基于BP神经网络的施工扬尘量化建模研究

发布时间：2016-11-05 11:59

  本文关键词：水利水电工程环境影响综合评价的人工神经网络专家系统，由笔耕文化传播整理发布。

《兰州大学》 2010年

基于BP神经网络的施工扬尘量化建模研究

郭默  

【摘要】： 施工扬尘是大气颗粒污染物的重要来源,量化扬尘排放量是评价施工扬尘控制措施效果的重要手段。通过监测建筑工地边界附近同一平面坐标3.9-18.9m范围内不同天气条件下、不同高度处的降尘浓度变化,总结出施工扬尘产生的主要影响因素。影响施工扬尘的主要因素为：粉尘含水量、空气温度、空气湿度和施工强度。研究结果表明,建筑施工扬尘污染在地基开挖、地基建设和地基回填阶段最为严重,主体工程施工阶段次之,地面装饰施工阶段产生的扬尘污染可忽略不计,建筑设备安装阶段几乎没有扬尘污染产生。 利用BP神经网络,对施工扬尘过程进行模拟,得出一定约束条件下的扬尘量化模型。BP神经网络经训练、优化后,采取140个隐含层神经元、最大训练周期为1000周,隐含层激励函数选择Levenberg-Marquardt最优化算法,最终确定一个形为4-140-1的三层网络结构的模型。其输入输出数据的相关度达到0.93786,网络经训练后最终输出性能为5.94×10-28,效果较为理想。结果表明,所建模型能够较好地预测施工扬尘在不同天气条件下的浓度变化趋势,可为工程施工场地扬尘运移、扩散及污染控制提供科学依据,该方法具有较广阔的开发应用前景。

【关键词】：
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X513;TP183
【目录】：

摘要6-7

Abstracts7-10

1 绪论10-12

1.1 研究目的与意义10

1.2 研究内容10-11

1.3 研究技术路线11-12

2 国内外研究现状12-18

2.1 国外研究现状12-16

2.2 国内研究现状16-18

3 施工扬尘与大气污染18-25

3.1 施工过程中产生扬尘的主要环节19-20

3.2 施工扬尘的动力学特征20-25

3.2.1 粉尘起锚临界荷载20-21

3.2.2 粘附力21

3.2.3 诱导气流21-23

3.2.4 振动23-25

4 施工扬尘监测实验方法25-31

4.1 影响因子的确定25

4.2 监测对象25-26

4.3 监测方法26-27

4.4 监测点设置27-28

4.4.1 监测实验所在地区背景介绍27

4.4.2 监测点的设置27-28

4.5 监测周期28-29

4.6 检测与分析29-30

4.7 粉尘含水率的测定30-31

5 结果分析31-34

5.1 施工扬尘的影响因素31-32

5.1.1 粉尘含水率31

5.1.2 施工强度31-32

5.1.4 温度及空气湿度32

5.2 小结32-34

6 神经网络模型的建立34-59

6.1 神经网络概述34-37

6.2 人工神经网络在环境科学中的应用37-39

6.3 基于BP神经网络施工扬尘通量预测模型的建立39-49

6.3.1 计算机建模因子的选择39

6.3.2 确定Bp神经网络结构39-40

6.3.3 数据的预处理40-44

6.3.4 模型设计44-49

6.4 施工扬尘预测神经网络模型的优化49-56

6.4.1 隐含层神经元数量49-51

6.4.2 相关度(Regression)51-52

6.4.3 训练周期(Epochs)52-53

6.4.4 施工扬尘通量预测神经网络模型的确定53-56

6.5 神经网络预测模型的验证56

6.6 神经网络预测模型的应用56-58

6.7 小结58-59

7 结论59-61

7.1 研究结果59-60

7.2 针对扬尘污染的防治措施60

7.3 后续研究展望60-61

参考文献61-68

致谢68

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【引证文献】

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1 冯琨;张永丽;戴沂伽;;基于因子分析的BP神经网络对成都市需水量的预测[J];四川环境;2011年02期

2 冯琨;张永丽;;基于因子分析的BP神经网络对成都市需水量预测研究[J];水资源研究;2011年02期

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵秀勇;程水源;田刚;李钢;郭秀锐;王海燕;;北京市施工扬尘污染与控制[J];北京工业大学学报;2007年10期

2 黄玉虎;邵霞;于萌;李钢;秦建平;田刚;;区域环境颗粒物污染特征研究[J];城市管理与科技;2006年06期

3 孙秉强,张强,董安祥,陈少勇;甘肃黄土高原土壤水分气候特征[J];地球科学进展;2005年09期

4 张洁;;工程建设项目环境管理现状分析[J];工程建设与设计;2006年02期

5 周秀杰,苏小红,袁美英;基于BP网络的空气污染指数预报研究[J];哈尔滨工业大学学报;2004年05期

6 李祚泳;B－P网络用于水质综合评价方法的研究[J];环境工程;1995年02期

7 于苏俊;夏永秋;;基于VB·net和Matlab的大气扩散模型设计[J];环境与可持续发展;2006年01期

8 郭宗楼,刘肇;环境质量综合评价的径向基函数网络模型[J];环境科学研究;1997年04期

9 郭宗楼;水利水电工程环境影响综合评价的人工神经网络专家系统[J];环境科学研究;1998年05期

10 田刚;李建民;李钢;黄玉虎;闫宝林;;建筑工地大气降尘与总悬浮颗粒物相关性研究[J];环境科学;2007年09期

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1 高平平;基于神经网络的污水处理水质预测研究[D];西南交通大学;2004年

2 黄嫣旻;城市地面扬尘的估算与分布特征研究[D];华东师范大学;2006年

3 崔玉理;基于神经网络的污水处理过程建模及仿真的研究[D];山东科技大学;2006年

【共引文献】

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1 李峻;孙世群;;BP神经网络在青弋江水质评价上的应用[J];安徽建筑;2008年03期

2 张蓬涛;周雁;刘晓庄;秦岭;;人工神经网络在农业自然资源研究中的应用[J];安徽农业科学;2007年27期

3 姜伟;张卫东;蒋昌潭;徐思源;;重庆主城大气降尘特点研究[J];安徽农业科学;2007年28期

4 樊新建;冀宏;刘小平;张卫勇;;甘肃旱地黄土含水量与土壤电阻关系研究[J];安徽农业科学;2008年20期

5 陈海波;丁进牛;冯斌;李国璋;苏发奋;;宁夏固原站大气干湿沉降变化初探[J];安徽农业科学;2010年07期

6 周德平;齐颖;甘露林;高杰;;长春市PM_(10)污染与气象条件分析[J];安徽农业科学;2010年15期

7 唐书源,李传义,张鹏程,谢琳,李其林,罗林;重庆蔬菜的重金属污染调查[J];安全与环境学报;2003年06期

8 王学知;赵春风;王连国;;金矿围岩稳定性分类指标的确定方法研究[J];地下空间与工程学报;2007年06期

9 邓振镛;张强;徐金芳;蒲金涌;黄蕾诺;王润元;奚立宗;黄涛;;西北地区农林牧业生产及农业结构调整对全球气候变暖响应的研究进展[J];冰川冻土;2008年05期

10 邓振镛;王强;张强;王润元;白虎志;王劲松;徐金芳;;甘肃黄土高原旱作区土壤贮水量对春小麦水分生产力的影响[J];冰川冻土;2011年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 乔庆庆;张春霞;李静;李泓;黄宝春;;北京市朝阳区大气降尘磁学特征及对空气污染物浓度的指示[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届（2011年度）学术年会论文集(上)[C];2012年

2 徐选华;汪业凤;赵芳兰;;大型水电工程对复杂生态环境风险评价体系研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集（第三卷）[C];2011年

3 周志军;严珍;;在线大气颗粒物中水溶性重金属离子分析方法研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年

4 朱宪春;乐群;;上海市PM_(10)的时间分布特征及其与气象条件的关系[A];第八届长三角气象科技发展论坛论文集[C];2011年

5 赵桢;陈兰英;王凤献;李宁宁;高男;刘延伟;;网吧空气中CO及可吸入颗粒检测[A];第十届中国科协年会论文集（三）[C];2008年

6 蔡艳荣;;公共场所室内空气污染现状调查与研究[A];中国环境保护优秀论文精选[C];2006年

7 张玉亮;张素敏;赵宙;;大气颗粒物起尘机制、环境效应及测试分析综述[A];2007中国环境科学学会学术年会优秀论文集（上卷）[C];2007年

8 彭士涛;毛天宇;詹水芬;李广楼;;RBF人工神经网络在渤海湾海水水质综合评价中的应用[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集（第一卷）[C];2009年

9 程昕;;环境检测实验室分析方法适用性检验浅析[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集（第四卷）[C];2009年

10 肖翠翠;杨姝影;;环境规划中的预测方法与技术[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2010年

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1 丁文荣;云南省盘龙河流域河流悬移质输移变化及其对环境变化的响应[D];昆明理工大学;2008年

2 黄健;城市供水水质监测与预警平台构建及关键技术研究[D];中国地质大学（北京）;2011年

3 乔玉霜;中原城市群大气颗粒物的理化特征及毒理学研究[D];中国矿业大学（北京）;2011年

4 殷杉;上海浦东新区绿地系统研究—分布格局、生态系统特征及服务功能[D];上海交通大学;2011年

5 黄茶熙;艾灸诊室可吸入颗粒的物理化学特征及生物活性研究[D];北京中医药大学;2012年

6 颜学峰;高维复杂模式识别的新方法[D];浙江大学;2002年

7 肖景坤;船舶溢油风险评价模式与应用研究[D];大连海事大学;2001年

8 唐光临;焦化废水亚硝化反硝化生物脱氮的研究[D];重庆大学;2002年

9 戚蓝;初始地应力场系统分析理论与方法研究[D];天津大学;2003年

10 李群;麦草原料生物预处理与酚类化合物生物降解动力学研究[D];天津科技大学;2001年

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1 伍修锟;呼吸性煤尘物理化学特性的研究及应用[D];山东科技大学;2010年

2 鲍智弥;大连市环境—经济系统的物质流分析[D];大连理工大学;2010年

3 马真;凡纳滨对虾集约化养殖水质预警模型的研究[D];中国海洋大学;2010年

4 侯萍;合肥市景观水体水质评价方法及“复合酶—原位生物修复法”试验的研究[D];合肥工业大学;2010年

5 陈小强;神经网络方法在灌区需水量预测中的应用研究[D];新疆农业大学;2010年

6 张建春;四川川化马边磷矿采选项目环境质量评价研究[D];江西理工大学;2010年

7 裴永胜;区级综合医院建设项目环境影响分析与实例研究[D];暨南大学;2010年

8 李洪超;布沼坝露天煤矿西帮抢险治理工程爆破技术研究[D];昆明理工大学;2010年

9 韦巧慧;单壁纳米碳管对小鼠中枢神经系统毒性的研究[D];浙江大学;2011年

10 李清平;室内可吸入颗粒物气固两相流动特性的实验与数值模拟研究[D];浙江大学;2010年

【同被引文献】

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1 龙训建;钱鞠;梁川;;基于主成分分析的BP神经网络及其在需水预测中的应用[J];成都理工大学学报(自然科学版);2010年02期

2 傅湘,纪昌明;区域水资源承载能力综合评价──—主成分分析法的应用[J];长江流域资源与环境;1999年02期

3 陈小强;胡向红;袁铁柱;张建;;BP神经网络在灌区需水量预测中的应用[J];地下水;2009年06期

4 罗成汉;基于MATLAB神经网络工具箱的BP网络实现[J];计算机仿真;2004年05期

5 霍金仙;郭永;刘文先;;基于BP网络的全国需水量预测研究[J];人民黄河;2009年09期

6 崔仰彬;董珊珊;杨曦;;人工神经网络在城市需水量预测中的应用[J];水利科技与经济;2009年11期

7 刘丹丹;冯利华;王宁;石磊;;基于BP神经网络的义乌市水资源需求量预测[J];水资源与水工程学报;2010年04期

8 刘昌明,王红瑞;浅析水资源与人口、经济和社会环境的关系[J];自然资源学报;2003年05期

【二级引证文献】

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1 邱启荣;于婷;;基于主成分分析的BP神经网络对房价的预测研究[J];湖南文理学院学报(自然科学版);2011年03期

【二级参考文献】

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1 张睿,蔡旭晖,宋宇;北京地区大气污染物时空分布及累积效应分析[J];北京大学学报(自然科学版);2004年06期

2 李国平，贺文彬;四川50年来气候变化分析及未来趋势预测[J];成都气象学院学报;1994年03期

3 王帅杰,朱坦,洪刚;石家庄市地面起尘量估算方法[J];城市环境与城市生态;2003年06期

4 刘风英，，郭光焕;X－射线荧光光谱法测定道路扬尘中21种元素[J];城市环境与城市生态;1996年01期

5 程鹏,高抒,李徐生;激光粒度仪测试结果及其与沉降法、筛析法的比较[J];沉积学报;2001年03期

6 刘芳,顾国维;简化活性污泥数学模型的优化[J];重庆环境科学;2003年08期

7 李钢,樊守彬,钟连红,黄玉虎,田刚;北京交通扬尘污染控制研究[J];城市管理与科技;2004年04期

8 傅国斌,刘昌明;全球变暖对区域水资源影响的计算分析——以海南岛万泉河为例[J];地理学报;1991年03期

9 孙东怀,苏瑞侠,陈发虎,袁宝印,David Rea;黄土高原现代天然降尘的组成、通量和磁化率[J];地理学报;2001年02期

10 马柱国,符淙斌,谢力,陈文海,陶树望;土壤湿度和气候变化关系研究中的某些问题[J];地球科学进展;2001年04期

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1 温苗利;虚拟数字存储示波器的研究与实现[D];西安科技学院;2002年

2 范石美;活性污泥法污水处理计算机仿真软件的开发及应用[D];浙江工业大学;2004年

3 叶玲平;污水处理过程建模与控制[D];浙江工业大学;2005年

4 高平平;基于神经网络的污水处理水质预测研究[D];西南交通大学;2004年

5 余颖;活性污泥法污水处理过程智能建模及仿真研究[D];北京工业大学;2005年

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4 朱昱,黄国立,黄长征;基于神经网络的注射工艺分析模拟[J];模具工业;2001年03期

5 马力,郑艳辉;人工神经网络预测木头油田储层孔隙度渗透率[J];河南石油;2002年03期

6 何银花,尤秋彦,钟惠敏,鄢捷年;储层敏感性快速预测软件在大港油田的研究与应用[J];钻井液与完井液;2002年01期

7 孙自强,顾幸生,俞金寿;重整产品液收率软测量[J];华东理工大学学报;2002年S1期

8 李红军;;基于神经网络的网络传感器火灾报警系统[J];柳州职业技术学院学报;2008年03期

9 程加堂;艾莉;熊伟;段志梅;;钢坯三维温度场预报模型的建立[J];自动化博览;2009年01期

10 姜雷;;BP算法在煤矿瓦斯浓度预测中的应用[J];数字技术与应用;2010年08期

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2 张德欣;张海祥;陈友良;;基于BP神经网络的电子战系统干扰能力评估[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年

3 陈作炳;艾春庭;夏雪峰;;BP神经网络仿真软件[A];'2000系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2000年

4 刘志红;燕亚菲;张雷;;BP神经网络在小麦赤霉病气象预测中的应用[A];第27届中国气象学会年会现代农业气象防灾减灾与粮食安全分会场论文集[C];2010年

5 李宁;陈定艺;刘金祥;陈晓春;丁高;;基于BP神经网络的城市建筑热环境研究[A];全国暖通空调制冷2010年学术年会论文集[C];2010年

6 李建国;;BP神经网络在静态汽车衡轴自动识别中的应用[A];称重科技——第十届称重技术研讨会论文集[C];2011年

7 柳柳;乔艳红;;BP神经网络在区域滑坡危险性预测中的应用[A];工程地质力学创新与发展暨工程地质研究室成立50周年学术研讨会论文集[C];2008年

8 曹广真;侯鹏;郑照军;;基于BP神经网络的京津唐地区典型下垫面特征参数对气温和降水的影响研究[A];第28届中国气象学会年会——S2风云卫星定量应用与数值[C];2011年

9 刘冬云;狄宏静;吴志明;;基于BP神经网络的春夏女装流行色预测[A];“五洋杯”2010年江苏纺织学术论文集[C];2011年

10 薛志强;李毅;曹燕;;改进的BP神经网络在模拟电路故障诊断中的应用研究[A];2011下一代自动测试系统学术研讨会论文集[C];2011年

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1 本报记者 李栋;[N];珠海特区报;2009年

2 李高超;[N];国际商报;2009年

3 本报记者 史丰蕾;[N];中国能源报;2010年

4 记者 崔茉;[N];中国石油报;2011年

5 记者 陈其珏　编辑 朱贤佳;[N];上海证券报;2010年

6 媒体评论员 邱林;[N];中国高新技术产业导报;2010年

7 特派记者 张东明;[N];珠海特区报;2011年

8 记者 闫磊;[N];经济参考报;2010年

9 记者 宋阳;[N];中国经济导报;2009年

10 张晓华　詹铃;[N];中国化工报;2010年

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1 王吉权;BP神经网络的理论及其在农业机械化中的应用研究[D];沈阳农业大学;2011年

2 李英伟;基于增量改进BP神经网络微波深度干燥模型及应用研究[D];昆明理工大学;2011年

3 杨艳子;基于BP网络和稳健性分析的机械扩径工艺参数优化[D];燕山大学;2010年

4 孙晓琳;基于Kalman滤波和BP神经网络的财务危机动态预警模型研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

5 孙贵香;冠心病中医证候数据库系统的构建及其BP神经网络模型的研究[D];湖南中医药大学;2008年

6 牟洪波;基于BP和RBF神经网络的木材缺陷检测研究[D];东北林业大学;2010年

7 杨丽;无线内窥镜系统设计及内窥镜图像压缩编码算法研究[D];重庆大学;2008年

8 马晓东;非核苷类HIV-1逆转录酶抑制剂研究 Ⅰ：CH_2-DAPY衍生物的结构优化及构效关系研究 Ⅱ：BP类似物的分子设计、合成及构效关系研究[D];复旦大学;2011年

9 陈双喜;西北太平洋北赤道流分叉处37ka BP以来的高分辨率古海洋记录[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2011年

10 孙世霞;复杂大系统建模与仿真的可信性评估研究[D];国防科学技术大学;2005年

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1 郭默;基于BP神经网络的施工扬尘量化建模研究[D];兰州大学;2010年

2 钟声;基于遗传算法的BP神经网络的土坝渗流场反演研究[D];西安理工大学;2010年

3 于硕;基于小波和BP神经网络的手写体数字识别方法[D];吉林大学;2010年

4 李继萍;基于BP神经网络的载体桩质量预测研究[D];河北工程大学;2010年

5 郑诣;基于BP神经网络的小波自适应提升格式[D];成都理工大学;2010年

6 赵明忠;基于BP神经网络和证据理论的煤矿生产物流系统评价[D];郑州大学;2010年

7 蒋闽敏;基于BP神经网络的作业成本法的应用研究和实践[D];上海交通大学;2011年

8 李雪敏;基于BP神经网络的土地可持续利用战略研究[D];西北大学;2011年

9 李铮;基于BP神经网络的预应力混凝土管桩质量预测研究[D];河北工程大学;2011年

10 姜龙;基于BP神经网络的颜色恒常性算法[D];山东大学;2010年

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本文编号：165172