python对BP神经网络实现

python对BP神经网络实现 一、概念理解

开始之前首先了解一下BP神经网络,BP的英文是back propagationd的意思,它是一种按误差反向传播(简称误差反传)训练的多层前馈网络,其算法称为BP算法。

它的基本思想是梯度下降法,利用梯度搜索技术,期望使网络的实际输出值期望输出值的误差和均方差为最小。

基本BP算法包括信号的前向传播和误差的反向传播两个过程。

正向传播过程:输入信号——通过隐含层——>作用于输出节点(经过非线性变换,产生输出信号)——>验证实际输出结果是否与期望输出符合【若不符合,转入到误差的反向传播

反向传播过程:输出误差——通过隐含层——>输入层(逐层反传,并将误差分摊给各层单元)——>获得误差信号(作为调整各单元权值的依据)——>调整输入节点与隐层节点的联接强度和隐层节点与输出

节点的联接强度以及阈值——>误差沿梯度方向下降——>经过反复学习训练——>确定与最小误差相对应的网络参数(权值和阈值)——>结束

二、python实现过程 1、前言

实现任务例子:

路运量主要包括公路客运量和公路货运量两方面。某个地区的公路运量主要与该地区的人数、机动车数量和公路面积有关,已知该地区20年(1990-2009)的公路运量相关数据如下:

(1)    人数/万人

20.55 22.44 25.37 27.13 29.45 30.10 30.96 34.06 36.42 38.09 39.13 39.99 41.93 44.59 47.30 52.89 55.73 56.76 59.17 60.63

(2) 机动车数量/万辆

0.6 0.75 0.85 0.9 1.05 1.35 1.45 1.6 1.7 1.85 2.15 2.2 2.25 2.35 2.5 2.6 2.7 2.85 2.95 3.1

(3) 公路面积/单位:万平方公里

0.09 0.11 0.11 0.14 0.20 0.23 0.23 0.32 0.32 0.34 0.36 0.36 0.38 0.49 0.56 0.59 0.59 0.67 0.69 0.79

(4) 公路客运量/万人

5126 6217 7730 9145 10460 11387 12353 15750 18304 19836 21024 19490 20433 22598 25107 33442 36836 40548 42927 43462

(5) 公路货运量(单位:万吨)

1237 1379 1385 1399 1663 1714 1834 4322 8132 8936 11099 11203 10524 11115 13320 16762 18673 20724 20803 21804

结果检测:预测2010和2011年的公路客运量和公路客运量?、

准备:

(1)、激活函数

此函数为

python对BP神经网络实现

,注意的是在机器学习中,np.exp()的参数可以是向量,当传入是向量的时候,其返回值是该向量内所有的元素值分别进行公式求值后构成的一个列表。

1 def sigmod(x): 2 return 1 / (1 + np.exp(-x))

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