混合遗传蚁群算法优化BP神经网络预测空气质量
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国家自然科学基金(72071130)


BP Neural Network Optimized by Hybrid Genetic-ant Colony Algorithm for Air Quality Prediction
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    为了进一步提高空气质量指数预测精度, 提出一种混合遗传蚁群算法优化BP神经网络的方式对空气质量指数进行预测. 首先初始化蚁群算法的信息素分布, 对不满足适应度条件的进行遗传算法的交叉、变异操作, 进而计算蚁群的状态转移概率和信息素浓度, 当适应度值满足条件要求时, 将寻优结果作为BP神经网络的最优权值和阈值, 来改善单一BP神经网络的不足. 最后通过运用西安市的空气质量指数日历史数据进行验证, 实验表明, 本文所提模型的各个评价指标相对其他对比模型误差更小, 在预测精度方面具有更高的说服力, 因此能够有效地预测空气质量指数.

    Abstract:

    In order to further improve the prediction accuracy of the air quality index, a hybrid genetic ant colony algorithm is proposed to optimize the back propagation (BP) neural network, so as to predict the air quality index. First, the pheromone distribution of the ant colony algorithm is initialized, and crossover and mutation operations of the genetic algorithm are performed if fitness conditions are not met. Then the state transition probability and pheromone concentration of the ant colony are calculated. When the fitness meets the conditions, the optimal results are used as the optimal weights and thresholds of the BP neural network to improve the shortcomings of a single BP neural network. Finally, historical daily data of the air quality index in Xi’an are utilized for verification, and the experiment shows that all evaluation indexes of the model proposed in this study have smaller errors than those of other comparative models and are more convincing in terms of prediction accuracy. Therefore, the proposed model can effectively predict the air quality index.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

杜沅昊,刘媛华.混合遗传蚁群算法优化BP神经网络预测空气质量.计算机系统应用,2023,32(4):223-230

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  • 收稿日期:2022-09-07
  • 最后修改日期:2022-10-10
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  • 在线发布日期: 2022-12-09
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