当前位置:主页 > 管理论文 > 移动网络论文 >

基于蚁群算法优化的小波神经网络流量预测模型研究

发布时间:2018-04-09 12:23

  本文选题:网络流量预测 切入点:小波分析 出处:《西安电子科技大学》2014年硕士论文


【摘要】:随着互联网的使用量逐渐增加,网络种类逐渐繁多,信息数据越来越庞大并且呈现出多变的动态特性,如何精确地对网络流量进行预测从而实现对网络运行状态的有效管理,成为一个日益重要的问题。其中,如何建立一个精确而高效的流量预测模型是解决该问题的重点和难点,其对于网络的测试、流量的控制以及网络的设计规划和质量保证等问题的研究,都有重要的意义。本文主要对网络流量预测模型进行研究和设计,具体工作有三个方面:(1)介绍了网络流量预测的起源、发展状况及其研究的意义,同时对网络流量所具有的特性进行了分析和描述;(2)重点介绍了小波分解理论和BP神经网络的工作原理,并对两者组合而成的小波神经网络(Wavelet Neural Network,WNN)进行了介绍,同时着重分析了基于GA算法的WNN预测模型;(3)针对基于GA算法优化的WNN预测模型存在的不足,本文提出用具有正反馈机制和启发式学习特点的蚁群算法(Ant Colony Optimization,ACO)代替GA算法,形成一种基于ACO算法优化的WNN预测模型—WACONN预测模型。该模型为了克服BP算法在网络训练过程中对初始权值、阈值比较敏感,且容易陷入局部最优解的缺点,提出将ACO算法与BP算法相结合形成ACO-BP算法:首先利用ACO算法的全局寻优能力为BP神经网络提供较适合的初始权值和阈值,以降低BP算法由于对初始值设置不同而产生较大的差异性、且容易陷于最优解等缺点,再利用BP算法进一步迭代寻取全局最优解。在进行仿真实验过程中,该模型首先利用同时具有时、频域描述特性的小波变换,将数据样本分解成高频分量和低频分量;然后利用高、低频分量的训练集部分对基于ACO优化的WNN预测模型进行训练;接下来,将高、低频分量的预测集部分输入训练好的模型,进行预测;最后将预测得出的高、低频数据分量相叠加,得出最终的预测结果。实验数据表明,与基于GA算法优化的WNN预测模型相比,本文提出的基于ACO算法优化的WNN预测模型具有更好的预测精度和更快的网络收敛速度,是一种更有效的预测模型。
[Abstract]:With the increasing use of the Internet, the variety of the network is becoming more and more numerous, the information data is becoming more and more large and showing dynamic characteristics, how to accurately predict the network traffic so as to realize the effective management of the network running state.Become an increasingly important issue.Among them, how to establish an accurate and efficient traffic prediction model is the key and difficult point to solve this problem. It is of great significance to the research of network testing, traffic control, network design, planning and quality assurance.This paper mainly studies and designs the network traffic forecasting model, and introduces the origin, development and significance of network traffic forecasting in three aspects.At the same time, the characteristics of network traffic are analyzed and described. (2) the wavelet decomposition theory and the working principle of BP neural network are emphatically introduced, and the wavelet Neural network WNN which is composed of the two neural networks is introduced.At the same time, the WNN prediction model based on GA algorithm is analyzed emphatically. Aiming at the shortcomings of WNN prediction model optimized by GA algorithm, this paper proposes to replace GA algorithm with ant colony algorithm with positive feedback mechanism and heuristic learning characteristics.A WNN prediction model-WACONN model based on ACO algorithm optimization was developed.In order to overcome the shortcomings of BP algorithm which is sensitive to initial weights and easy to fall into local optimal solution in the course of network training.A ACO-BP algorithm is proposed by combining ACO algorithm with BP algorithm. Firstly, the global optimization ability of ACO algorithm is used to provide a suitable initial weight and threshold for BP neural network.In order to reduce the disadvantages of BP algorithm because of the difference of initial value and easy to be trapped in the optimal solution, BP algorithm is used to find the global optimal solution.In the course of simulation experiment, the model firstly decomposes the data sample into high frequency component and low frequency component by wavelet transform with simultaneous time and frequency domain description characteristics, and then uses high frequency component.The training set of the low frequency component trains the WNN prediction model based on ACO optimization. Then, the high and low frequency component prediction sets are input into the trained model to forecast.The low frequency data components are superposed and the final prediction results are obtained.Experimental data show that compared with the WNN prediction model optimized by GA algorithm, the proposed WNN prediction model based on ACO algorithm has better prediction accuracy and faster network convergence speed, so it is a more effective prediction model.
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TP393.06;TP18

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 文成林,王雪,侯玉华;自回归过程的小波神经网络逼近算法[J];河南大学学报(自然科学版);2000年01期

2 万建,徐德民,贺昱曜;一种小波神经网络结构及其学习算法研究[J];系统工程与电子技术;2002年03期

3 任少龙,钟秋海,严承华;小波神经网络在装备研制费预测与控制中的应用[J];海军工程大学学报;2002年05期

4 李跃华,张胜,高敦堂,李兴国;基于小波神经网络的毫米波雷达目标距离像识别(英文)[J];红外与毫米波学报;2002年01期

5 董杰,马壮,吴云,李嘉林;遗传小波神经网络在飞机加油管路设计中的应用[J];机械科学与技术;2002年S1期

6 赵学智,邹春华,陈统坚,叶邦彦,彭永红;小波神经网络的参数初始化研究[J];华南理工大学学报(自然科学版);2003年02期

7 杨春玲,杨茂华,胡艳,戴景民;小波神经网络在多波长辐射测温中的应用[J];计量学报;2003年04期

8 李益国,沈炯,吕震中;一种新的小波神经网络结构优化设计方法[J];控制理论与应用;2003年03期

9 盛景泉,付梦印,刘永信;采用小波神经网络的捷联惯导系统静基座快速初始对准[J];内蒙古大学学报(自然科学版);2003年04期

10 向小东;小波神经网络预测方法及其应用[J];统计与决策;2003年07期

相关会议论文 前10条

1 胡博;陶文华;崔博;白一彤;尹旭;;基于小波神经网络的异步电机故障诊断[A];2009中国控制与决策会议论文集(2)[C];2009年

2 何正友;钱清泉;;一种改进小波神经网络模型在电力故障信号识别中的应用[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年

3 鲁艳军;陈汉新;陈绪兵;;基于小波神经网络的齿轮裂纹故障诊断[A];节能减排 绿色制造 智能制造——低碳经济下高技术制造产业与智能制造发展论坛论文集[C];2010年

4 董健;尹萌;张辉;;小波神经网络结合多项式的混合预测方法在通信规划中的应用[A];2011全国无线及移动通信学术大会论文集[C];2011年

5 谢建宏;张为公;;复合材料疲劳剩余寿命预测的动态小波神经网络方法[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年

6 陈建秋;张新政;;基于小波神经网络的水质预测应用研究[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年

7 孙正贵;;小波神经网络的高效学习算法及应用研究[A];中南六省(区)自动化学会第24届学术年会会议论文集[C];2006年

8 黄敏;朱启兵;崔宝同;;基于小波神经网络的轧机特性回归[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年

9 周绍磊;张文广;李新;;一种基于改进遗传算法的小波神经网络[A];2007年中国智能自动化会议论文集[C];2007年

10 杜青;刘剑飞;刘娟;乔延华;;基于小波神经网络的模拟调制信号自动识别[A];2007通信理论与技术新发展——第十二届全国青年通信学术会议论文集(下册)[C];2007年

相关博士学位论文 前10条

1 侯霞;小波神经网络若干关键问题研究[D];南京航空航天大学;2006年

2 章文俊;小波神经网络算法及其船舶运动控制应用研究[D];大连海事大学;2014年

3 高协平;小波参数化与小波神经网络研究[D];湖南大学;2003年

4 宋清昆;自适应结构优化神经网络控制研究[D];哈尔滨理工大学;2009年

5 李永红;广义小波神经网络实现雷达相关滤波的研究[D];大连海事大学;2000年

6 银俊成;量子信道与量子小波神经网络相关问题研究[D];陕西师范大学;2013年

7 李文军;多小波和小波神经网络构造及其在电弧故障诊断中的应用研究[D];吉林大学;2008年

8 刘守生;遗传算法与小波神经网络中若干问题的研究[D];南京航空航天大学;2005年

9 黄同成;基于小波神经网络理论的VOCR与HOCR技术研究[D];上海大学;2008年

10 蔡振禹;基于粗集—小波神经网络的煤炭企业管理研究[D];天津大学;2007年



本文编号:1726431

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/guanlilunwen/ydhl/1726431.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户c094c***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com