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        基于神經網絡與遺傳算法的國家脆弱性影響因素研究

        2019-03-30 04:01:30韓皓陽張譯文盧率
        中國新通信 2019年21期
        關鍵詞:遺傳算法神經網絡指標

        韓皓陽 張譯文 盧率

        【摘要】? ? 氣候變化的影響,包括干旱增加,冰川萎縮,動植物范圍的變化以及海平面上升,將改變人類的生活方式,并可能導致社會和政府結構的削弱和崩潰。本文主要研究國家脆弱性的影響因素,首先建立了三級分析層次和熵權重模型,得到12個狀態(tài)脆弱性指標的權重。然后結合神經網絡和遺傳算法建立模型來評估狀態(tài)脆弱性。

        【關鍵詞】? ? 神經網絡? ? 遺傳算法? ? 國家脆弱性? ? 指標

        前言

        近年來,氣候變化引起的干旱,洪水和海平面上升現象嚴重威脅著人類的生存。隨著這些問題導致人均耕地面積減少,糧食減少和經濟衰退等一系列問題正在挑戰(zhàn)政府的領導。在發(fā)展中國家,由于其棘手的內部沖突,氣候變化的不利影響可能會加劇內部的尖銳矛盾。因此,面對氣候變化,發(fā)展中國家可能“脆弱”。

        一、模型建立與求解

        1.1建立層次分析模型

        從脆弱國家指數可以看出,通過使用12個指標評估世界上178個國家的脆弱性。得出的結論為得分越高,國家就越脆弱。從脆弱性指數來看,可看到這12個指標與氣候變化無關。因此,本文需要重新定義指標以評估該國的脆弱性,并使用這些指標建立國家脆弱性評估模型。

        綜上,根據環(huán)境維度作為AHP(層次分析法)的標準層次,然后建立比較矩陣,并計算得到結果。由此可以看出,影響國家脆弱性的因素按照影響力,國內生產總值,公共管理,貧困人口比例,國民總收入和能源的順序排列。

        1.2 AHP-Entropy模型

        因為比較矩陣中元素的值受決策者的個人偏好的影響,所以計算的權重是非常主觀的。為了減少權重值的主觀隨意性,每個指標的賦權主觀,客觀地統(tǒng)一。本文建立AHP熵模型來修改AHP模型中獲得的主觀權重。

        為了避免熵的無意義對數,本文對原始數據矩陣進行維度:

        利用信息熵的概念構造了一個多屬性決策矩陣,經過計算得到影響脆弱性的12個指標的客觀指標權重:CPIA公共部門管理和機構集群平均(0.116)、CPIA結構政策聚類平均值(0.032)、國內生產總值(現價美元)(0.142)、人均國民總收入,阿特拉斯法(現價美元)(0.124)、國家貧困線的貧困率(人口百分比)(0.130)、難民人口比例(0.162)、15-64歲人口(占總人口的百分比)(0.046)、勞動力參與率,女性(15歲以上女性人口的百分比)(0.044)、結核病發(fā)病率(每10萬人)(0.046)、改善水源(有訪問人口的百分比)(0.016)、谷物產量(千克/公頃)(0.050)

        1.3建立BP神經網絡

        為了確定脆弱程度并簡化建模過程,本文選擇了15個國家作為樣本,將和平基金會給出的脆弱國家指數排名作為樣本。表4根據脆弱性指數將15個國家分為3類:脆弱,弱勢和穩(wěn)定。

        脆弱:蘇丹、埃塞俄比亞、緬甸尼泊爾、贊比亞;

        弱勢:坦桑尼亞、厄瓜多爾、中國、南非、越南;

        穩(wěn)定:馬來西亞、希臘、匈牙利意大利、加拿大。

        以上述的12個新的評估指標、每個國家的12個指標作為輸入參數,并以脆弱性,脆弱性和穩(wěn)定性評價標準作為輸出參數,建立BP神經網絡模型。

        建立的神經網絡模型的輸入參數為12,輸出參數為3,隱層神經網絡的數量為25.因此,本文在輸入層建立了一個12個節(jié)點的神經網絡,25個節(jié)點在隱藏層中,輸出層中有3個節(jié)點,共有375個權重和28個閾值。由此可得出結論:使用BP神經網絡模型可以很好地評估穩(wěn)定和脆弱的國家,本文從世界銀行數據的15個樣本國家中獲得12個指數數據作為神經網絡訓練數據,并訓練已建立的神經網絡。然后從脆弱,脆弱和穩(wěn)定的國家中獲得一個進入訓練有素的神經網絡,在這一點上,本文建立了模型。接下來使用AHP-Entropy模型的12個指標來研究對國家脆弱性的脆弱程度,研究氣候變化如何影響這12個指標,并研究影響國家脆弱性的因素。本文還將使用優(yōu)化的BP神經網絡模型區(qū)域來評估該國的脆弱性。本文建立比較矩陣,經過計算得到氣候變化中降水量,溫度,海平面和自然災害的權重:沉淀:0.1952;溫度:0.0797;海平面:0.0713;自然災害:0.6538。

        綜上,可看出自然災害占氣候變化影響的很大一部分。因此,本文認為自然災害可以用來表達氣候變化的影響。

        參? 考? 文? 獻

        [1]施瓦茨·彼得,達哥·蘭德爾.突然的氣候變化情景及其對美國國家安全的影響[J].國家氣象局譯本,2003.

        [2]脆弱國家指數[EB/OL].http://fundforpeace.org/fsi/.

        [3]劉天旭,吳濤.脆弱國家的評估標準[M].領導科學論壇,2016(13):17-26.

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