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耦合动态方程的神经网络模型在水质预测中的应用
  • ISSN号:1001-5485
  • 期刊名称:《长江科学院院报》
  • 时间:0
  • 分类:X824[环境科学与工程—环境工程]
  • 作者机构:[1]长江科学院水资源综合利用研究所,武汉430010, [2]长江科学院流域水资源与生态环境科学湖北省重点实验室,武汉430010, [3]武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,武汉430072
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(71171151,51509008);湖北省自然科学基金项目(2015CFA157)
中文摘要:

水质变化趋势的有效预测对于水资源综合管理具有重要意义。针对现有数据驱动模型不能有效反映研究对象物理机理的问题,提出了一种耦合动态方程的神经网络模型,并给出了动态方程的耦合方法。分别从数值算例和实际案例2个方面对传统网络模型和机理先验前馈网络模型进行了对比计算分析,拟合程度指标和计算误差指标都表明机理性先验知识的加入可以提高网络模型的预测精度和非线性拟合能力。同时,该模型在水质预测中具有适用性和合理性。在样本数量一定的情况下,机理性先验知识的耦合是进一步提高网络计算精度的有效途径。

英文摘要:

Precise prediction of water quality trend is of vital importance for water resources management. Commonly used data-driving models cannot reflect the physical characteristics of research objective. In view of this, a neural network coupled with dynamic equation is proposed in this paper, and the method to couple dynamic equation into model iteration is also given. A numerical case and a practical case are used to demonstrate the difference between network model with mechanism priori-knowledge and traditional network model. The results of fitting degree and cal- culation error indicate that the coupled priori-knowledge is able to improve calculation accuracy and enhance non- linear fitting. The proposed model is applicable and rational in water quality prediction. Sample size is the basis of neural network model application, and coupling mechanism priori knowledge under the circumstance of fixed sample size is an efficient approach to improving prediction accuracy.

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期刊信息
  • 《长江科学院院报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:水利部
  • 主办单位:长江科学院
  • 主编:陈进
  • 地址:武汉市汉口江岸九万方长江科学院
  • 邮编:430010
  • 邮箱:cjkb@163.net
  • 电话:027-82829904 82829859
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-5485
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1171/TV
  • 邮发代号:38-147
  • 获奖情况:
  • 1989年度获湖北省优秀科技期刊奖,"1994-1995年...,2000年在《中国学术期刊(光盘版)检索与评价数据...,全国中文核心期刊(1992年、1996年、2000年和2004年...
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:11633