神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論及其工程應(yīng)用

前言

胡伍生教授編著的《神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論及其工程應(yīng)用》一書，即將出版問世，我有幸在出版前閱讀全稿，實感榮幸。著者囑我寫篇序言，我也欣然同意了。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一門新穎學科和高新技術(shù)，是一種有效解決自然科學中復雜問題的方法。因此，發(fā)展和應(yīng)用人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的理論及其在工程中的應(yīng)用是當前自然科學界的熱點，特別在復雜工程領(lǐng)域中，還存在著許多“灰色地帶”（即規(guī)律不清楚的領(lǐng)域），用傳統(tǒng)理論和方法難以解決這些復雜的工程問題，無疑神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法是一種有效的解決途徑。目前，雖然人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)在工程應(yīng)用中取得了一定的進展，但仍然還有很多工作要做，如人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的理論、模型、算法、應(yīng)用和實現(xiàn)研究等。胡伍生教授是我熟悉的一位優(yōu)秀青年科技工作者，近幾年，結(jié)合較多的實際工程，潛心研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在工程中的應(yīng)用，發(fā)表了十幾篇這方面的學術(shù)論文，并兩次赴美參加國際學術(shù)會議，兩次在會上宣讀神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在測繪工程中應(yīng)用的學術(shù)論文，引’起了國外同行的濃厚興趣。該書是他在悉心閱讀了大量著作和科技論文的基礎(chǔ)上心有所得，并加以分析和總結(jié)，同時主要融人了他本人和其他學者的最新研究成果。我認為本書有以下特點：一是全面系統(tǒng)地介紹了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本理論，既有比較深奧的泛函分析理論和知識，又對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論和計算模型作了深入淺出的介紹，并詳盡介紹了在工程中應(yīng)用最為廣泛的BP算法；其二是理論密切聯(lián)系工程實際，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)廣泛應(yīng)用于測繪、交通、橋梁、道路、巖土等領(lǐng)域。因此，本書不僅具有高的學術(shù)水平，更具有重要的實用價值。我深信本書的出版發(fā)行必將推動神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用，并深信作者一定樂意聽取廣大讀者所提出的一切意見和問題，而將該項研究推向新的高度。是為序。

內(nèi)容概要

　　《神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論及其工程應(yīng)用》共分五章。第一章介紹了泛函分析的基本概念，如集合、映射、線性空間、范數(shù)、序列的收斂性、連續(xù)、極限、Cauchy序列、完備空間等；第二章介紹了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展概況、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特征、研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的意義及其應(yīng)用前景等；第三章介紹了幾個主要的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計算模型；第四章詳細介紹了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP算法，包括BP算法的計算思路、理論分析、計算模型等，并針對BP算法存在的問題提出了若干改進措施，本章內(nèi)容融入了編者的最新研究成果；第五章主要介紹了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP算法在工程中的應(yīng)用情況，書中列出了大量實例，涉及面較廣，側(cè)重于測繪、交通、土木等工程領(lǐng)域?！渡窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)理論及其工程應(yīng)用》可作為測繪科學與技術(shù)學科或相關(guān)學科本科生和研究生的教材，以及相關(guān)工程技術(shù)人員的參考用書。

書籍目錄

第1章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學基礎(chǔ)§1.1 概述§1.2 集合和映射§1.3 線性賦范空間§1.4 線性賦范空間中的線性算子第2章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本概念§2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展史§2.2 神經(jīng)細胞及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)§2.3 人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的特征§2.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的意義及應(yīng)用前景第3章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計算模型§3.1 簡單人工神經(jīng)元模型§3.2 感知器模型§3.3 Hopfield網(wǎng)絡(luò)模型§3.4 自組織競爭網(wǎng)絡(luò)模型第4章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP算法§4.1 BP算法的數(shù)學描述§4.2 BP網(wǎng)絡(luò)的理論解析§4.3 BP算法的若干改進§4.4 BP網(wǎng)絡(luò)的計算模型§4.5 誤差分級迭代法§4.6 數(shù)據(jù)歸一化限定區(qū)間優(yōu)化§4.7 BP網(wǎng)絡(luò)工程應(yīng)用難點分析第5章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在工程中的應(yīng)用§5.1 在GPS測量數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用§5.2 在水利工程中的應(yīng)用§5.3 在巖土工程中的應(yīng)用§5.4 高速公路軟土地基沉降分析的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法§5.5 在公路工程中的應(yīng)用§5.6 在交通工程中的應(yīng)用§5.7 在橋梁工程中的應(yīng)用§5.8 在地震工程中的應(yīng)用參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：知識之海浩浩蕩蕩，現(xiàn)有知識猶如滄海一粟，而龐大的工程問題無不錯綜復雜，現(xiàn)有知識是遠不足以給出完備解答的。有很多復雜工程，還存在著許多“灰色地帶”（即規(guī)律不清楚的領(lǐng)域），需要進一步的深入研究。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是生物神經(jīng)系統(tǒng)的一種高度簡化后的近似，屬于自適應(yīng)非線性動力學系統(tǒng)，具有學習、記憶、計算和各種智能處理功能。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一門新興交叉科學。從20世紀80年代以來，許多領(lǐng)域的科學家掀起了研究人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的新高潮，積極開展了大量研究工作，現(xiàn)已取得了不少突破性進展。工程界也對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其應(yīng)用表現(xiàn)出極大的興趣，在用傳統(tǒng)理論和方法難以解決的工程問題方面，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法確實能發(fā)揮很大作用，取得良好效果。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能較好地解決具有不確定性、嚴重非線性、時變滯后的復雜系統(tǒng)的建模。泛函分析是現(xiàn)代數(shù)學的重要分支，是研究拓撲線性空間到拓撲線性空間的映射（包括非線性映射）的理論。泛函分析綜合利用代數(shù)、幾何、分析的觀點和方法為研究各種數(shù)學模型提供了基本的構(gòu)架和方法，從而使應(yīng)用數(shù)學、系統(tǒng)分析等學科領(lǐng)域中的基本概念更為清晰，同時也促進了基本概念的統(tǒng)一。相對而言，泛函分析的概念比較抽象，對于缺乏純數(shù)學訓練的人來說，要掌握泛函分析的概念和方法不是一件輕松的事情。泛函分析起源于變分學、微分方程和函數(shù)逼近理論等領(lǐng)域中的研究。實際上，泛函分析可以看成是分析、代數(shù)和幾何學中的概念和方法的歸納和一般化。泛函分析的研究對象是各種集合，例如數(shù)集、向量集、函數(shù)集和映射集等等，這些集合通常具有某些性質(zhì)。

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《神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論及其工程應(yīng)用》由測繪出版社出版。

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