發(fā)布時間：2015-01-06所屬分類：農(nóng)業(yè)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：在分析全國農(nóng)業(yè)機械裝備數(shù)量的時間序列預(yù)測模型的基礎(chǔ)上，提出遺傳算法與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，發(fā)揮遺傳算法全局搜索能力較強的優(yōu)點，減少和避免出現(xiàn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在時間序列預(yù)測過程中運算結(jié)果落入局部最小值，最大程度地發(fā)揮神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)精度高、可自主學(xué)習(xí)和
摘要：在分析全國農(nóng)業(yè)機械裝備數(shù)量的時間序列預(yù)測模型的基礎(chǔ)上，提出遺傳算法與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，發(fā)揮遺傳算法全局搜索能力較強的優(yōu)點，減少和避免出現(xiàn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在時間序列預(yù)測過程中運算結(jié)果落入局部最小值，最大程度地發(fā)揮神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)精度高、可自主學(xué)習(xí)和對非線性函數(shù)具有良好適應(yīng)能力等優(yōu)勢。預(yù)測結(jié)果表明，利用遺傳算法與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法預(yù)測全國農(nóng)業(yè)機械裝備數(shù)量，農(nóng)機總動力預(yù)測值與實際值最大誤差3.542%、農(nóng)用大中型拖拉機數(shù)量預(yù)測值與實際值最大誤差4.132%和小型拖拉機數(shù)量預(yù)測值與實際值最大誤差6.021%，預(yù)測值與歷史樣本數(shù)據(jù)之間的絕對值平均誤差分別為1.080%、1.352%和1.765%，預(yù)測精度較穩(wěn)定，適用本文本時間序列預(yù)測問題。本文選自：《互聯(lián)網(wǎng)天地》內(nèi)容涵蓋互聯(lián)網(wǎng)、IT、電信業(yè)中面對基層用戶的各方面業(yè)務(wù)，主要特點是集中整合互聯(lián)網(wǎng)消費信息、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用情況、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)動態(tài)(特別是新技術(shù)推出后能開展的新業(yè)務(wù)等衍生內(nèi)容)、各類產(chǎn)品業(yè)務(wù)開發(fā)應(yīng)用及其運營特點、信息化(包括機構(gòu)和企事業(yè)單位的信息化)、國外同業(yè)動態(tài)等，定期推出重大專題。文章內(nèi)容注重專業(yè)性、權(quán)威性、可讀性、時效性和可操作性，專題強調(diào)深入、客觀、專業(yè)，具有建設(shè)性。
關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機械,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,農(nóng)業(yè)科技
但當(dāng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于預(yù)測模型尤其對于未來增長趨勢比較明顯的預(yù)測模型時，雖然其收斂精度較高，但其值域范圍受限導(dǎo)致訓(xùn)練樣本擬合函數(shù)與預(yù)測數(shù)據(jù)有較大差異，導(dǎo)致其局部搜索能力較強但全局搜索能力較差，易陷入局部最優(yōu)值。本文通過引入遺傳算法，發(fā)揮該算法全局搜索能力較強的特點，對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和閾值進行預(yù)優(yōu)化，賦予各層較佳輸出解空間，發(fā)揮BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)局部搜索能力強的特點，實現(xiàn)強強聯(lián)合，提高時間序列預(yù)測的精準(zhǔn)度。
BP(BackPropagationnetwork)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)今預(yù)測領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由3層組成:輸入層、隱含層和輸出層。每一層中都包含若干節(jié)點(神經(jīng)元)，不同層之間節(jié)點通過權(quán)值進行全連接，同層節(jié)點之間無連接。其中，隱含層可為多層，實際應(yīng)用過程中有一個隱含層的三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)即可實現(xiàn)非線性函數(shù)擬合。
本文中的優(yōu)化對象為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各層間權(quán)值和閾值。因此，在種群初始化時，遺傳算法采用常用的二進制編碼，并由農(nóng)業(yè)機械數(shù)量的歷史樣本數(shù)目確定遺傳算法將優(yōu)化的參數(shù)(權(quán)值和閾值)個數(shù)，從而確定種群的編碼長度。因BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱含層神經(jīng)元采用S型傳遞函數(shù)，為減小計算誤差，減少或避免計算結(jié)果落入局部最小值，權(quán)值和閾值應(yīng)避免選擇區(qū)間內(nèi)較小和較大數(shù)值，選擇在[-0.5，0.5]區(qū)間內(nèi)的隨機數(shù)。遺傳算法計算流程。
本文采用基于遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以我國從1997-2013年的農(nóng)業(yè)機械數(shù)量為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行訓(xùn)練和測試和預(yù)測。其中，遺傳算法群體規(guī)模M=50，交叉概率pc=0.6，變異概率pm=0.01，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值閾值取值空間為[-0.5，0.5]，訓(xùn)練次數(shù)為1000，訓(xùn)練目標(biāo)為0.01，學(xué)習(xí)速率為0.1。我國在1997-2013年期間的農(nóng)機總動力、農(nóng)用大中型拖拉機數(shù)量和小型拖拉機數(shù)量的預(yù)測值與歷史樣本數(shù)據(jù)之間的絕對值平絕誤差分別為1.080%、1.352%和1.765%。由此看出，使用基于遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對于以農(nóng)業(yè)機械數(shù)量為預(yù)測對象的時間序列預(yù)測模型的預(yù)測精度較好，預(yù)測精度穩(wěn)定性較佳。從預(yù)測誤差可以看出，本文所使用的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在預(yù)測本時間序列模型時，基本避免運算結(jié)果落入局部最小值，收斂性能較好，與前文中遺傳算法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢互補、強強聯(lián)合的理論設(shè)想較為一致。2014年我國農(nóng)機總動力、農(nóng)用大中型拖拉機數(shù)量和小型拖拉機數(shù)量的預(yù)測結(jié)果來看，該預(yù)測結(jié)果與2013年度數(shù)值比較有較大增長，但增長幅度有所下降。預(yù)計到2014年，我國農(nóng)機總動力、大中型拖拉機數(shù)量和小型拖拉機數(shù)量分別為11.251×108kW、587.012萬臺和2043.201萬臺，與1997年相比分別增加了167.86%、751.96%和94.87%，與2013年相比分別增加了4.17%、10.75%和2.16%。其中，2014年農(nóng)機總動力和小型拖拉機數(shù)量增長率分別小于2013年的增長率5.88%和3.3%，農(nóng)用大中型拖拉機數(shù)量增長率大于2013年的增長率9.19%。由于我國在2004年出臺了一系列鼓勵提高農(nóng)業(yè)機械化的法律、政策、法規(guī)，中央財政農(nóng)機購置補貼資金投入連年大幅增加，極大地調(diào)動了農(nóng)民購機的積極性和企業(yè)生產(chǎn)的積極性，促進我國農(nóng)機裝備總量持續(xù)增長和農(nóng)機結(jié)構(gòu)優(yōu)化。隨著跨區(qū)作業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)合作社的逐步發(fā)展，有效提高了農(nóng)用大中型拖拉機在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的的利用率，降低了農(nóng)民勞動強度，提高生產(chǎn)效率，因而其近幾年的保有量有較大增幅。小型拖拉機受農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和農(nóng)業(yè)機械大型化的影響，其近幾年的保有量增幅逐年降低。
