基于神经网络的喷灌工程规划设计决策支持系统的研究
摘要
鉴于传统的喷灌工程规划设计方法所需周期较长、计算过程烦琐等缺点，本文提出建立喷灌工程规划设计决策支持系统。该系统以水利部颁发的《喷灌工程技术规范》(GBJ85-85)为准绳，总结了江苏各地节水灌溉示范项目多年来的实践经验，并充分融入了节水灌溉专家、学者的意见，应用Microsoft公司的Visual Basic语言开发而成。该系统采用Visual Basic作为系统开发平台，利用Visual Basic软件界面友好、功能强大、稳定性好的优点，同时，充分发挥Matlab软件的优化求解功能、AutoCAD的绘图功能、Excel的计算功能以及Word的文字处理功能，实现了多系统联合调度的智能系统，从而使喷灌工程的规划设计更加规范化和科学化。在该系统的帮助下，用户通过简单的人机对话，即可完成规划设计全过程，同时，系统可自动生成设计说明书、规划布置图、设备及概算表，大大提高了工作效率。
此外，本文尝试以人工神经网络的Hopfield模型对喷灌管网进行优化计算，取得了良好的效果。
Because of the customary planning and designing of sprinkler irrigation spending too much time and calculating difficultly, the thesis pose building the Decision Support System of the planning and designing of sprinkler irrigation. This system is on the basis of "The Standard of Sprinkler Irrigation" .It has summarized the practice of water-saving irrigation in Jiangsu recently and has listened to many experts and scholars of water-saving irrigation. This system is built by Visual Basic. With friendly surface and powerful function of Visual Basic, optimization function of Matlab, automation-drawing function of AutoCAD, calculation function of Excel and word-dealing function of Word, it realizes the wisdom system of many software. With the help of this system, the user can complete the planning and designing of sprinkler irrigation easily. And the system can give a planning and designing drawing, a sheet of equipment and budgetary estimate. The user will work more efficiently with it.
In addition, the thesis poses that the pipeline of sprinkler irrigation can be optimized by using the Hopfield Model of Artificial Neural Networks. And it has achieved good results in this way.
此外，本文尝试以人工神经网络的Hopfield模型对喷灌管网进行优化计算，取得了良好的效果。
Because of the customary planning and designing of sprinkler irrigation spending too much time and calculating difficultly, the thesis pose building the Decision Support System of the planning and designing of sprinkler irrigation. This system is on the basis of "The Standard of Sprinkler Irrigation" .It has summarized the practice of water-saving irrigation in Jiangsu recently and has listened to many experts and scholars of water-saving irrigation. This system is built by Visual Basic. With friendly surface and powerful function of Visual Basic, optimization function of Matlab, automation-drawing function of AutoCAD, calculation function of Excel and word-dealing function of Word, it realizes the wisdom system of many software. With the help of this system, the user can complete the planning and designing of sprinkler irrigation easily. And the system can give a planning and designing drawing, a sheet of equipment and budgetary estimate. The user will work more efficiently with it.
In addition, the thesis poses that the pipeline of sprinkler irrigation can be optimized by using the Hopfield Model of Artificial Neural Networks. And it has achieved good results in this way.
引文
[1] 王增发，我国节水灌溉技术的研究与推广，节水灌溉，1998
[2] 腾流慧、聂建平，我国节水灌溉技术的现状及发展前景，水利水电技术，1997
[3] 吴玉芹、史群，我国发展节水灌溉的重要意义，节水灌溉，1998
[4] 赵竞成、任晓力等，喷灌工程技术，中国水利水电出版社，1999
[5] 朱尧洲等．喷灌工程设计手册，水利电力出版社，1988
[6] 欧建锋，微灌工程规划设计专家系统的研究，扬州大学学报．2002(1)
[7] 郭元裕，农田水利学(第二版)，水利水电出版社，1985
[8] 中国灌排手册编辑部，中国灌排设备手册，中国水利水电出版社，1999
[9] 袁常斌，决策支持系统，黑龙江通信技术，1998，2：20-22
[10] 林福永．决策支持系统(DSS)的研究与发展(综述)．暨南大学学报，1997，18(5)：34-39
[11] 李小明，决策支持系统的研究现状及发展趋势，河南电大，1998，1：31-34
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[13] 高洪深．决策支持系统(DSS)理论、方法、案例，清华大学出版社，1996
[14] 胡守仁，神经网络导论，国防科技大学出版社，1993
[15] 胡守仁，神经网络应用技术，国防科技大学出版社，1993
[16] 刘延年，一种用神经网络解线性方程组的方法，控制与决策，1991
[17] 陈国良，神经计算及其在组合优化中的应用，计算机研究与发展，1992
[18] 焦李成，神经网络系统理论，西安电子科技大学出版社，1990
[19] 张际先，神经网络及其在工程中的应用，机械工业出版社
[20] 党建武，神经网络技术及应用，中国铁道出版社，2000
[21] 王旭、王宏等，人工神经元网络原理与应用，东北大学出版社，2000
[22] 周荣敏，自压式树状管网的两级优化设计模型与神经优化设计，节水灌溉，2001：1-3
[23] 周荣敏，遗传算法与人工神经网络优化理论及其在压力管网最优化中的应用，西北农林科技大学学报，2000(3)
[24] 陈国良，神经计算及其在组合优化中的应用，计算机研究与发展，1992
[25] 唐贤瑛，基于人工神经网络的工程造价估算，长沙交通学院学报．1999
[26] 楼顺天，基于MATLAB的系统分析与设计——神经网络．西安电子科技大学出版社
[27] 楼顺天，MATLAB程序设计语言，西安电子科技大学出版社，1997
[28] 王跃强，VB程序中实现调用MATLAB方法，计算机应用，2001，21(2)：95-96
[29] 王颖、胡宗军等，Active：从Visual Basic 6．0调用MATLAB的实现方法。机电工程，1999(5)
[30] 彭军，MATLAB软件包求解最优化模型，重庆工业高等专科学校学报，2000，15(2)
[31] 刘晔、夏建生等，MATLAB下神经网络工具箱的开发和应用，微型机与应用，2000
[32] 陈丽安，MATLAB与Excel间的数据交换，电脑学习，2001(2)：34-35
[33] 邹永真．利用VB中OLE技术实现AutoCAD的图库管理，计算技术与自动化，1998
[34] 张树兵，VB6．0中文版从入门到提高，清华大学出版社，1999
[35] 曾伟民、邓勇刚等，Visual Basic 6．0高级实用教程，电子工业出版社，1999
[36] 晶辰工作室，Visual Basic 6．0中文版实用参考手册，电子工业出版社，1998
[37] 张国宝，AutoCAD Visual Basic开发技术，科学技术出版社
[38] 郑平泰，利用VB实现基于Office2000的报告自动生成器，电脑编程技巧与维护，2001
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[43] 魏永曜，树状输配水管网的优化设计，水利学报，1992(5)：9-18
[44] 杨树雄，喷灌田间管网数值计算，节水灌溉，1999(3)：10-13
[45] 李鸣，管网基本定理及其数学模型，节水灌溉，2001(1)：8-11
[46] 白丹，微灌管网系统优化设计，农业机械学报，1997，28(4)：52-57
[47] 童水森，喷灌系统田间管网的优化设计及其投资比较，节水灌溉，1999(3)：4-7
[48] Aarts, E. H. L. Simulated Annealing and Baltzmann Machines,Wiley, Chichester, 1989
[49] Hopfield Vnlearnig has a stabilizing effect in collective memorise, Nature, 1988
[50] Hopfieid Computing with meural circuits, Amodel Science, 1986
[51] Hopfield Neural Networks and Physical Systems with Emergent Collective Computational Abilities, 1982
[52] 章毅、周明天等，关于神经网络的能量函数，计算机研究与发展，1999
[53] 蔡弘、李衍达等，基于Hopfield网络的模糊神经网络优化方法，清华大学学报，1998
[54] 江亚东、杨炳儒等，混沌神经网络在求解优化问题在的应用，微机发展，2000
[55] 郭朝勇等，AutoCAD 14二次开发技术，清华大学出版社，1999
[56] 赵军锁等，Visual Basic 6数据库访问技术，机械工业出版社，1999
[57] 刘宝光，非线性规划，北京理工大学出版社，1988
[58] 孟辉，利用VB调用其他应用程序的技巧，计算机系统应用，1998
[59] 许仕荣、邱振华等，给水管网的计算理论与电算应用，湖南大学出版社，1997
[60] Hopfield I J. Neurons with graded response have collective computational properties, like those of two state neurous, Proc. Natl. Acad. Scien. 1984, 81
[61] Aiyer S V B, et al. Atheoretical investigation into the performance of the Hopfield Model, IEEE Trans. NN, 1990, 1
[62] Gee A H, et al. An analytical framework for optimizing NN, Neural Networks, 1993, 6
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