《電子技術(shù)應(yīng)用》
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蟻群神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在社區(qū)老年人健康檢測中的應(yīng)用研究
來源:微型機(jī)與應(yīng)用2011年第22期
何 鋒1,趙江海1,2,宋小波1,2等
(1.常州先進(jìn)制造技術(shù)研究所 機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 常州213164;2.中國科學(xué)院合肥研究院 先
摘要: 針對社區(qū)網(wǎng)格化管理中老年人多類健康體征數(shù)據(jù)的在線評估要求,提出一種基于蟻群聚類的徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評估模型。模型在RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)上引入了蟻群聚類算法。仿真的性能結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論表明,該模型兼具蟻群算法良好的全局最優(yōu)策略和徑向基網(wǎng)絡(luò)的快速收斂性能,能準(zhǔn)確及時(shí)地評估老年人的健康狀況。
Abstract:
Key words :

摘  要: 針對社區(qū)網(wǎng)格化管理中老年人多類健康體征數(shù)據(jù)的在線評估要求,提出一種基于蟻群聚類的徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評估模型。模型在RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)上引入了蟻群聚類算法。仿真的性能結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論表明,該模型兼具蟻群算法良好的全局最優(yōu)策略和徑向基網(wǎng)絡(luò)的快速收斂性能,能準(zhǔn)確及時(shí)地評估老年人的健康狀況。
關(guān)鍵詞: 健康檢測;網(wǎng)格化管理;在線評估;蟻群算法;RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

     隨著社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,人口老齡化問題已成為中國21世紀(jì)最為突出的社會問題之一。江蘇省作為全國人口大省,老齡化程度高于全國水平,截至2008年底,江蘇省老年人口已超過1 218萬,占戶籍人口總數(shù)的16.5%[1]。由于傳統(tǒng)的健康調(diào)查報(bào)告,社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心的定期人工監(jiān)測、回訪等方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足老人健康監(jiān)測的動態(tài)、實(shí)時(shí)性需求,因此,以社區(qū)為整體,以樓層為網(wǎng)格單元,對單元網(wǎng)格內(nèi)老人健康體征數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集,并使用老人健康評估模型進(jìn)行在線分析,是一種可行并行之有效的方法。
    本文構(gòu)建了一種老人日常體征數(shù)據(jù)的健康評估的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,模型的聚類算法采用蟻群算法[2],通過與傳統(tǒng)的K均值聚類算法比對可知,基于蟻群聚類[3]的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型能有效避免局部收斂且學(xué)習(xí)樣本很少,對于老人健康檢測的服務(wù)要求來說,本模型是相當(dāng)合適的,而且模型又兼具傳統(tǒng)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)收斂快,學(xué)習(xí)性能優(yōu)越的特點(diǎn),預(yù)測成功率達(dá)到了97%以上。本模型能真正實(shí)現(xiàn)對老人健康體征信息的主動監(jiān)測和及時(shí)處理,大大提高社區(qū)醫(yī)療服務(wù)水平和質(zhì)量。
1 問題數(shù)學(xué)描述
    RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通常分成三層:輸入層、隱性層和輸出層。輸入層節(jié)點(diǎn)為模式樣本集合,X={Xi,i=1,2,…,N},其中Xi為M維模式矢量,即Xi=[Xi1,Xi2,…,XiM]T,N為輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)。輸出層節(jié)點(diǎn)是線性組合器,可調(diào)節(jié)參數(shù)就是該線性組合器的權(quán)值Wk。隱性層采用蟻群算法,將聚類按最鄰近法則規(guī)劃,信息素賦相同的初值Tij(i=1,2,…,N;j=1,2,…,K)。
    聚類中心的偏離誤差公式如下:    
    
2.2 蟻群聚類算法學(xué)習(xí)過程設(shè)計(jì)
    根據(jù)上述數(shù)學(xué)模型推導(dǎo),設(shè)計(jì)出蟻群聚類算法的流程圖如圖1所示。

 

 


    基于蟻群聚類算法的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有蟻群算法和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的雙重優(yōu)點(diǎn),使網(wǎng)絡(luò)具有更高的收斂速度和較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力。通過實(shí)例表明,基于蟻群算法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型具有較強(qiáng)的分類能力,能夠得出較公平、公正的評價(jià)結(jié)果,用該評價(jià)模型對社區(qū)老年人健康狀況進(jìn)行綜合評價(jià)是可行的。通過使用模型進(jìn)行評價(jià),大大減少評價(jià)工作量,降低評價(jià)的主觀性,提高評價(jià)結(jié)果的合理性。下一步的工作是對蟻群聚類算法進(jìn)行算法策略改進(jìn),提高搜索速度,降低模型整體的評價(jià)執(zhí)行時(shí)間。
參考文獻(xiàn)
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