基于主成分分析和径向基神经网络的传染病预测研究

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进入到21世纪后,SARS和甲型H1N1流感相继在全世界范围大规模爆发,人民的生命财产安全受到严重威胁,我们面临的形势十分严峻。国内外很多专家学者在传染病预测方面做了大量的研究工作,取得了很多显著的成绩,如小波模型、灰色动态模型、ARIMA模型、线性回归模型等,在很多方面得到了成功的运用。同时这些预测模型也存在各式各样的问题,比如,对样本数据要求高、计算复杂度高、稳定性差等。我国中医专家在传染病预测方面,特别是在重大传染病预测这个领域,处于世界领先水平,先后准确的预测了SARS的消亡时间和甲型H1N1流感的爆发时间。   本文在深刻理解了中医专家对传染病爆发原因的分析后,从气候方面查找传染病爆发的根源。由于我们需要模拟中医专家人脑的分析过程,考虑用神经网络在这方面具有无法比拟的优势,用神经网络来对传染病进行预测。考虑到传染病预测的特点,本文选用了径向基神经网络来进行预测。径向基函数的中心选取算法是径向基神经网络的核心算法,在综合分析了目前常用的径向基函数中心选取算法的优点和缺点后,本文提出了一种改进的函数中心选取算法,对分类效果进行了改进,实验仿真结果表明,改进的函数中心选取算法进一步提高了分类的精度,减小了误差,适合用于径向基神经网络预测建模。   从中国疾病控制中心下载了近年来的传染病数据,选择了其中的肺结核的发病数据来进行数据分析,采用了主成分分析和径向基神经网络相结合的方法,实验结果表明该方法具有很好的预测精度,能够预测出发病人数的发展趋势,可以应用到实际中去。最后本文还尝试性的对重大传染病进行预测分析,由于数据较少,只进行了简单的分析和预测,有待进一步研究。
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