流量預測。將預測日前三天同時段的交通量作為輸入信號，預測當日某時段的交通量。文中用江門市區(qū)小時交通量數(shù)據(jù)進行了仿真實驗，結果表明該用方法進行短時交通流量預測是可行的。最后，對預測結果的準確性進行分析和討論。關鍵詞短時交通流量；BP神經(jīng)網(wǎng)絡；改進；仿真；預測AbstractSincetwenty-firstCentury,thesociallifelevelofpeopleisincreasinggradually,alongwiththevehicleinmostcityresidentsinthepopular,citytrafficcongestionproblemdeterioratedrapidly.Inordertosolvethisproblem,arrangethetransportationoperationrationally,improvetheefficiencyoftheuseoftransportationfacilities,optimizetheallocationofareasonableallocationtotrafficflowandsignallamp,accuratetrafficflowforecastingisanimportantbasisforsolvingtheseproblems.Inrecentyears,theBPneuralnetworkhasbeenwidelyusedinthepredictionof.Thispaperdesignstheshort-termtrafficflowforecastingforthethreelayerBPneuralnetwork.Thepredictionoftrafficvolumeinthreedaystimerecentlyastheinputsignal,thetrafficvolumeforecastatatime.WithJiangmenurbantrafficvolumedatabasedonthesimulationresults,theresultsshowthatthemethodforshort-termtrafficflowforecastingisfeasible.Finally,theaccuracyofthepredictionresultsareanalyzedanddiscussed.KeywordsShort-termtrafficflowBPneuralnetworkImproveSimulationForecast目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要IAbstractII第1章緒論11.1課題背景11.2研究目的和意義11.3本文研究的主要內(nèi)容1對1.仔4涌本文銳章節(jié)睜安排揉2癥第2責章啞神經(jīng)施網(wǎng)絡直介紹筐3濕2.繩1父神經(jīng)覆網(wǎng)絡摔的發(fā)亞展現(xiàn)譜狀核3繼2.美2鬼神經(jīng)茶網(wǎng)絡候的結鼠構憲3思2.心2.跳1晌人工役神經(jīng)悄元冰3殺2.師2.吩2迫神經(jīng)建網(wǎng)絡數(shù)的結休構努4錯2.句3險神經(jīng)掠網(wǎng)絡土的應怠用與截存在例問題姻6遷2.國3.央1催神經(jīng)豬網(wǎng)絡抗的應義用慣6寫2.獲3.項2睬神經(jīng)禿網(wǎng)絡陪存在衰的問玻題頑7課2.鹽4也本章懂小結衰7施第3縮章舉BP郵神經(jīng)范網(wǎng)絡偵及其菜算法獄8游3.禁1緞BP膚神經(jīng)絡網(wǎng)絡徒概述翻8逃3.筑2剩BP役神經(jīng)恨網(wǎng)絡布的結話構悼8贊3.盼3俗BP君算法秋9味3.炸3.侵1央BP綱算法旦的基桐本原風理糧9奶3.夕3.拴2介BP壇算法傲計算溉步驟姻13妙3.界4糧BP攻神經(jīng)暢網(wǎng)絡漸的學恐習方專式齡14糊3.功5婆BP少神經(jīng)罩網(wǎng)絡燈性能戚分析蒜15咐3.替5.軋1響B(tài)P什網(wǎng)絡翠優(yōu)點途15刮3.款5.斗2斜BP醫(yī)網(wǎng)絡樓的不京足忍15掘3.溫5.恰3杜BP意網(wǎng)絡趴的缺姑陷與金改進復15廁3.賭6花本章丈小結暈16薯第4皇章衫短時縣交通情流量付預測親網(wǎng)絡星17吹4.窯1悄B虜P神箭經(jīng)型網(wǎng)絡抓的設體計與量訓練胸17議4.生1.鹿1雜BP龜神經(jīng)賊網(wǎng)絡促的設黃計方其法仔17賣4.酸1.僵2架改進恒型訓術練方錯法虎18晴4.絹1.抓3逢MA慘TL閣AB碌神經(jīng)妻網(wǎng)絡程工具贈箱吃20冒4.頁2謀預測絮網(wǎng)絡友的設嘩計挽21若4.勝2.挽1焦神經(jīng)暮元個鏡數(shù)海21仍4.冒2.賓2售激活鴿函數(shù)惜的選倘擇備22婆4.行3威預測混網(wǎng)絡持的訓董練與獨測試個22擁4.爹3.狡1察訓練重參數(shù)方設置餐22熊4.納3.叮2炊仿真規(guī)實驗切23昨4.已4陸仿真盲結果其分析姑28已4.貸5疊本章土小結塞28測結論押29古參考跡文獻是30周致謝青31鐘附錄廣32電第替1蜜章嚴緒論識1.款1奧課題蠶背景朝眾所愛周知償，我掌國是公個人程口大鍛國，跳隨著乎我國洗社會對經(jīng)濟饑的發(fā)果展，輩越來梨越多昆的特內(nèi)陸勞人民柴和農(nóng)化村居賢民番涌入刪到東皆南岸近沿海冠城市輕謀求幣更高的的收班入柏，再涂加上飯沿海濁城市放本身書的人值口，樂我國肺的沿礦海城獨市都阿面臨河著嚴寄峻的適交通特擁堵窗問題撕。尤恩其是戒廣州跨、北哪京報等不這些家一線交發(fā)達黃城市板，交遙通問駐題尤舌為突幫出。次合理俗有效沙的分鐵配交唯通流孫，安章排合抹適的耗行進賤路線梨，配番置恰甘當?shù)拈T信號虧燈時僵間黑這些竹都是衡有效倦解決蝦問題賀的方巧式，漸但是低這些藏方法猜都要夸有人彼去做妄交通真調查務才可向以提莫出相抹應的油方案笛。草現(xiàn)在陶對于皆解決戴交通唯擁堵孫問題材，大辜多數(shù)逮都會歇涉及蘇到我根們熟乓識的道智能遣交通兄系統(tǒng)偷（I老TS慢）。奔智能系交通好系統(tǒng)顏是在投較完箏善的鑼道路秀基礎看設施唯上，諷將先磚進的蘭信息蹦技術銀、通卵信技零術、釣控制宋技術仿、傳唉感器唇技術窄以及哲系統(tǒng)篇綜合督技術擠有效誕地集動成并評應用迅于地族面交州通系橡統(tǒng)，售從而交建立悉起較突大范溫圍內(nèi)飲發(fā)揮暖作用蜓，實釋時、挺準確茂、高慌效的市地面瓦交通熱系統(tǒng)槽[1危]療。我相國的雞智能腿交通擊目前藥正在穩(wěn)高速脈發(fā)展為中，白但是謎比較尺一些紐發(fā)達朱國家差還略尾有欠紅缺，木當前憂我們把一直化在努瓶力構情建一削個高便效的潤城市母交通信監(jiān)控盼指揮鍬平臺恒，但多是這莊一切鉆都要轉做流傭量測賤量喬。我液們解臨決很蔬多交株通問螞，提扎出各奮種各診樣的蝦方案驕都要曾依據(jù)綱測量五到的鹽數(shù)據(jù)慣進行朽。炭1.語2銜研究緞目的象和意殘義乘本次班研究衫我們?nèi)峭傔^對狂已有派數(shù)據(jù)憶進行唱訓練宏，得革到穩(wěn)歉定、星小誤酷差的域BP廟網(wǎng)絡涼，然捆后進臟行挽實驗艙預測堂?；偷玫竭z結果制后進幅行判祝斷交嬌通狀訓況頁，邀這樣擁我們墻就可千以為捷交通污控制怖中心諒對澆未來霜交通享疏導命、信蛾號燈荷時差影調整俱等決遵策提右供依曉據(jù)。爭讓交刻通控儀制中笑心發(fā)鵝布各慚樣交災通信寇息，道為市肌民出以行提兵供有膊效的玻路線速、時睛間安淺排，怒也可挺以翼合理辛引導捎各種片車輛朗前進噸的路肢線，側解決壤城市遞交通膠中的津擁堵想問題鑄。孟本次巷研究但意義亭：補近些視年來畢，交敵通擁玩堵給洋我們屯帶來酷的慘很多娘的不縣便，腸交通辨事故狐也是眼頻頻易發(fā)生阻，這謀給我腰們的卡經(jīng)濟獲、生完活造志成了佳很多雷的損掘失。澇要解儉決這女些問師題都鄙有一只個前非提，期就是肥要進腥行交吼通流扎量的尸測量寒與預姐測。話特別舞的，進在解絮決城予市交鄭通問顯題方振面更榜顯得籠重要君。通活過對缺各種窮道路堆的短納時交備通流準量預擇測，依我們柿可以構更進預一步矮了解白城市英交通舍流的賴規(guī)律島，能島更好豐的去文想出承解決掠問題愚的辦嘴法，洞為我綠們的很各種衛(wèi)決策犬提供囑依據(jù)味，創(chuàng)傍造出屠更多爭的經(jīng)捷濟傳效益帳，使似得交類通問介題不功再制近約我召們的窮城市源發(fā)展斷。趴1.農(nóng)3鏟本文番研究古的主漠要內(nèi)損容桶本文埋的主繳要內(nèi)凱容是者通過煉學習硬BP習神經(jīng)刪網(wǎng)絡膽，并右通過于網(wǎng)絡炸訓練姐，得費到我貫們需贏要的裹BP勉網(wǎng)絡洽，揉最后疼使用衣這個圍網(wǎng)絡精進行杰交通晚流量蚊的蛙預測并。結芹合我特們仿產(chǎn)真得停到的譯結果村對比足真腿實六的狀樣況捧，驗葉證B矛P神黃經(jīng)網(wǎng)趁絡對歸于短余時交栽通流衰量預柱測的猛可行抬性?？姹敬闻祁A測示是建瓣立在鑄Wi桿nd秀ow側s孕X皆P冬系統(tǒng)魚環(huán)境階中的寒MA且TL噴AB躁7汗.0痰軟件偷基礎伯上的蕉BP些神經(jīng)愧網(wǎng)絡槳仿真鞠。誤1.立4普本文席章節(jié)賣安排妙本文虹全文狹分為帝四塵章，魄章節(jié)禁安排瓦如下悔：傭第1捎章衛(wèi)說明亦了篩本畢葵業(yè)設墻計的偷研究濃背景衣、目論的、雹意義掩，稅以及灘本文扣的主占要內(nèi)嚇容。豈第2蠻章腰介紹朵了威神經(jīng)婦網(wǎng)絡茶的發(fā)部展，銀它量的結嚷構陡和勤在各晃個領素域的亮應用欺，赴闡述普了神理經(jīng)網(wǎng)滿絡細存在蜜的問鉆題。假第3霜章頂介紹礎了阿BP自神經(jīng)內(nèi)網(wǎng)絡咸的結宏構郊，B噸P算暖法的洋基本濱原理作、鹽計算摧步驟推以及均BP遣算法準的改斧進方窮法枯。但第4印章宋說明沃了交基通流錦量預君測實煌驗的鏈設計揮、腫訓練趙和仿序真測發(fā)試結敏果，代對預司測結傅果進領行了肌分析功和討發(fā)論。三第2纏章為神經(jīng)府網(wǎng)絡割介紹寬2.忍1而神經(jīng)絨網(wǎng)絡閣的發(fā)領展現(xiàn)夸狀常神經(jīng)逼網(wǎng)絡憐的科暈學研我究毅自誕份生起世至今罵已發(fā)喉展幾由十年皮了，支它的應研究券歷程先可劃市分為籠三個班階段環(huán)。第愧一個覆階段友開始燃于處19羞50藝年到海19遣6捆9慚年之愚間；乒第二耕個階華段在趟19毛70吐年到符7謙9賓年之估間；詢第三褲個階夾段為凍19聽80挺年到綁至今邪。三鑒個階脆段經(jīng)情歷了究高潮內(nèi)期酬——麻低潮茫期淡——薯高潮稀期的臘發(fā)展坡，如溜今依羞然是坊人們狐研究飲的重銜要話稻題。災第一融階段奇開創(chuàng)環(huán)了神賄經(jīng)網(wǎng)盟絡理攤論研維究，經(jīng)提出屢了神債經(jīng)網(wǎng)溉絡的貴學習紀算法冒基礎享。第用二個說階段割為神愁經(jīng)網(wǎng)嫌絡發(fā)苗展的母低潮勸期，優(yōu)不過妥這一在時期狀人們圓卻提捉出了老更多礙的神應經(jīng)網(wǎng)內(nèi)絡理奇論和歐模型專。如謝：富Fu照ku懼sh唐im棍a樓提出瓦了神燕經(jīng)認白知網(wǎng)樹絡理劉論；吹Gr晴os急sb師er土g耀提出癥了自擔適應乖共振伍理論挖；慚An鉆de炊rs孝on唱提出燭了銹BS栽B扇模型浩；瓶Ko微he予ne燃n催提出譽了自額組織珍映射艱；抹We笨bo錘s愁提出川了悲BP焰理論彎等。生第三罷個階久段作蠢為神冤經(jīng)網(wǎng)毫絡的滾新一塘輪高癥潮期冠研究密，使遲之煥厘發(fā)出溝蓬勃鋤生機棗。刊從但19核82奮年，涌來自代美國暈的物烘理學拔家牛Ho腹pf輪ie賄ld曠在自撞己發(fā)融表的久文章奴中提印出佩Ho山pf符ie謹ld星神經(jīng)河網(wǎng)絡疼模型邀開始敘，到倚Hi謀nt皆on進和末Se鉤jn臣ow踢ws替ki遍提出頌多層闖網(wǎng)絡糖的學女習算籠法，損然后進一直驅到段Ru筆me風lh供ar憶t饅和便Mc鑒Ce糞ll尋an貢d肯發(fā)表湯文章汪提出角了多框層網(wǎng)袖絡的止誤差敵反向務傳播燙學習蘭算法蒙，即嚷我們奇所熟打知的斤BP破算法足，形惰成迄撇今為吉止最饞實用殊、最鍛受大吹眾歡失迎的悶BP硬神經(jīng)目網(wǎng)絡雞。而偏我國夏在臂19瞞90永年也嫁在劇86斯3芬高技搬術研途究計梢劃中中為人濱工神建經(jīng)網(wǎng)感絡的成研究潤提供裙科研凡基金黑，為套我國肅神經(jīng)米網(wǎng)絡爺?shù)陌l(fā)要展奠甩定基蹤礎倉[2鵝]音。叨神經(jīng)細網(wǎng)絡戰(zhàn)發(fā)展干到今午天，漫由于灰其稈有桑應用延面不毛夠墨廣大樓、精禮確度臺不夠豐理想月，可鞭信度步有待自提高逗等原兆因火，進軌入深鹽入到翅認識域與應走用研咐究時性期。茶人們壽期望敲在現(xiàn)叼有的他模型辣上對御其進盯行爛優(yōu)化壘，提針高職其筒訓練燒速度方，還繁有算運行旗精確建度，禁同時便也在解理論幅上滋探索黃發(fā)掘劉新的釣突破沉點吳，建頑立新貸的專魚用引/選通用短模型白和算播法。暫同時仍期的津專家錦學者扁們也稠在生僅物神干經(jīng)系庫統(tǒng)中轟加大詢研究姐投入策，期傳望能亦夠更罷徹底襯的了福解到伶更多君關于置神經(jīng)照系統(tǒng)夸的知是識。鬼2.由2城神經(jīng)致網(wǎng)絡謹?shù)慕Y峰構較2.蔽2.誠1板人工釘神經(jīng)壽元方神經(jīng)托元是比神經(jīng)停系統(tǒng)瞇的基臉本組反成單組位。營神經(jīng)厭元的疊樹突序非常芹豐富瞧，它陶能充普分接臺受其統(tǒng)他神醒經(jīng)元里傳來隙的興棍奮。獄而軸朽突很狡長為妻興奮吸的傳姑導奠敲定基貪礎，主軸突稱末梢調也非鋒常多侮，能俯把興兇奮傳岔至其牙他神泰經(jīng)元擴，室樹突前作為填輸入璃端，庭接收膛信息陡，然畜后通伸過突壁觸傳田遞出健去誼，載神經(jīng)除元與清神經(jīng)帥元之燥間的盜連接究是靠合突觸融實現(xiàn)抗的鞠[3集]蛙。它諷的結恒構如拔圖2仗-1務所示拳：披圖2曬-燃1千生物虧神經(jīng)繩元俘人工萌神經(jīng)潮元可野以視股為生荷物神狠經(jīng)元播的簡赤化以年及模皆擬破，它罪作為營網(wǎng)絡添中的刺基棒礎級巾別的倒處理炒單元赤。自圖2商-2槽表示暫神經(jīng)共元條結構鈴，它株擁有棟多鬼個亮輸入真，但膝僅有時單輸叫出，猛其輸周入輸句出關雄系可站以描建述為受：折籃澡濕就纏廣張秩充室名答匪(2醫(yī)-1奪)孝綿著亦恭皮薄鼻矩移衰簡途脊鈴丸(2橡-2掏)企其中渴，x銜j俗（j遠=1秧,2掀,.包..膏,n齒）是脈從輸前入機數(shù)據(jù)滴，θ愉i政為閾認值，貍w哨ij躬表示娛從鉛神經(jīng)捕元案j脆i的塞連接宅權值抄，辛成為抖作用爐函數(shù)燦。竟圖2炕-2顫人埋工神梯經(jīng)元秘結構末模型欺以上菌可以戀看出蜓，人枕工神成經(jīng)元心其實臥就是攔反映碰生物仁神經(jīng)廳元規(guī)的基僵本功川能[睜3]番。樸2.梢2.換2潔神經(jīng)充網(wǎng)絡懷的結方構蝶神經(jīng)牲網(wǎng)絡饑擁有拍由多俗個處菌理單懼元抗，授而神估經(jīng)網(wǎng)哪絡的揮信息根處理碌功能蝶是通胳過坦各個荒單元差之間疾的互學相作輸用來煎達到箏目標暢的。舉有多擦個神叼經(jīng)元次遵照可我們來設定國的掠方式饞連接沒成網(wǎng)梨絡，考并且乳讓網(wǎng)習絡中蘆每一旬個神違經(jīng)元掀提取醫(yī)數(shù)據(jù)包之間顫的共棄性詢，最藍后實艱現(xiàn)根輸入真到輸天出的罪映射個功能噸，完馳成網(wǎng)抖絡訓眼練瘡。人需工神蠅經(jīng)網(wǎng)艱絡物雖然復種類橋繁多挺，雷樣式溝都有牌各自辦的特殿點，日但是神總體庭歸納弦為分臺層型閃神經(jīng)手網(wǎng)絡雙和互孔聯(lián)型群神經(jīng)乞網(wǎng)絡特這垮兩種康形式寨，。該分層敢類型牲的神未經(jīng)網(wǎng)蠶絡，懸它可活以分晴為三策種類臥型，灶其結癥構如剪圖2貫-3摟、圖吩2-將4、賣圖2袖-5尋所示闖，墨圖2腫-3燃簡睛單前辰饋網(wǎng)來絡沫圖2笨-4內(nèi)反仁饋型良前饋枝網(wǎng)絡彼圖2賭-5永內(nèi)蒜層互拾聯(lián)前杜饋網(wǎng)截絡沒分層側類型誼的神討經(jīng)網(wǎng)敬絡是寫將全驅部的式神經(jīng)洞元功將能分示開到劇若干妹層之變中，蹈通常捏情況出下會伶有輸棟入、嫂中間代以及絕輸出溜三個旗層，捕各層蚊順序輛連接此，而封中間完層因機為不呢直接暑與輸踏入輸?shù)食鰧咏虼蚪豢档?，鉛因此秀又稱腐為隱藏層，貢隱層降可以齡有多榨層，如也可剩沒有屢[4終]關。根互聯(lián)略型神棚經(jīng)網(wǎng)蚊絡的卵結前構徹圖如磚圖2釋-4較所示湖，它押的任蛋意兩秧個神詞經(jīng)元執(zhí)都互炮相連既接，費形成仿全互貸聯(lián)神瓣經(jīng)網(wǎng)胃絡列，耳如若樓非全懂部神澡經(jīng)元膠相互進連接光，則牢形成淘局部付互聯(lián)陪網(wǎng)絡滲[4幻]鋼。調圖2神-4電互仆聯(lián)型孝神經(jīng)吩網(wǎng)絡梅的拓饞撲結天構蝴2.望3臘神經(jīng)食網(wǎng)絡缺的應椒用胸與創(chuàng)存在鐮問題墾2.柱3.陜1茂神經(jīng)予網(wǎng)絡帶的應慢用撲時至壩今日叮，神紛經(jīng)網(wǎng)即絡已攜經(jīng)在松許多冒個領沿域中超得到虎應用養(yǎng)，其翅主要趙的應符用領殺域有肺：戰(zhàn)（1歸）自頭動控購制領愚域渣主輛要應麗用于育系統(tǒng)菜模型叛建設兵、系屬統(tǒng)的旅識別濟、各匙類參隆數(shù)的搏整定升、各膝種極窄點的招配置仗等。獅（2食）處罩理為最望優(yōu)問蝶題環(huán)為壟人們檔解決喇旅行鳥商問盯題、蹲作業(yè)更調度藍問題兼、最持大匹遵配問爺題，頁還有僑裝箱獻問題儲。洪（3天）霞模式壤識別句方面庸逗手寫悠字符請、汽匯車牌裙照、鵲目標凡自動箭識別騙、目進標跟界蹤、監(jiān)地震倒信號熔的鑒森別等鍵。旱（4桿）比圖像念處理濤方面眾窩對到有杏需要虎的適目標肯進行紋監(jiān)測速—分扎割—購壓縮淚—恢綁復骨，實絲現(xiàn)圖垮像修尾改美薦化。亂（5肺）昆機器釣人控朵制寄灑用于肚操作霜其眼桌手系挺統(tǒng)燒，翼對思機器齊人的準運作范軌道些控制鑰，另姿外還辭可以蹤進行寸故障稈發(fā)現(xiàn)斃并且掉進行螞排除震。疼2.貼3.隊2均神經(jīng)侮網(wǎng)絡癥存在杯的問裝題狀人工挽神經(jīng)槐網(wǎng)絡裳的無賤疑具動有非絹?？筛嬗^的瀉研究平性與圣應用滋性，婦也確路實值先得人下們?nèi)ネ垦芯拷j開發(fā)蔥，以催創(chuàng)造麥出足陵夠的時價值叉。但所是，排就目魔前而吊言，乘神經(jīng)包網(wǎng)絡田還存搏在不曠少缺帽陷，看比如蜘智能顫水平渣還不慘夠高幫，智讀能化餅達不赴到我族們理鎮(zhèn)想的神要求炭，在搜諸多唯應用遷方面凱依然印無法套達到編我們澆的需趁求，俘針對勤各種謀各樣辰的應架用賣領域揭，各魂類稅繁滅雜的采問題授需要煩解答樓時，伐往往飛達不涌到我使們預商期的著效果城。另清外，跟網(wǎng)絡匠分析磁能力姨不夠拜強，舍在一櫻些綜韻合性貌質的翁理論鋼問題軌中的硬處理丟能力瑞還有泡待提短高。卷并且告源于錦對訓雖練中溉穩(wěn)定域性所爐提出攔學習婦率要洲求很現(xiàn)小，臂所以親在學虹習過馬程中辟收斂沒速度么過慢圓；粉當我敗們采混用云動量痕法究時截學習末率有丘所提嘴高，末但在檢實際茅應用烘中仍痰然太抄慢?；樵谏衿藿?jīng)網(wǎng)牙絡的愈學習粗速率素選擇釀中缺求乏有淺效的掠方法湯，學富習速菊率不熱易選加擇，攝太快騙、太燈慢都尺不好雀，需值要慢門慢調蘆節(jié)找狡到最腳佳學錄習速劈率。園最后貫，類蜜似于虧BP亦神經(jīng)岸網(wǎng)絡傘中，致隱含馬層神畢經(jīng)元想數(shù)目雅的選晨取也撲沒有巖準確手有效僵的方賭法。廣2.著4唉本章夠小結柱本章陣介紹蜂了臨神經(jīng)暢網(wǎng)絡黃的發(fā)乞展現(xiàn)旋狀，泡它恩的結積構喜以及臂在各齊個宅方面漲的應葬用，雞闡述堤了神復經(jīng)網(wǎng)寨絡后仍需喘要解擱決的統(tǒng)一些冠問題皂。墾第3什章間BP蝦神經(jīng)廟網(wǎng)絡襪及其喬算法剝3.廢1頭BP唇神經(jīng)欄網(wǎng)絡周概述養(yǎng)BP散神經(jīng)養(yǎng)網(wǎng)絡換又被掛人們相稱為弊誤差遷反向拿傳播事（e醋rr流or疏b泄ac糾k坐-懼pr兔op躺ag敞at扶io倆n）猶網(wǎng)絡箏,它冠是一升種多失層的虜前饋館網(wǎng)絡幕。誤悶差反第向傳滔播這宗一思捕想最泳早由勿B(yǎng)r姓ys絞on旋等人約在1胞96交9年洪提出裂，經(jīng)唐過多筍人的秋研究羨論證版形成善了目棍前最晚流行峰的反廉向傳乎播網(wǎng)池絡以損及它丈附帶干產(chǎn)生盡的反場向傳朗播算鎖法。睡反向獸傳播社網(wǎng)絡厘有以濫下3趟個突唐出的蓮特點多：棒①網(wǎng)驗絡中危的每揉一個潑存在君的神掉經(jīng)元體模型餐擁有句一個恐非線泄性激胃活函涼數(shù)，額其中信非線糠性是睜光滑蝦的。期②網(wǎng)父絡可打以存商在一柔層或卻存在柿多層纏的隱呢含層咳，必清須說煤明的徹是，排這個胖層不攤是網(wǎng)騾絡的號輸入雕或者綁輸出鄰的部三分。離輸入途數(shù)據(jù)朝中的愈有用餐特征禾會被湊這些顛隱含竿層宋慢慢遵地晌提取膠，細學到換存在村于輸翠入和琴輸出曠中的振某種仿關系災。苗③網(wǎng)梁絡之脂間的禽連接乘強度丸通常墾是由本網(wǎng)絡杯中存撤在的蜻突觸償決定沒，蓄網(wǎng)絡棚連接接的改尿變可仿以通浩過突遷觸連煤接數(shù)閑量變蜓化，拘或通蠶過權患值的綢改變排[5朽]鏡。識3.線2災BP聲神經(jīng)轎網(wǎng)絡繪的結僅構卸BP利神經(jīng)巾網(wǎng)絡漫實際丑上是轎一個擺多層槽感知六器，夢因此淹它的冬結構驚也是存典型引的前唐饋型就神經(jīng)執(zhí)網(wǎng)絡壟。如某圖3救-1城為一擱個具鈴有兩陰個隱糞層和根單露輸出懶層的鑼多層州感知快器的李結構坦圖。虜圖3正-1商多姓層感斗知器室結構屯BP闊神經(jīng)矩網(wǎng)絡祝結構匠圖如匪圖3華-2例所示涉，它劑是單是隱層址網(wǎng)絡轎，各戀層的勁節(jié)點搞數(shù)為址相應治神經(jīng)充元數(shù)稼目術。xx1xixnVWinmq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一附種局庸部搜佛索的定優(yōu)化繭方法藥，找三到我工們需歡要的雀全局需極值崗不容嘗易，獻網(wǎng)絡終自己秀就有幣可能邊陷入電局部塘搜索最，造廳成訓夾練失紡敗。伏3)拘BP鹽神經(jīng)甘網(wǎng)絡泛的規(guī)搏模在樣解決爽應用孝問題浮的實笑例中像存在前矛盾抵。其擊網(wǎng)絡吩規(guī)模陵無法待為實問例中朝的規(guī)哭模服倦務，祖網(wǎng)絡墻容量克的大格小可步能不藝足，竹還有寒網(wǎng)絡筒是否甩可行既，這徹導致投BP在神經(jīng)偏網(wǎng)絡炊在處公理復伏雜性蓄問題巾上不側能達廈到令苗人滿難意的沉結果奉。反4)悔BP子神經(jīng)磚網(wǎng)絡護的結喪構選價擇還詞有待腫我們封去研標究，倍目前伐為止螞，我宴們還旋沒有煎找到功一種嘗有效貓的可客行的默方法目去準炎確確寄定B盯P網(wǎng)建絡的擠結構晨。目石前我埋們只濾能以抖前任趟的經(jīng)夾驗為考指導樣。變5)加BP乓神經(jīng)宜網(wǎng)絡絞的預忠測能殿力（騙泛化插能力肺）一陰直是殺我們婦追求摩的目步的，禽我們姥一直胖希望敲它能任越高遷越好淡，但燦是它均又和暮網(wǎng)絡料本身哲的訓考練能療力（霞逼近裹能力建）相股矛盾快。它叉?zhèn)儠３尸F(xiàn)灶正態(tài)河分布控，即百在一拾定范晃圍內(nèi)逼，網(wǎng)悄絡的要訓練嫂能力你和預利測能鳥力一述起增淹長，跟但是逃超過評該范牽圍后怖訓練那能力趙繼續(xù)禽曾大吩，預香測能非力卻帶會下怠降。遮3.笑5域.衡3孔B隨P網(wǎng)撒絡的叫缺陷嫌與改爭進廣盡管踩BP求神經(jīng)橋網(wǎng)絡燦已經(jīng)你發(fā)展綠成為喇目前絞最流疏行的針神經(jīng)辨網(wǎng)絡腎，B雜P算勸法也保得到史人們抄的廣貢泛應駕用，壩但是祖因為殼BP投網(wǎng)絡代的本文質為竄梯度歪下降攝法，慶所以媽總會間存在墊一些什不足版之處旱。耍第一探，由媽于B交P算貫法采濁用的牽是非繩線性胳優(yōu)化宮，比育較容楚易形控成局叫部極事小值狂從而檢使我艷們無膚法得休到全臭局最爐優(yōu)值貓；副第二尺，B烈P算扎法尋峽找最洞優(yōu)值徹的參鞠數(shù)比敘較多趨，這耽就導副致其計收斂秘速度果表較匹慢；胞第三插，構帽建神套經(jīng)網(wǎng)演絡的仍結構程一直葬到現(xiàn)蛙在也鳳沒有奧找到俘一個百準確告的方仿法，繳即無蠶法確新定隱夕層和濾節(jié)點圖的數(shù)瘦量；厘第四鹽，當能我們局需要策在已信經(jīng)學渴習好沿的樣合本中圓加入心新的碎樣本桌時，輛會影蓮響到捐原來菠的學嚷習。疤雖然筆BP嚇算法議還無獎法達場到我艙們滿透意的駐程度啄，但坦是我駛們一權直在牧尋找知改進勉BP僻算法靈的方折法。泥到目苗前為逆止，陽比較社有名脹的有賴幾個武：擬掛牛頓巡法、牧共軛孟梯度管法、釘Le干ve叼nb赴er假g-鑰Ma州rq故ua撤rd歸t法耗、附喂加動繭量法委。東3.嫁6丟本章會小結怪在本跡章節(jié)志中，綱簡單禿介紹自了B山P神真經(jīng)網(wǎng)回絡，況闡述輪了B宇P神筑經(jīng)網(wǎng)礎絡的辣BP袋算法鐵，分番析了鑒BP敏網(wǎng)絡平及B壞P算養(yǎng)法的舅優(yōu)缺麗點，津講述淡一些水目前啊在使喬用的繳改進監(jiān)BP禿神經(jīng)辰網(wǎng)絡用方墊法。劑第4半章伙短時揮交通灑流量出預測過網(wǎng)絡帽4.宣1腐BP橋神經(jīng)胸網(wǎng)絡微的設四計與碌訓練縮BP遇神經(jīng)上網(wǎng)絡請的設管計主棄要是框涉及尤到網(wǎng)夫絡本與身的懸?guī)讉€員層以扒及各屈個層盾次之獨間傳易遞函層數(shù)的英確定識。層4.彩1.盤1濃BP透神經(jīng)拾網(wǎng)絡偵的設或計方圓法纖（1仆）網(wǎng)折絡層菠數(shù)選偶擇帽設計集神經(jīng)洋網(wǎng)絡啄一般慈都會聯(lián)先確參定網(wǎng)葬絡的礦層數(shù)黑，在遠BP振神經(jīng)拌網(wǎng)絡漠中我準們可明以包嗚含不荷同的會隱含父層在揮其中捎。但竊是，包現(xiàn)在委的理獵論告寄訴我凍們，山在沒再有限止制隱執(zhí)含層竹節(jié)點摩數(shù)的摧時候口，它挑可以甲用于發(fā)任意窯非線構性樣需本的毒映射企。一洗般經(jīng)汪驗告貍訴我尺們，給當樣還本數(shù)簽量比魔較少踐的時榜候，明選擇犁兩層魯BP糕神經(jīng)廈網(wǎng)絡么足以炮滿足趁我們副的需朝求。餐而當清我們攜需要蝶訓練踢的樣收本數(shù)致量比灰較多耽時就熟需要箱增加鏈一個汪隱含牧層，申但是伏BP獸神經(jīng)忘網(wǎng)絡反一般懸情況嘉下也巾不會酬擁有久超過賺2層碌。杠（2謊）輸艘入層通節(jié)點騎數(shù)選狐擇刃在B稿P網(wǎng)茅絡中釀，輸瓜入層億節(jié)點宗數(shù)取冊決于濫輸入輸矢量吧的維世數(shù)。擇比如毒我們干要做毅的是鹿交通騎流量壯預測驚，維暫數(shù)單挖一，某只有路一個羅變量講的輸列入輸附出；貴再比劉如我斯們通浴過蒼弦蠅的顧翅膀些、觸耳角、段顏色筆去區(qū)適分蒼間蠅的認種類提，這欲其中耕輸入請到輸港出的鏡映射隔關系克對應廈到B蘆P神摔經(jīng)網(wǎng)校絡就離是這么樣：季翅膀生、觸普角、派顏色校三個窮作為眨輸入感，而航種類駝則是慕輸出滾[6阻]灶。駁（3丹）輸軌出層裹節(jié)點貢數(shù)選襯擇總在B蒙P網(wǎng)肉絡中頭，輸滋出層鏈節(jié)點長數(shù)取帖和輸濱出該永型數(shù)刑據(jù)的健大小禍這兩耐個因曉素。穿我們臉即將東做的燙交通教流量射預測園只有洽一個使類型始的數(shù)鐘據(jù)，穿即交拴通流冊量。芝而且微我們徑做的床是短謹時交炒通流果量的役預測蔽，所地以數(shù)總據(jù)并置不會猛太大讓，因妖此我衡們僅床需要發(fā)一個惑輸出點即可棕[6患]舞。真（4水）隱膀含層援的節(jié)李點數(shù)雅對于絞BP洽神經(jīng)廉網(wǎng)絡時中隱機含層郵的節(jié)剛點數(shù)籠，到瞞目前滾為止雁還沒植有準引確的遇理論陳方法耳指導栽，我輩們沒淚有準樓確的幅解析結式去品確定汗其節(jié)挎點數(shù)淡，因稠此我夫們只符能選產(chǎn)擇前碌人所化積累勺的經(jīng)光驗去棄選擇偶?，F(xiàn)蟲在我句們的貧認知姜中，鏡隱含敘層的俯節(jié)點醉數(shù)與昌神經(jīng)私網(wǎng)絡諒的輸圣出和央輸入辱的變穴量都駕有關榨系。逼另外竭由于屬BP釘網(wǎng)絡仁的局枕限性蝕，為援了不亞造成坊過擬哲合現(xiàn)擺象，嚇隱含長層節(jié)脖點數(shù)境過多服過少符都不陪合適墳。我抱們只浙有在商訓練爐網(wǎng)絡康時謀卻求在敬一定伯的范漲圍內(nèi)帆改變漂隱含禍層的盤節(jié)點池數(shù)，勿盡可齡能地那去找必到最楚優(yōu)的揪節(jié)點峰數(shù)目緩，從愛而進助行網(wǎng)木絡訓掘練。母根據(jù)遼前人常的經(jīng)允驗來盼看，傘一般牌使用蠟兩種桿方法書去確愚定隱鍛含層給的節(jié)跨點數(shù)惹。干第一劫，根熟據(jù)經(jīng)崗驗參芹照公另式（炭4-學1）叉進行逆選擇殊：值（4脊-1齡）渾式中戀，傭為隱槽含層釀的旬節(jié)點越數(shù)愁，嶺為輸校入藝的蘿節(jié)點示數(shù)迷，蜂為輸倘出妙的殊節(jié)點軍數(shù)睬，爽為1較--躬10屋之間瞇的常帥數(shù)動[7歇]犁。對染于選權取多升少個廣節(jié)點醬，需駕要我傾們根膛據(jù)公匠式得班到的呈范圍崗去做旁不同勞節(jié)點灑數(shù)的四實驗丸，找耀到最撒佳的牢目標收。待第二槳，根新?lián)﨣蔽ol吉mo趟go托ro腫v定慢理（猜強大桑數(shù)定鋼理）乳，任蟲一個盛連續(xù)歪函數(shù)夸可以殼精確另地用忠一個稠三層圖網(wǎng)絡丑實現(xiàn)贏，即沈一個密輸入伐層，趟Si訓gm普oi肌d單竊隱層義，一者個線善性輸粱出層蓋[8妻]普。而薄隱含勻層當徑中的縮節(jié)點漿數(shù)目縫根據(jù)渾Ko勁lm酷og饞or房ov咬定理號由式勝（4焰-2繁）得直出：德（4集-2袍）初式中款，帆為隱畝含層符節(jié)點年數(shù)；猾為輸歇入層需節(jié)點祖數(shù)。訂強大逗數(shù)定琴理只點是給外定一宏個比夠較靠御近最駛佳節(jié)債點數(shù)匙的值饒，并辦不是練說該腹方法岸求得網(wǎng)的節(jié)隨點數(shù)殲就是糞最佳腫節(jié)點循數(shù)。肉比如咱六個紙輸入扣時，室根據(jù)抓式（禁4-刷2）令求得偵的節(jié)留點數(shù)找為1腔3，停而我愈們應赴該選礙擇1送3以漂及1堆3附羽近的況數(shù)目壇作為鉗節(jié)點毀數(shù)，菌具體竿選擇恥多少熱個隱酸含層吵神經(jīng)院元要隱根據(jù)置訓練納情況海而定嘉。必4.汽1.禮2識改進金型訓場練方夠法活由于退BP憲網(wǎng)絡賢本身微也存筒在著田一些刷不足甘之處貫，所貌以很躺多?？罴覍W除者一舍直在魯對改懂進B惰P神校經(jīng)網(wǎng)傷絡進必行著挪一系匯列的鋪探索嘩和發(fā)宰掘。瓦經(jīng)過曠這些碗年的哀積累寨，人蹈們已梳經(jīng)找滔到了鵲很多奴不錯攻的改鍵進B憂P神色經(jīng)網(wǎng)嗽絡的收方法標，比笑較著駱名的凡有附蕩加動獸量法濾、擬雁牛頓通法、價共軛轟梯度紅法、喂自適飾應學賓習速隱率法兩、彈交性B糠P法丈、以倍及L養(yǎng)ev勻en矩be蹄rg搶-M評ar序qu秧ar羞dt霸算法膏等。敗我們璃在這竄里主款要介耕紹介袋紹共裕軛梯無度法聽和L卸ev仆en鞭be虹rg剝-M式ar年qu飼ar普dt逆算法懷?？?)咐共軛膽梯度溪法秋有鑒閘于B衛(wèi)P網(wǎng)看絡在秒使用胃梯度唯下降移法時局，收斯斂速堪度慢蒼，而集擬牛歲頓法垮計算毒對于聲我們者來說林又較勸為復蠟雜，朵研究經(jīng)者就器開發(fā)裙出了彩共軛慎梯度剩法，值從而卻盡量浩避免麥兩者聚的缺姨點。位共軛樸梯度摟法的孝第一華步是拾沿著揮負梯敘度方丑向搜減索，匠然后妨沿著館當前狗搜索摔方向茶的共翅軛方續(xù)向進付行搜山索，狠這樣屠一來煉就可雄以快累速達浮到最弊優(yōu)值伏。攀當?shù)诟灰淮斡浀[的搜桂索方舅向譯，之件后的厘每一萬次迭鑰代的半搜索渴方向嶺由式訓（4錘-5瓜）決蝶定：奴（基4-柜5）培其中竟，極限包濱賺（遣4-政6）板根據(jù)哭所取蓄形式扯不同茫，可遵構成艘不同絹的共日軛梯蝶度法腎。厭怪貴圓替（4稅-8賓）知其中拘，才豪項克挎沾抗金崇描（段4-酒9）暖一般誓情況察下，鍛搜索帳方向軍在網(wǎng)工絡訓花練迭華代過膀程中羨會按唉照一貼定的社周期鮮復位忠到負撞梯度巖方向藝，這唯個周福期長餃度為馳網(wǎng)絡批所有炊權值流和偏長差的曉總數(shù)莖目。剝共軛詳梯度避法么收斂繪速度淹增加識很多擁，而狀且需塘要的晉存儲隊量和聯(lián)計算揭量并勉不多閘。因渡此我弊們可鍛以看草出，虎共軛麻梯度存法對拿于那漲些權視值很倚多的遠網(wǎng)絡身訓練羽是非永常有援效的勸。阿2)池Le駛ve役nb籌er瑞g-刃Ma幻rq鏟ua部rd畜t算蒜法抖我們鉤要了兩解的森Le陜ve神nb衡er頓g-隱Ma漿rq浩ua昆rd障t算航法，剖實際危上可墳以說泥是梯旦度下臥降法籌和牛燭頓法斧的結正合。公它的唐優(yōu)勢災在于猶當前蝦網(wǎng)絡卷權值登數(shù)目監(jiān)比較讓少時勝收斂怎的速丟度非油常快滅，它揮需要釣迭代僵的次取數(shù)比科較少架，精輪確度齡也很亂高。驅Le任ve醉nb暢er籃g-于Ma魄rq服ua何rd味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