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1、基于神经网络分析的自来水厂的选址问题 摘 要 近年来，随着我国农村人口的增加，乡镇规模不断扩大，居民生活水平也在提高。为了满足日益增加的农村用水需求，各地政府都积极进行农村自来水厂的扩建和改建。自来水厂的规划选址关系到整个农村地区供水系统的安全和合理性。本文以蚌埠市农村地区为例建立选址决策的模糊评价矩阵，利用BP人工神经网络来进行处理，确定最优选址方案。 关键词 自来水厂选址 BP神经网络 模糊评价矩 一、引言 随着蚌埠市经济的发展，城区和农村地区人口不断增加使自来水用水量急剧增长，人们对水质和服务的要求也越来越高，由于各种原因蚌埠市在各方面的规划明显滞后由此带来的水资源浪费等问题逐渐显现。因
2、此，为保障农村地区人们的用水，急需新建水厂，扩大供水规模，以满足人们的用水需求。 合理的自来水厂选址能节省费用，满足人们的供水需求，也能增加水厂的收入避免资源浪费。因此，水厂的选址对整个新农村建设起到了至关重要的作用。近年来随着我国经济的飞速发展，其选址问题逐渐引起了务实界的高度关注以及理论界的探究。在西方国家已有的研究中，Nelson、Grune等人提出并不断完善的列举法，Cohen、Applebaum等提出绘图法用于获取所选位置的描述信息。 20世纪80年代后期又不断提出Huff模型、Reilly模型等，他们提出了模拟方法和多元分析方法用于具体分析中，但是前者在面对复杂偶然因素时，分析工作
3、难以展开，而后者面临多重共线性问题的干扰。引入具有非线性映射、自适学习和较强容错性特点的人工神经网络技术，不仅可以克服上述方法的缺陷，而且还方便计算。本文在层次分析法的基础上，利用BP神经网络进行选址决策，确定最优方案。 二、自来水厂选址的原则 选择水厂厂址时，应从全面、科学、协调发展的视角融合多学科知识。充分考虑当地的情况，尽量靠近农村乡镇建设发展地区以便于方便获取相关服务，同时也不应离水源地过远避免水资源运输过程中产生的浪费，充分考虑到现实可行性和可操作性，动态规划。满足综合性、协调性、安全性、科学前瞻与现实可行性相结合的四大选址原则。 三、BP神经网络分析方法 四、应用BP神经网络分析进
4、行自来水厂选址决策分析 自来水厂选址的影响因素有很多，本文根据蚌埠市农村地区的实际情况，结合自来水厂本身建设时要考虑的因素，选择其中的一些重要指标作为决策的指标。这些因素大致可分为自然环境、交通条件、建设费用、当地人口密度以及公共设施这几大类。 在蚌埠市某一农村地区进行实地调研，收集要进行选址决策的指标的具体数值，确定出七个可行的方案，得出每个方案要考虑的指标值。这些数值既有定量的又有定性的，故对不同的指标采取不同的隶属度函数，然后在确定各个指标的隶属度，这些数据越多越好，越详细越好，这样有利于我们对将来的网络进行充分的模拟训练。 本文选取典型自来水厂建设资料为学习的样本。首先将样本进行预处理
5、，使得各指标的效应值在0，1区间；将各个指标的效应值作为因变量，用网络的输出节点表达，自来水厂的选址决策的结果则由网络的输出节点表达。根据待选的水厂方案结果决策。 在本文中我们设计出七个可行方案，由于方案的指标体系有五个指标，故输出层单元数设计为五个。中间层设计为一层，单元数设计为三个，输出层的单元数设计为一个。 最后将自来水厂选址的预选方案的指标数据输入神经网络经处理得到结果，根据结果可以看出方案三是最佳的，而方案六是最差的。同时为了说明BP神经网络模型在自来水厂选址决策中的有效性和合理性，通过运用模糊综合评判法对自来水厂选址进行评价，看出采用BP神经网络模型进行自来水厂决策是有效的、合理的
6、。（这里就不给出具体计算结） 五、结语 尽管BP神经网络的学习性能和学习效率会受到样本数量、质量、网络层次及隐含层神经元数的影响，但本文通过一定的样本学习和训练所建立的神经网络，在分析自来水厂的不同选择位置时显现出较强的可行性和有效性。因此，在自来水厂选择决策中，如有一定的历史数据可供参考，则使用基于BP人工神经网络的综合评价法较好，能对备选方案做出快速、客观、准确的评价，提高选址决策的科学性和效率性。 （作者单位为安徽财经大学统计与应用数学学院） 参考文献 1 韩庆兰，梅运先.基于BP人工神经网络的物流配送中心选址决策J.中国软件学，2004（6）. 2 宫尚宝，郭玉翠.基于人工BP神经网络的社区医院选址决策D.北京邮电大学. 3 吴坚，史忠科.基于遗传算法的配送中心选址问题J.华南理工大学学报（自然科学版），2004，32（6）. 4 周志华，曹存根.神经网络及其应用M.北京：高等教育出版社，1992. 5 魏海坤.神经网络结构设计的理论与方法M.北京：国防工业大学出版社，2005.
