GA-SVM研究及在航空客流量预测中的应用

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随着社会发展和人们物质水平的提高,飞机越来越多的成为人们出行的交通工具。全球航空旅客周转量将以平均每年4.8%的速度增长。面对逐年增加的航空旅客流量,航空公司如果对客流量能够提前预测,那么这可以作为其在管理和运营过程中对航班航线计划和机组调度规划的重要决策依据。航空公司对旅客流量预测准确度高低主导着航空公司决策的准确率,并且影响着航空公司的发展方向。由于旅客流量的本身的随机性和时变性,预测的方法显得尤为重要。传统的方法的缺点是无法指明影响客流因素变动时客流的变化趋势与结果,也就是在客流数据变化的趋势较平稳,没有比较大的异常波动或者有足够多数量的数据前提下,预测的效果才比较好,并且传统方法对本身一些参数的设定有主观性和预测性,使预测的准确性可能会受到影响。所以不能很好满足航空公司的要求。为了解决上述问题,本文从现有理论和算法出发,根据客流量的特点,提出了一种基于遗传算法的支持向量机对航空公司旅客流量预测的方法。分析了支持向量机的基本思想和标准遗传算法的基本原理,对标准遗传算法的遗传算子操作进行改进,并与支持向量机在非线性情况下的回归模型结合,寻找出支持向量机中最优的核参数,最后将原始数据输入改进后的支持向量机中进行预测效果分析。实验内容主要包括:标准遗传算法与本文改进遗传算法的比较,改进后的支持向量机选用不同核函数预测效果比较,以及与神经网络预测方法效果比较。实验结果证明了本文研究方法的有效性和优越性。
摘要第3-4页
Abstract第4-5页
目录第6-8页
第一章 绪论第8-13页
    1.1 本文课题背景和意义第8-9页
    1.2 本文理论研究现状第9-12页
    1.3 本文研究主要内容和结构第12-13页
第二章 本文涉及到相关理论基础第13-23页
    2.1 机器学习相关问题第13-14页
    2.2 统计学习相关理论第14-16页
        2.2.1 推广性的界第14-15页
        2.2.2 VC维第15页
        2.2.3 结构风险最小化第15-16页
    2.3 支持向量机第16-19页
        2.3.1 线性可分下的支持向量机第17-19页
        2.3.2 线性不可分下的支持向量机第19页
    2.4 标准遗传算法第19-22页
        2.4.1 遗传算法要素第20页
        2.4.2 遗传算法步骤第20-22页
        2.4.3 遗传算法的特点第22页
    2.5 本章小结第22-23页
第三章 非线性回归的支持向量机第23-30页
    3.1 核函数第23-26页
        3.1.1 核函数原理与类型第23-25页
        3.1.2 支持向量机核函数参数第25-26页
    3.2 损失函数第26页
    3.3 非线性回归的支持向量机理论第26-28页
    3.4 非线性回归的支持向量机流程第28-29页
    3.5 本章小结第29-30页
第四章 SVM优化方法第30-41页
    4.1 标准遗传算法的寻优搜索能力探讨第30-31页
    4.2 SVM优化过程第31-37页
        4.2.1. 参数编码第31-32页
        4.2.2. 初始化种群第32-33页
        4.2.3 适应度函数的确定第33页
        4.2.4 遗传算子第33-37页
    4.3 SVM优化步骤第37-39页
    4.4 SVM优化的算法描述第39-40页
    4.5 本章小结第40-41页
第五章 实验验证第41-54页
    5.1 实验环境及参数设置第41-42页
        5.1.1 实验的软件环境第41页
        5.1.2 实验的硬件环境第41页
        5.1.3 参数设置第41-42页
    5.2 实验样本数据的选择和预处理第42-43页
        5.2.1 实验样本数据的归一化第42-43页
        5.2.2 实验样本数据交叉验证第43页
    5.3 改进遗传算法与标准遗传算法实验对比第43-44页
    5.4 改进的遗传算法对支持向量机不同核函数优化实验对比第44-48页
    5.5 GA-SVM与BP神经网络、RBF神经网络的预测比较第48-52页
        5.5.1 BP神经网络预测结果第48-49页
        5.5.2 RBF神经网络预测结果第49-50页
        5.5.3 预测效果对比与分析第50-52页
    5.6 本章小结第52-54页
第六章 总结与展望第54-56页
    6.1 本文总结第54页
    6.2 未来展望第54-56页
参考文献第56-59页
致谢第59页
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