Заключение

8. Заключение

Проведенные исследования подтвердили эффективность применения нейросетевых технологий для идентификации типа источника сейсмических события. При определенных настройках нейронной сети можно добиться результатов, когда вероятность правильного распознавания составляет 96.5%. Ошибки возникают только на 3 векторах из 86. Если сравнивать полученные результаты с теми, которые можно достичь при использовании стандартных методов классификации, один из вариантов которых приведен в разделе 4, то они практически повторяют друг друга. И статистика и нейронные сети ошибаются одинаковое количество раз, причем на одних и тех же векторах. Из 86 событий статистические методы ошибаются на 3 векторах (1–землетрясение и 2-взрыва), и нейросетевой классификатор также ошибается именно на этих векторах. Соответственно пока нельзя говорить о каком-то превосходстве одного метода над другим.

Заметим, что в настоящих исследованиях были использованы довольно общие и универсальные технологии нейроинформатики (многослойные сети применяются для решения многих задач, но это не всегда самая оптимальная нейроструктура), а применение более узких и специализированных нейронных парадигм в некоторых случаях позволяет получать лучшие результаты. В частности, при помощи нейропакетов на тех же данных были поставлены ряд экспериментов над сетями Кохонена, описанными в разделе 5.4. Результаты показали, что количество ошибок идентификации в большинстве случаев составляет 3-4 вектора, т.е. практически совпадают с результатами, полученными на многослойных сетях и классических методах.

Итак, подводя итог всему выше сказанному, выделим основные результаты проведенных исследований:

1.    Нейронные сети позволяют успешно решать проблему определения типа источника сейсмического события.

2.    Новое решение не уступает по эффективности традиционным методам, использующимся в настоящее время для решения исследуемой задачи.

3.    Возможны улучшения технических характеристик нейросетевого решения.

В качестве дальнейших исследований, направленных на повышение эффективности нейросетевого решения, можно предложить следующие:

·     Для многослойных сетей прямого распространения решить проблему начальной инициализации весовых коэффициентов. Если предположить, что существует неявная зависимость между матрицей начальных весовых коэффициентов и конкретной реализацией выборки данных, предназначенной для обучения нейронной сети, то можно объяснить те случаи, когда результат несколько хуже, чем в большинстве экспериментов. Возможно, реализация алгоритма учитывающего распределение исходных данных позволит получать более стабильные результаты.

·     Для этих же сетей можно использовать другие методы обучения, позволяющих с большей вероятностью находить глобальный минимум функции ошибки.

·     Исследование других парадигм и разработка специальной модели, предназначенной конкретно для решения данной задачи могут привести к улучшению полученных результатов.

Список литературы.

1.   Уоссермен Ф. “Нейрокомпьютерная техника” - М.: Мир,1992.

2.   Горбань А.Н., Дубинин-БарковскийВ.Л., Кирдин А.Н. “Нейроинформатика” СП “Наука” РАН 1998.

3.   Горбань А.Н., Россиев Д.А. “Нейронные сети на персональном компьютере” СП “Наука” РАН 1996.

4.   Ежов А.А., Шумский С.А. “Нейрокомпьютинг и его применение в экономике и бизнесе”.1998.

5.   Bishop C.M. “Neural Networks and Pattern Recognition.” Oxford Press. 1995.

6.   Goldberg D. “Genetic Algorithms in Machine Learning, Optimization, and Search.” – Addison-Wesley,1988.

7.   Fausett L.V. “Fundamentals of Neural Networks: Architectures, Algorithms and Applications”, Prentice Hall, 1994.

8.   Kohonen T. “Self-organization and Associative Memory”, Berlin: Springer- Verlag, 1989.

9.   Kushnir A.F., Haikin L.M., Troitsky E.V. “Physics of the earth and planetary interiors” 1998.

10.Копосов А.И., Щербаков И.Б., Кисленко Н.А., Кисленко О.П., Варивода Ю.В. Отчет по научно-исследовательской работе "Создание аналитического обзора информационных источников по применению нейронных сетей для задач газовой технологии"; и др., ВНИИГАЗ, 1995, www.neuralbench.ru

11.Fukunaga K., Kessel D.L., “Estimation of classification error”, IEEE Trans. Comp. C 20, 136-143. 1971.

12.Деев А.Д., “Применение статистического дискриминационного анализа и его ассимптотического расширения для сравнения различных размерностей пространства.”, РАН 195, 759-762. 1970.

Приложение.

1. Пример выборки сейсмограмм.

В левом столбце представлены сейсмограммы, описывающие взрывы, а в правом – землетрясения.

2.    Пример файла с векторами признаков.

Представлена выборка из файла 9_Norv.txt, содержащего 9 размерные вектора признаков.

PatternDimens: 9

1 -14.3104 -13.2561 -13.4705 -13.4306 -14.1015 -13.3503 -13.3805 -13.7369 -0.3494 0

2 -14.6881 -13.6349 -12.9050 -13.4323 -14.2279 -13.4720 -13.2117 -13.5791 -1.2801 0

3 -14.4036 -14.1745 -13.8014 -12.7209 -14.6283 -13.9589 -13.4649 -12.9716 -0.8250 0

…

55 -14.3693 -13.4362 -11.4072 -12.3129 -14.8612 -13.3480 -12.8517 -13.4014 -0.7738 0

56 -14.2856 -12.6858 -13.8215 -13.4282 -14.0982 -13.1587 -13.2792 -13.7852 -1.3442 0

57 -14.4822 -13.1141 -13.7787 -13.4466 -13.6761 -13.2969 -13.6033 -13.9252 -0.6642 1

58 -13.5522 -13.1302 -13.5444 -14.1471 -13.2994 -13.2368 -13.9776 -14.4295 -0.9973 1

59 -14.8524 -11.9846 -13.7231 -14.2496 -13.4809 -13.0515 -13.8950 -14.3923 -1.8284 1

…

85 -14.5994 -13.6920 -12.8539 -13.7629 -14.1699 -13.2075 -13.3422 -13.6788 -11.9537 1

86 -14.3821 -13.6093 -12.8677 -13.7788 -14.1260 -13.3246 -13.2966 -13.6453 -11.4304 1

3.   Файл с настройками программы

#

# Common parameters for programm "NVCLASS"

#

# # # # # # # # # # # # # # # # # # # #

# 1_1 - OnlyTest mode , 1_2 - TestAfterLearn mode,

# 2_1 - CheckOneVector , 2_2 - CrossValidation mode.

#

TYPE=2_2

NDATA=9

NPATTERN=86

PatternFile=9_Norv.txt

NTEST=10

TestVector=vector.tst

NetworkFile=9.net

ResNetFname=9.net

NumberVector=57

ReportFile=Report.txt

Debug=Yes

#

# Next parameters was define in result experiments and if you will

# change it, the any characteristics of Neural Net may be not optimal

# (since may be better then optimal).

#

# # # # # # # # # # #

# 'NetStructure' must be: [NDATA,NUNIT1,1] (NOUT=1 always)

# value 'AUTO'-'NetStructure' will be define the programm.(See help).

# example : [18,9,1], or [18,18,1], or [9,9,5,1]

NetStructure=[18,12,1]

# may be: [Gauss] or [Random]

InitWeigthFunc=Gauss

Constant=3

Alfa=0

Sigma=1.5

Widrow=No

Shuffle=Yes

Scaling=Yes

LearnTolerance=0.1

MaxLearnCycles=50

Loop=3

#end of list

Похожие работы

Анализ методов прогнозирования и моделирование нейронных сетей для прогнозирования стоимости недвижимости

Скачать

110516

5

18

... МП к некритическому экстраполированию результата считается его слабостью. Сети РБФ более чувствительны к «проклятию размерности» и испытывают значительные трудности, когда число входов велико. 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СТОИМОСТИ НЕДВИЖИМОСТИ   5.1 Особенности нейросетевого прогнозирования в задаче оценки стоимости недвижимости Использование нейронных сетей можно ...

Рынок военных нейрокомпьютеров

Скачать

15022

0

0

... в связи с необходимостью упорядоченного сообщения с высоким приоритетом при радикальном изменении окружающих условий и двунаправленностью каналов. Возможности вычисления путей маршрутизации можно применять при построении интегральных схем и проектирования кристаллов процессоров. Нейрокомпьютеры с успехом применяются при обработке сейсмических сигналов в военных целях для определения коорди

Сверхбольшие интегральные схемы

Скачать

84679

0

11

... (ШД), адресов (ША) и управления (ШУ). Однокристальные микропроцессоры получаются при реализации всех аппаратных средств процессора в виде одной БИС или СБИС (сверхбольшой интегральной схемы). По мере увеличения степени интеграции элементов в кристалле и числа выводов корпуса параметры однокристальных микропроцессоров улучшаются. Однако возможности однокристальных микропроцессоров ограничены ...

Общие принципы, характерные для нейросетей

Скачать

20016

0

6

... данных а разбивать входные данные на кластеры. •Рекурсивные сети Элмана, способные обрабатывать последовательности векторов. •Вероятностные сети, аппроксимирующие Байесовские классификаторы с любой степенью точности.   Общие принципы, характерные для нейросетей Согласно общепринятым представлениям наиболее общими принципами, характерными для современных нейросетей являются: коннекционизм, ...