基于序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多維數(shù)據(jù)分析研究.pdf

1、序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種新的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法模型，是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中神經(jīng)元的動(dòng)態(tài)構(gòu)造技術(shù)來構(gòu)建的。這種方法模型更加符合機(jī)器對(duì)數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)的本質(zhì)要求，即動(dòng)態(tài)、主動(dòng)學(xué)習(xí)的過程，而非靜止、被動(dòng)的學(xué)習(xí)。本文研究了序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理、構(gòu)造方法和實(shí)現(xiàn)方法，并用序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)多維數(shù)據(jù)分析進(jìn)行研究和應(yīng)用探索。 我們知道，在機(jī)器學(xué)習(xí)的研究中，創(chuàng)立新的理論模型和算法，一直被認(rèn)為是智能機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域急需解決的問題。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在過去的幾十年里得到了長足的

2、發(fā)展，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在模式識(shí)別和數(shù)據(jù)分析等應(yīng)用領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其中前饋網(wǎng)絡(luò)扮演了重要角色。當(dāng)前信息技術(shù)飛速發(fā)展，海量復(fù)雜的數(shù)據(jù)應(yīng)運(yùn)而生，而且這些數(shù)據(jù)大都具有多維的特點(diǎn)；新的技術(shù)發(fā)展也為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提出了新的問題，基于內(nèi)部神經(jīng)元全連結(jié)條件下的傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或其改進(jìn)方法，由于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部神經(jīng)元連結(jié)結(jié)構(gòu)固定，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練之前需預(yù)先確定其所使用的神經(jīng)元數(shù)量，此種模式難以適應(yīng)復(fù)雜變化的多維數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用需求。 針對(duì)傳統(tǒng)的前饋網(wǎng)絡(luò)模型存在隱含層難以

3、確定、算法收斂速度慢、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)難以訓(xùn)練、難以適應(yīng)復(fù)雜變化的多維數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用需求等諸多問題以及在工程中的實(shí)際應(yīng)用和使用效果不勝理想等現(xiàn)狀，本文提出并探討了序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。 序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型并不是從固定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)出發(fā)來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部神經(jīng)元的訓(xùn)練，而是通過使用動(dòng)態(tài)構(gòu)造的內(nèi)部神經(jīng)元對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)的不同子集進(jìn)行空間映射，動(dòng)態(tài)地構(gòu)造內(nèi)部神經(jīng)元進(jìn)而構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，使得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)適應(yīng)外部訓(xùn)練的數(shù)據(jù)要求及其后續(xù)的變化。此訓(xùn)練過程具有動(dòng)態(tài)伸縮

4、和可以適應(yīng)外部數(shù)據(jù)變化和多維的優(yōu)點(diǎn)。本文在研究過程中穿插實(shí)驗(yàn)效果的比對(duì)，進(jìn)而說明序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)；同時(shí)，論文還研究了序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)分析中的多維分析能力，討論了其在實(shí)際工程中的應(yīng)用模型。本文就此理論的確立和開展進(jìn)行了以下諸多方面的研究工作： 論文首先對(duì)序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論、方法進(jìn)行了分析和研究。文章中對(duì)序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)方法的不同之處進(jìn)行了比較，對(duì)序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造方法和學(xué)習(xí)過程進(jìn)行了闡述，描述了網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造

5、過程中的基本原理，討論了其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造的方法；同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方面，文中也通過實(shí)驗(yàn)比對(duì)了序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)全連接方法在訓(xùn)練速度上的差別，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在相同的識(shí)別誤差情況下，序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擁有較快的訓(xùn)練速度，比較適合對(duì)大數(shù)據(jù)量的分析，為后續(xù)章節(jié)的研究奠定了理論基礎(chǔ)。 其次，針對(duì)序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造算法的一般過程進(jìn)行了討論，并提出了若干具體的、可行的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部神經(jīng)元構(gòu)造算法。對(duì)這些算法進(jìn)行了分析驗(yàn)證，大多經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)是有效的，

6、并進(jìn)一步說明了這些算法對(duì)于多維數(shù)據(jù)分析的有效性。而且，序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法不尋求空間的最優(yōu)超平面(事實(shí)上在多維情況下是NP難問題)，而是通過序列神經(jīng)元對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述。通過這種方法，可以非常容易地構(gòu)造出對(duì)原始多維數(shù)據(jù)空間的序列神經(jīng)元的映射。這種映射過程，非常適用于經(jīng)常變換的、時(shí)序性強(qiáng)的、多維數(shù)據(jù)的應(yīng)用場(chǎng)合。序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型相對(duì)于傳統(tǒng)固定結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)而言，比較符合對(duì)多維數(shù)據(jù)進(jìn)行剖面剖分的數(shù)據(jù)分析的要求。 論文結(jié)合序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的

7、優(yōu)點(diǎn)，提出了基于序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多維數(shù)據(jù)分析方法，針對(duì)多維數(shù)據(jù)的特點(diǎn)通過對(duì)數(shù)據(jù)不同側(cè)面的序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析，給出序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于數(shù)據(jù)點(diǎn)的描述，進(jìn)而對(duì)不同神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的剖面分析，通過不同序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析，從而完成對(duì)已有數(shù)據(jù)點(diǎn)集的多維數(shù)據(jù)分析。另外，文中給出了在序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)過程中的數(shù)據(jù)預(yù)處理方法，并且給出數(shù)據(jù)的多側(cè)面序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分解，以及序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多維數(shù)據(jù)分析算法。 最后，文章結(jié)合所研究的序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及

8、多維數(shù)據(jù)分析的理論和算法，在當(dāng)前國家大力推行廉租房的時(shí)代背景下，把研究成果應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)房產(chǎn)租賃指數(shù)系統(tǒng)中，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)房產(chǎn)租賃信息的不同剖面分析，從中發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的租賃指數(shù)信息，為廉租房政策的制定和實(shí)施提供參考依據(jù)，有著很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 通過上述一系列有價(jià)值的研究工作，本文論證了序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于多維數(shù)據(jù)分析處理的優(yōu)勢(shì)，并給出了現(xiàn)實(shí)房產(chǎn)租賃指數(shù)多維數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用探索。序列構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于多維數(shù)據(jù)的分析應(yīng)是一種新奕而又有著廣泛