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融合AES算法和Hopfield ANN的网络数据加密传输技术
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作者 孟轩 昝风彪 刘昕 《电子设计工程》 2025年第4期174-178,共5页
为有效保障网络数据的传输安全性,提出融合AES算法和Hopfield ANN的网络数据加密传输技术。在AES算法下实现基于AES算法的数据密钥生成。设计Hopfield ANN网络架构,利用AES算法的数据密钥定义传输序列,标定目标传输位置,实现网络数据加... 为有效保障网络数据的传输安全性,提出融合AES算法和Hopfield ANN的网络数据加密传输技术。在AES算法下实现基于AES算法的数据密钥生成。设计Hopfield ANN网络架构,利用AES算法的数据密钥定义传输序列,标定目标传输位置,实现网络数据加密传输技术方法的设计。实验结果表明,经上述方法加密后再向外传输的数据只能得到目标主机的认证,其他开放主机对于该类传输数据始终保持非响应状态,有效控制计算机网络的运行风险,提高了数据传输安全性。 展开更多
关键词 AES算法 Hopfield ann网络 网络数据 加密传输 字节代换
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基于KNN和ANN算法的微带天线尺寸优化方法
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作者 窦江玲 李聃 +2 位作者 宋健 王青旺 沈韬 《太赫兹科学与电子信息学报》 2025年第1期61-65,共5页
为解决传统天线优化复杂度较高的问题,提出一种基于K-最近邻(KNN)算法和人工神经网络(ANN)算法的微带天线尺寸优化方法。该方法通过分析天线表面电流分布,将高敏感度参数设置为变量,低敏感度参数设置为常量,利用KNN和ANN对天线的尺寸参... 为解决传统天线优化复杂度较高的问题,提出一种基于K-最近邻(KNN)算法和人工神经网络(ANN)算法的微带天线尺寸优化方法。该方法通过分析天线表面电流分布,将高敏感度参数设置为变量,低敏感度参数设置为常量,利用KNN和ANN对天线的尺寸参数进行优化,最终实现宽带性能的提升。为验证优化算法的有效性,加工了两款天线进行测试。结果表明,与传统天线设计方法相比,KNN和ANN算法使天线的阻抗带宽分别提高了20.8%和18.4%。其中,ANN算法在训练阶段耗时较长,但其阻抗匹配特性在多个频段上表现出显著改进。 展开更多
关键词 K-最近邻(KNN) 人工神经网络(ann) 机器学习 尺寸优化 微带天线
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基于ANN和XGB算法的锈蚀钢筋混凝土高温粘结强度预测方法 被引量:2
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作者 刘廷滨 黄滔 +3 位作者 欧嘉祥 李云霞 艾岩 任正熹 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第S01期300-309,共10页
为准确评估锈蚀钢筋混凝土(CRC)结构在突发火灾下的结构承载力,锈蚀钢筋混凝土高温粘结强度的统一预测方法研究亟待开展。然而,粘结退化机理复杂,粘结因素众多,实验方法不能考虑所有粘结因素的相关复杂关系的影响。在现有大量试验数据... 为准确评估锈蚀钢筋混凝土(CRC)结构在突发火灾下的结构承载力,锈蚀钢筋混凝土高温粘结强度的统一预测方法研究亟待开展。然而,粘结退化机理复杂,粘结因素众多,实验方法不能考虑所有粘结因素的相关复杂关系的影响。在现有大量试验数据的基础上,采用机器学习方法可以有效地通过数据建立输入和输出特征之间的回归关系。该文利用ANN和XGB两种机器学习算法建立了一个统一的锈蚀钢筋混凝土高温粘结强度预测模型。基于612组高温锈蚀钢筋混凝土的试验研究数据,进行模型训练和测试。结果表明:ML模型的预测结果与实验结果十分吻合。此外,针对机器学习算法本身存在的黑盒子问题,使用SHAP方法来解决锈蚀钢筋混凝土高温粘结强度预测过程中的模型可解释性问题。同时,还将ML模型的计算结果与三种理论计算公式的结果进行了比较,结果表明:ML模型具有明显的优势。新构建的混合机器学习模型很有可能成为准确评估CRC结构经受高温后的损伤程度问题的新选择。 展开更多
关键词 人工神经网络(ann) 极端梯度提升树(XGB) 锈蚀钢筋混凝土 高温粘结强度 SHAP方法
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基于SEM与ANN混合方法的社交问答平台用户转移行为 被引量:1
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作者 周涛 宓秦泽 《信息与管理研究》 2024年第1期30-42,共13页
社交问答平台得到了用户的广泛使用,但由于各平台的功能类似,用户转移起来较为容易,这将导致用户流失。基于PPM模型,研究社交问答平台用户转移行为。采集447份有效数据,采用SEM(结构方程模型)与ANN(人工神经网络)混合方法进行分析。结... 社交问答平台得到了用户的广泛使用,但由于各平台的功能类似,用户转移起来较为容易,这将导致用户流失。基于PPM模型,研究社交问答平台用户转移行为。采集447份有效数据,采用SEM(结构方程模型)与ANN(人工神经网络)混合方法进行分析。结果发现:推力因素(不满意度、厌倦性)和拉力因素(内容质量、用户体验)正向影响用户的转移意向,锚定因素(转移成本)负向影响转移意向,且负向调节推力因素和拉力因素的作用。ANN结果显示:不满意度是影响转移意向的最重要因素。因此,社交问答平台需要提高内容质量,改善用户体验,降低用户的不满意度和厌倦性,从而防止用户的转移行为,实现用户保持。 展开更多
关键词 社交问答平台 转移行为 SEM ann
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基于GA改进ANN算法的车载网控系统故障诊断 被引量:1
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作者 杨慧荣 《山西电子技术》 2024年第1期16-18,共3页
车载网控系统是保证运行安全的一类重要控制设备,也是确保系统稳定运行的核心部件。为了提高车载网控系统故障诊断效率,通过遗传算法(GA)具有的全局寻优功能来实现对神经网络初始阈值与权值的优化,把寻优结果代到神经网络内完成训练过程... 车载网控系统是保证运行安全的一类重要控制设备,也是确保系统稳定运行的核心部件。为了提高车载网控系统故障诊断效率,通过遗传算法(GA)具有的全局寻优功能来实现对神经网络初始阈值与权值的优化,把寻优结果代到神经网络内完成训练过程;使ANN泛化方法具有的映射性能获得充分利用可以防止产生局部极小值情况,获得更高的分类精度;利用实例分析方式测试车载故障诊断过程的有效性。研究结果表明:采用GA改进ANN算法可以有效优化平均误差及数据正确率,有效降低迭代次数,表明可以通过GA改进ANN方法来提升神经网络运算性能。经过遗传算法优化处理的ANN在训练过程中可以获得比初始ANN更快时收敛速率。 展开更多
关键词 车载网控系统 故障诊断 遗传算法 ann 有效性 分类精度
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基于ANN-LSTM模型的航空器着陆阶段运行轨迹预测
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作者 何昕 王经义 +1 位作者 李颖哲 赵瑞 《舰船电子工程》 2024年第12期61-64,105,共5页
对航空器各运行阶段轨迹预测是规划飞行路径、维护航空器运行安全等任务的关键技术,在保障航空器安全高效运行等方面具有重要意义。航空器从跑道入口上空50英尺到脱离跑道期间属于高速运行阶段,对其着陆阶段运行轨迹进行预测可预知其脱... 对航空器各运行阶段轨迹预测是规划飞行路径、维护航空器运行安全等任务的关键技术,在保障航空器安全高效运行等方面具有重要意义。航空器从跑道入口上空50英尺到脱离跑道期间属于高速运行阶段,对其着陆阶段运行轨迹进行预测可预知其脱离跑道位置,辅助管制员对地面滑行航空器进行路径规划,从而减少航空器之间的运行冲突。论文将长短期记忆(Long Short Term Memory,LSTM)循环神经网络与ANN(Artificial Neural Network)相结合,构建航空器着陆阶段滑行轨迹预测模型。预测结果与同类型预测算法进行对比后发现,ANN-LSTM模型预测准确性更高,可实现对航空器着陆阶段轨迹的更好预测。 展开更多
关键词 深度学习 轨迹预测 ann-LSTM QAR数据
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基于BP-ANN与RBF-ANN的钢筋与混凝土黏结强度预测模型研究 被引量:3
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作者 李涛 刘喜 +1 位作者 李振军 赵小琴 《南京工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第1期112-118,共7页
为研究神经网络对钢筋与混凝土黏结强度的预测能力以及神经网络的输出性能,基于大量的试验数据,提出一种基于改进神经网络的变形钢筋与混凝土黏结强度预测模型,对混凝土结构的研究与实际工程应用均有着重要的意义。收集290组黏结锚固试... 为研究神经网络对钢筋与混凝土黏结强度的预测能力以及神经网络的输出性能,基于大量的试验数据,提出一种基于改进神经网络的变形钢筋与混凝土黏结强度预测模型,对混凝土结构的研究与实际工程应用均有着重要的意义。收集290组黏结锚固试验数据,引入基于反向传播人工神经网络(BP-ANN)与径向基函数神经网络(RBF-ANN)算法,揭示混凝土强度、保护层厚度、钢筋直径、锚固长度及配箍率对变形钢筋与混凝土黏结性能的影响规律,建立基于改进神经网络算法的钢筋与混凝土黏结强度预测模型。对比分析不同数据预处理方法和训练神经元个数对建议模型预测结果的影响,评估各经典模型与建议模型的预测精度和离散性,提出临界锚固长度计算公式。结果表明:BP-ANN预测值与试验值比值的均值、标准差及变异系数分别为1.009、0.188、0.86,其预测精度略高于RBF-ANN;建议模型能够更准确、更稳定地预测钢筋与混凝土的黏结强度,该方法为解决钢筋与混凝土黏结问题提供了新思路。 展开更多
关键词 钢筋混凝土 黏结强度 改进神经网络 影响参数 预测模型 黏结锚固试验 BP-ann RBF-ann
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ANN模型与分段线性插值及回归模型的比较及应用 被引量:1
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作者 赵伟 毛继新 +1 位作者 关见朝 吴兴华 《泥沙研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期74-80,共7页
对ANN模型、分段线性插值模型和非线性回归模型从原理上进行了比较,ANN模型易于构建各影响因素与因变量间复杂关系,非线性回归模型和分段线性插值模型可以将自变量与因变量间的关系通过表达式直观表达。以荆江三口分流量与枝城流量的关... 对ANN模型、分段线性插值模型和非线性回归模型从原理上进行了比较,ANN模型易于构建各影响因素与因变量间复杂关系,非线性回归模型和分段线性插值模型可以将自变量与因变量间的关系通过表达式直观表达。以荆江三口分流量与枝城流量的关系为应用算例,采用相关系数、纳什效率系数、均方根误差和平均绝对误差等4个评价指标对3个模型的拟合精度和误差大小进行了比较。结果表明:3个模型均可应用于模拟枝城流量与荆江三口分流量的关系,但3个模型的计算值与实际值间的误差大小存在差异,从4个评价指标综合来看,ANN模型计算值与实测值的误差最小,分段线性插值模型次之,回归模型计算精度相对较低。 展开更多
关键词 ann模型 非线性回归模型 分段线性插值模型 荆江河段 三口分流
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GA-BP-ANN耦合RSM优化表面机械滚压1060铝表面粗糙度
9
作者 柳想 王成 +5 位作者 汪森辉 孙坤 费树辉 李保坤 邓海顺 沈刚 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第24期154-164,共11页
目的优化表面机械滚压工艺参数组合,获得最小表面粗糙度。方法基于气压驱动表面机械滚压实验平台,以1060铝棒为研究对象,采用响应面法(RSM)设计试验研究驱动压力、滚压道次、试样转速对受滚压铝棒试样表面粗糙度的影响规律,并利用遗传... 目的优化表面机械滚压工艺参数组合,获得最小表面粗糙度。方法基于气压驱动表面机械滚压实验平台,以1060铝棒为研究对象,采用响应面法(RSM)设计试验研究驱动压力、滚压道次、试样转速对受滚压铝棒试样表面粗糙度的影响规律,并利用遗传算法结合反向传播人工神经网络(GA-BP-ANN)机器学习模型预测不同工况参数组合对应的表面粗糙度,并通过实验对该模型进行有效性验证。基于GA-BP-ANN预测结果,在给定参数范围内构造多个随机小范围响应面,通过分析这些随机小范围RSM优化结果的聚集程度,实现GA-BP-ANN耦合RSM优化。结果单个响应面优化的最佳工艺参数组合为0.074 MPa的驱动压力、5个滚压道次、435.4 r/min的试样转速,预测的表面粗糙度(Ra)为0.45μm,但该工况下实验测量的表面粗糙度为0.53μm,且非最小值;而GA-BP-ANN耦合RSM优化的工况组合为0.073 MPa的驱动压力、4个滚压道次、286.9 r/min的试样转速,预测的表面粗糙度为0.31μm,相同工况下实验测量结果为0.36μm。结论与单个RSM优化结果相比,采用GA-BP-ANN耦合RSM能够更加有效地优化气压驱动表面机械滚压工艺参数组合,获得更小的表面粗糙度。 展开更多
关键词 表面粗糙度 表面机械滚压 1060铝 响应面法 GA-BP-ann
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基于ANN下拖拉机发动机扭矩预测模型的研究 被引量:1
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作者 姚鹏飞 王丹丹 王瑞红 《农机化研究》 北大核心 2024年第5期240-246,共7页
拖拉机的传动系统结构较为复杂,是拖拉机的重要组成部分之一。拖拉机在农业作业过程中的轴扭矩(AT)实时数据是实现变速器优化的重要依据之一。为此,以拖拉机参数(发动机扭矩、发动机转速、燃油消耗率、行驶速度、耕作深度和滑移率)及土... 拖拉机的传动系统结构较为复杂,是拖拉机的重要组成部分之一。拖拉机在农业作业过程中的轴扭矩(AT)实时数据是实现变速器优化的重要依据之一。为此,以拖拉机参数(发动机扭矩、发动机转速、燃油消耗率、行驶速度、耕作深度和滑移率)及土壤理化性质参数(SMC和CI)为输入,基于人工神经网络(ANN)估计拖拉机的轴扭矩(AT),并与传统的多元线性回归模型(MLP)进行对比分析。田间试验结果表明:基于ANN的模型在预测拖拉机AT数据时表现出更好的性能,可为提升拖拉机发动机管理系统提供技术参考与借鉴。 展开更多
关键词 拖拉机 车轴扭矩 土壤理化参数 多元线性回归 人工神经网络
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基于双阈值的ANN-SNN转换方法优化
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作者 何赟泽 张天安 +2 位作者 邓堡元 王洪金 王耀南 《计算机测量与控制》 2024年第11期271-277,共7页
脉冲神经网络作为第三代神经网络,能够克服许多人工神经网络中所存在的问题,如高功耗、鲁棒性较差等;通过对预训练好的人工神经网络模型进行转换是获取深度脉冲神经网络模型的一种主要方法,然而通过这种方法获取的脉冲神经网络的延迟较... 脉冲神经网络作为第三代神经网络,能够克服许多人工神经网络中所存在的问题,如高功耗、鲁棒性较差等;通过对预训练好的人工神经网络模型进行转换是获取深度脉冲神经网络模型的一种主要方法,然而通过这种方法获取的脉冲神经网络的延迟较高,无法满足实时性要求;文章在双阈值转换方法的基础上,采用阈值平衡技术对转换过程进行优化,通过理论推导,提出了一种对称阈值LeakyReLU激活函数,并对人工神经网络到脉冲神经网络的转换流程进行了梳理;此外,采用了泄漏机制对转换后的脉冲神经网络模型结构进行了优化,并通过脉冲时序依赖可塑性学习规则对该结构进行训练;最终,在MNIST数据集与CIFAR-10数据集上进行了实验,结果表明,优化后脉冲神经网络的收敛速度与鲁棒性得到了大幅提升。 展开更多
关键词 ann-SNN转换 双阈值 阈值平衡 脉冲时序依赖可塑性 泄漏机制
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通过分区间移位实现高效ANN-SNN转换
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作者 黄志鹏 《福建电脑》 2024年第12期8-13,共6页
SNN因其在神经形态芯片中的高能效优势而受到广泛关注。ANN-SNN转换是实现深度SNN的主流方法之一,但在极低延迟下,死神经元脉冲误差导致目标SNN与源ANN之间存在性能差距。为解决死神经元脉冲误差,实现高性能低延迟SNN,本文提出了一种分... SNN因其在神经形态芯片中的高能效优势而受到广泛关注。ANN-SNN转换是实现深度SNN的主流方法之一,但在极低延迟下,死神经元脉冲误差导致目标SNN与源ANN之间存在性能差距。为解决死神经元脉冲误差,实现高性能低延迟SNN,本文提出了一种分区间移位激活函数,用于替代传统的ReLU激活函数。实验结果表明,在CIFAR-10数据集上,本文方法得到的SNN仅需4个时间步即可达到94.78%的Top-1准确率。 展开更多
关键词 脉冲神经网络 ann-SNN转换 分区间移位 ReLU激活函数
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基于ANN-CA模型的F县季节性闲置耕地模拟及预测
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作者 王静祎 王加胜 《安徽农学通报》 2024年第10期133-138,共6页
为保护耕地和提高耕地利用率,促进农业可持续发展,本研究利用ANN-CA模型对F县的季节性闲置耕地情况进行模拟预测。模拟结果表明,在α=2,T=0.8的参数组合下,各类用地变化的模拟精度较高,模拟出的用地变化情况与2020年的实际用地情况较为... 为保护耕地和提高耕地利用率,促进农业可持续发展,本研究利用ANN-CA模型对F县的季节性闲置耕地情况进行模拟预测。模拟结果表明,在α=2,T=0.8的参数组合下,各类用地变化的模拟精度较高,模拟出的用地变化情况与2020年的实际用地情况较为贴近;根据季节性闲置耕地识别规则模拟出F县未来耕地季节性闲置现象呈现明显好转趋势,预测2025年F县季节性闲置耕地主要集中在东北部和南部,面积为25.8318km^(2)。生产中,注意对耕地进行科学合理的养护和利用,以保障农作物的产量和质量,确保农业可持续发展。 展开更多
关键词 季节性闲置耕地 ann-CA模型 模拟预测 耕地利用率 土地养护
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基于ANN-CA的外来入侵植物互花米草的扩散趋势预测研究
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作者 刘亚静 刘明月 +1 位作者 李京 周帅 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期341-350,共10页
采用遥感技术手段对九段沙互花米草(Spartina alterniflora)信息提取与动态监测基础上,开展滨海地区互花米草入侵时空特征分析、入侵地区景观演变规律以及预测互花米草扩散趋势等研究对于沿海城市生态环境协调发展具有重要的意义。选取... 采用遥感技术手段对九段沙互花米草(Spartina alterniflora)信息提取与动态监测基础上,开展滨海地区互花米草入侵时空特征分析、入侵地区景观演变规律以及预测互花米草扩散趋势等研究对于沿海城市生态环境协调发展具有重要的意义。选取邻域因子、生态属性和地理属性等相关变量因子,耦合人工神经网络(ANN)与元胞自动机(CA),基于2015-2019年间九段沙互花米草与其他湿地景观类型数据构建ANN-CA模型,采用3层BP神经网络,在不断训练与校正与验证模型精度的基础上,对2019年九段沙区域互花米草进行模拟,采用Lee-Sallee形状指数来对比模拟分类结果与实际分类结果在空间分布层面的相似度,并进行相应的模型校正,在此基础上预测2025年九段沙互花米草扩散与群落分布格局,为互花米草的扩张趋势、景观演变以及分布扩散预测提供理论依据和科学基础。结果表明,1)1995-2025年间互花米草自从引种定居到不断扩张,所呈现的面积变化图近乎S型曲线,其中2015-2019年面积增长了847 hm^(2),2019-2025年面积增长了646 hm^(2),因此互花米草在九段沙自然保护区的动态扩散,分别为定居阶段、滞缓阶段、快速增长阶段以及缓慢增长阶段。2)2025年九段沙区域互花米草的扩张速率从趋势看已进入扩张的缓慢期,与前几年相比尽管有所增加,但趋势有所放缓。3)构建的ANN-CA模型能够较好地对九段沙自然保护区的植被演变进行模拟和预测。 展开更多
关键词 土地利用 ann-CA 元胞自动机 九段沙 互花米草
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响应面法(RSM)及响应面-人工神经网络(RSM-ANN)混合模型优化地耳草总黄酮提取工艺
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作者 姜登钊 刘可越 +1 位作者 曾明 刘文波 《中国野生植物资源》 CSCD 2024年第12期19-26,共8页
目的:优化地耳草总黄酮的超声波辅助提取工艺。方法:使用超声提取法提取地耳草总黄酮,分别应用响应面法(RSM)及响应面-人工神经网络(RSM-ANN)混合模型优化其总黄酮提取工艺。结果:RSM-ANN模型优化工艺误差更小且获得的提取率更高,表现... 目的:优化地耳草总黄酮的超声波辅助提取工艺。方法:使用超声提取法提取地耳草总黄酮,分别应用响应面法(RSM)及响应面-人工神经网络(RSM-ANN)混合模型优化其总黄酮提取工艺。结果:RSM-ANN模型优化工艺误差更小且获得的提取率更高,表现出更高的预测准确度。地耳草总黄酮最佳提取工艺为液料比38∶1(mL/g),乙醇浓度61%,超声功率250W,超声时间34min,总黄酮提取率为5.43%。结论:RSM-ANN模型能较好优化地耳草总黄酮的提取工艺,展现出卓越的预测能力,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 地耳草 总黄酮 超声提取 响应面法 人工神经网络
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基于OED-ANN的钻井参数优化——以绥中36-2油田沙河街组地层为例
16
作者 罗洪斌 王名春 仝刚 《石油化工应用》 CAS 2024年第8期26-32,共7页
为了厘清影响各层段钻井提速的关键因素,明确提高机械钻速的主要手段。以钻井参数为研究对象,通过建立钻井参数6因素3水平的基本模型,对绥中36-2油田沙河街组钻井参数进行分析,指出了各钻井参数在钻进时对机械钻速的影响程度,并结合ANN... 为了厘清影响各层段钻井提速的关键因素,明确提高机械钻速的主要手段。以钻井参数为研究对象,通过建立钻井参数6因素3水平的基本模型,对绥中36-2油田沙河街组钻井参数进行分析,指出了各钻井参数在钻进时对机械钻速的影响程度,并结合ANN算法预测了各试验方案的预期机械钻速。研究结果表明:(1)利用OED模型明确了机械钻速的主要影响因素;(2)通过建立OED-ANN模型,确立了最佳钻井参数,并对机械钻速进行了预测,且优化后的机械钻速分别提高了15.70%、12.25%、2.66%。结论认为,该分析评价方法使钻井参数优化更加科学,数据分析结果更加直观,能够有效指导钻井提速,为该地区其他井的钻井参数优选提供了良好范例。 展开更多
关键词 绥中36-2 钻井参数 OED-ann 参数评价
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基于ANN算法的钢结构安装工程质量状态评价
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作者 姜浩 郑亚强 +5 位作者 金治军 马庆 董强 郑德焰 林峰 赵炳武 《化工管理》 2024年第6期102-109,共8页
随着石油建设工程项目规模越来越大,对钢结构安装工程的要求越来越高,钢结构安装工程质量检测与评价更加复杂,这些特点使得在施工现场对钢结构安装质量状态评价方法不一、结果也不易控制。为了对钢结构安装工程质量评价更加准确、适用,... 随着石油建设工程项目规模越来越大,对钢结构安装工程的要求越来越高,钢结构安装工程质量检测与评价更加复杂,这些特点使得在施工现场对钢结构安装质量状态评价方法不一、结果也不易控制。为了对钢结构安装工程质量评价更加准确、适用,在人工神经网络(ANN)算法的基础上对钢结构安装工程质量评价方法进行了研究,并采用BP神经网络和RBF神经网络算法进行对照实验,梳理质量评价指标,计算其权重系数并进行误差分析,由实验结果选定ANN算法来得出钢结构安装工程质量状态的评分公式,以反映钢结构安装工程的质量情况,对钢结构安装工程的质量把控和管理有一定的指导作用,为工程质量管理和控制提供科学、准确的支持。 展开更多
关键词 钢结构安装工程 ann算法 质量评价指标 化工分析 工程质量管理
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基于神经网络的光纤温度估算方法的优化
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作者 李苏雅 董艳唯 +4 位作者 李琳 张弛 李楠 宁琦 陈永辉 《光通信研究》 北大核心 2025年第1期83-88,共6页
【目的】为了有效估算基于布里渊散射的分布式光纤传感中光纤的温度,文章将多层前馈人工神经网络(ANN)应用于温度的估算。【方法】文章在Matlab软件中编写了用于光纤温度计算的单斜坡法、基于伪Voigt模型的最小二乘拟合法和ANN程序,同... 【目的】为了有效估算基于布里渊散射的分布式光纤传感中光纤的温度,文章将多层前馈人工神经网络(ANN)应用于温度的估算。【方法】文章在Matlab软件中编写了用于光纤温度计算的单斜坡法、基于伪Voigt模型的最小二乘拟合法和ANN程序,同时仿真产生了不同信噪比(SNR)下的布里渊谱,采用以上3种算法计算了光纤温度,验证了ANN方法的有效性。在此基础上基于以上仿真产生的布里渊谱研究了ANN的关键参数,即隐层数量、隐层神经元数量和训练目标对训练速度、温度计算时间和准确性的影响规律。【结果】结果表明,ANN方法在SNR为22和37 dB时最大温度误差分别仅为1.18和0.63℃,且计算时间仅为最小二乘拟合法的1/1000左右。当隐层神经元数量不变时,随着隐层层数的增加,训练时间明显下降,计算时间线性增加,但其对温度估算的准确性几乎无影响;随着隐层神经元数量的增加,训练时间和计算时间均增加,隐层有21个神经元时,训练时间近似为1个神经元的67倍,但其对温度估算的准确性几乎无影响;训练目标(布里渊频移误差的平方)小于临界值(约为1 MHz 2)时,随着训练目标的增加,温度误差几乎不变,超过临界值后,随着训练目标的增加,温度误差增大。【结论】采用多层前馈ANN应用于基于布里渊散射的分布式光纤传感中的光纤温度估算时,建议选择单隐层且隐层神经元选择1个,训练目标选择1 MHz 2。 展开更多
关键词 分布式光纤传感 布里渊散射 布里渊频移 人工神经网络 温度 优化
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深埋长大隧道地温预测的机器学习算法对比研究
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作者 周权 罗锋 +1 位作者 柴波 周爱国 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第1期137-147,共11页
地热对隧道施工、工程结构及运营安全等均有较大的危害,随着我国基础设施建设布局西移,隧道建设的地质条件愈发复杂,隧道埋深和长度不断增加,隧道施工期高温热害问题频发。针对传统地温预测方法中预测精度不高、数据运用不充分,单一机... 地热对隧道施工、工程结构及运营安全等均有较大的危害,随着我国基础设施建设布局西移,隧道建设的地质条件愈发复杂,隧道埋深和长度不断增加,隧道施工期高温热害问题频发。针对传统地温预测方法中预测精度不高、数据运用不充分,单一机器学习模型解译性差等问题,以A隧道为研究对象,将决策树(decision tree,DT)、支持向量机(support vector machine,SVM)、随机森林(random forest,RF)进行耦合,提出了基于DT-SVM-RF模型的深埋长大隧道地温预测方法。在分析隧道综合测井、地应力及岩石热物理试验、航空物探数据后,选取深度、声波波速等10个影响因子作为模型的输入,采用随机交叉验证和空间交叉验证对模型的鲁棒性、泛化能力进行检验,构建LASSO回归、随机森林、互信息3种回归模型,分析10个影响因子的特征重要性排序。结果表明:在测试集上多元线性回归、支持向量机、人工神经网络和决策树-支持向量机-随机森林(decision tree-support vector machinerandom forest,DT-SVM-RF)模型决定系数(R^(2))分别为0.76、0.91、0.88、0.93,均方误差MSE分别为17.64、6.25、8.46、5.20,DT-SVM-RF模型具有相对更优的预测性能,深度、岩石导温系数、岩石导热系数、最大水平主应力特征较为重要,说明DT-SVM-RF模型能有效地提高地温预测的准确率。研究结果可为类似隧道地温预测提供一种精度更高的可行新思路。 展开更多
关键词 隧道热害 隧道安全 多元线性回归 支持向量机(SVM) 随机森林(RF) 人工神经网络(ann) 特征选择
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基于GIS和ANN的中国区域贫困化空间模拟分析 被引量:47
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作者 李双成 许月卿 傅小锋 《资源科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2005年第4期76-81,共6页
中国区域贫困化产生的主导因素经历了制度因素、政策因素到自然因素的变化。本文在定量分析中国区域贫困化与自然要素关系的基础上,利用GIS和ANN(人工神经网络)技术模拟了1999年中国区域自然贫困化的空间分布。研究结果表明:地形因素如... 中国区域贫困化产生的主导因素经历了制度因素、政策因素到自然因素的变化。本文在定量分析中国区域贫困化与自然要素关系的基础上,利用GIS和ANN(人工神经网络)技术模拟了1999年中国区域自然贫困化的空间分布。研究结果表明:地形因素如地形高程、地形破碎度、平均坡度与区域贫困化有显著的负相关关系。中国区域自然贫困化空间分布格局具有明显的空间集聚特性,自然致贫指数较高的区域集中分布在西部干旱和高寒地区、西南喀斯特地区、中部的燕山、太行山、秦巴山地。ANN模拟结果与现在中国主要贫困县分布相比较,其空间构型大体一致。 展开更多
关键词 ann GIS 中国 模拟分析 西南喀斯特地区 人工神经网络 空间分布格局 1999年 主导因素 自然因素 政策因素 自然要素 定量分析 地形高程 地形因素 研究结果 相关关系 平均坡度 空间集聚 高寒地区 集中分布 秦巴山地 模拟结果
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