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为 Ｓ 函数 。
（ ）用 任 意小 的随机 数 设置 全 部 各 层 权值 及 各 １
神经 元残 差 的 随机数 。 （ ）对 网络 输 入样 本 模 式 Ａ ， ， … ，７ ） ２ （７ ３ ３ ７ ， ３ ｉ ， … ，１ ｎ为学 习模 式 对 数 ， 为输 入层 单 元 ＝１ ２， ７； 优
训练后样 本收敛。 以此 为基 础 。 立 Ｂ 建 Ｐ神经 网络各隐含层 的连接 权重 和 阈值 ， 行模 式识 别 ， 进 完成 了鱼洞河 边坡 状态和稳定 系数的计算 。计算 结果表 明 ， 鱼洞河边 坡处于破坏 （ 不稳 定） 态 ， 状 稳定 系数为１ １０５ ．０ 。 关 键 词： 鱼洞 河滑坡 ； Ｐ神经 网络 ； Ｂ 稳定性评 价
文献标识 码 ： Ａ 中 图分 类 号 ：
第 一 隐含 层各 单 元 的输 出 ， Ｓ函数 的数 学 表 达式 为
１ Ｂ Ｐ神 经 网络 算 法
Ｂ Ｐ神 经 网络 是 一 种Biblioteka 具 有 三 层 或 三层 以上 阶层
厂 ，）＝ —— （７ ３
１＋ ｅ
。
０
结构 的神 经 网 络 。层 间各 种 神 经 元 实 现全 连 接 ， 即 下层 的每 一 个 单 元 与 上 层 的 每 个 单 元 都 实 现 权 连
一
隐含 层单 元 的 阈值 ； Ｊ＝１２ ３ … ， 第 一 隐含 层 ，，， 为 （ ） Ｓ 作 为 Ｓ函数 （ｉｍｏｄ 的 自变 量 ， 算 ４以 ， Ｓｇ ｉ） 计
参数（ 高度 和 角度 ）岩 土 体 的 物理 力 学 参 数 （ 度 、 、 重 粘聚力、 内摩擦 角 ） 行 定 量 化 描 述 ； 避 免 输 入模 进 为 式 变量 的取 值 范 围差 异太 大 影 响网 络 的正 常 收敛 和
摘要 ： 以边 坡高度 、 边坡角度 、 岩土重 度 、 粘聚 力 、 内摩擦 角等作 为输 入模式变量 ， 立 Ｂ 建 Ｐ人工神经 网络 训练样 本集
以之 用 作 滑 坡 稳 定 性 评 价 。通 过 对 网络 学 习 参 数 的优 化 ， 学 习 速 率 为 ０ ９ 学 习 步 长 为 ０ ７ 在 迭 代 １ ８ 如 ．， ．， ２５ ９次 网络
Ｙ … ， ） ：１ ２ … ， ； 为 与 输 入 学 习模 式 对 Ｙ ｉ ，， 相 对应 的输 出模 式 数 ； Ｐ为输 出层 单元 数 。
层 的误 差 向中间层 的误 差 传 递 的过 程 。
（）按 下 式 计 算 第 一 隐 含 层 各 单 元 的 输 入 模 ３
接 ， 每层 各 神 经 元 之 间 不 连 接 。 由于 Ｂ 而 Ｐ神 经 网
把 Ｓ 代 入 厂 （７中得 ， ，） ３
） 高 ＝
出。
。
络及 其算 法 增设 了 中间隐 含层 而 且有 相 应 的学 习规 则 可循 ， 使其 具 有 对非 线性 模 式 的识 别能 力 ， 尤其 是 其数 学 意义 明确 、 法 步骤 分 明 ， 算 更使 其具 有 广泛 的
（）计算实 际输 出值 与希望 输 出值之 间 的误 ６ 差 ， 据误 差 的大 小 自动 调 节 输 出层 到 隐含 层 之 间 依
的连 接 权值 、 隐含层 之 间 的连 接 权 值 ｃ 隐 含 ｏ和 ｊ
层 到 输 入层 之 间 的连 接权 的 大小 ， 就 是 由输 出 也
个 数 。对 应 输入模 式 的 希 望输 出 向 量 为 Ｙ ＝（ ｍ Ｙ
体 算 法如 下 ：
ｂ ＝ 厂 ￣ａｏ ～Ｏ ） （ ｊ） ｃｋ ｂ ， ｋ Ｙ＝厂 Ｅｂｏ （ ｌｋｋ ￣ｐ—Ｏ ） ｐ，
式 中 ： Ｏｐ 别 为 中 间 层 ， 间层 至 输 出层 的 连 ∞ Ｏ分 ｋ 中 接权 ；ｂ， 分 别 为 中间 单 元 和 输 出单 元 的 阈值 ； Ｏ 厂
维普资讯
第 １ 卷 第 ４期 ９
２００２年 ８月
长 江 科 学 院 院 报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ａ ｇｚ ｉｅ ｃｅ ｔ ｃＲｅｅ ｒ ｈ Ｉ ｓ ｔ ｔ ｏ ｒ ａ ｎ ｔｅＲ ｖｒＳ ｉ ｉ ｓａ ｃ ｎ ｔ ｕｅ ｏＹ ｎｆ ｉ ｉ
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ． １１ ４ Ａｕ ．２ ０ ０ ２ ｇ
文 章 编 号 ：０ １５８ （０ ２ ０ —０ ２０ １０ —４ ５ ２ ０ ）４０ ６ —３
Ｂ Ｐ神经 网络 在鱼 洞河滑坡 稳定性 评价 中的应 用
汪 华斌 徐 瑞春 ，
（． １ 中国地质大学 ， 湖北 武 汉 ４０７ ；． ３ ０ ４２ 水利部长 江委 三峡勘 测研究 院， 湖北 宜 昌 ４３０ ） ４ ０ ３
神经 元 素 。
收 稿 日期 ：０ １１—４ ２ ０ ～２０ 作者简介 ： 汪华斌 （９ ８ ）男 ， １６ 一 ， 湖北汉 川人 ， 中国地质大学 ， 博士 ， 目前 主要从 事地质灾害 、 构造地 质研究
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应用前 景 。一 个 典 型 的 Ｂ Ｐ神 经 网 络 由 三 层 构 成 ，
（ ） 模 式顺 传播 的思 路 ， ５按 由以下 二式 计 算输 出
层各 单 元 的输 入 （ 第二 隐含层 的输 出 ） 网络 实 际输 和
即 ： 入层 、 含层 （ 者称 中间层 ， 由一层 或 多层 输 隐 或 它 组成 ） 和输 出层 ， 阶层 之 间实 行 全互 连 接方 式 。具 各
式。
２ 滑坡 稳定性 Ｂ Ｐ神 经 网络 计 算
Ｓ Ｊ ＥＣ？ ｌ ～０ ， Ｏ： ａ ｊ
＝ Ｊ
利用 神 经 网络建 立 滑坡 灾 害稳 定 性评 价 模 型过 程为 ： 对影 响 滑坡 稳 定性 的主要 因素 ， 包括 边 坡结 构
式 中 ： 为输 入 层 至 第 一 隐 含 层 的 连 接 权 ； ａ 第 ０ｊ 为
（ ）用 任 意小 的随机 数 设置 全 部 各 层 权值 及 各 １
神经 元残 差 的 随机数 。 （ ）对 网络 输 入样 本 模 式 Ａ ， ， … ，７ ） ２ （７ ３ ３ ７ ， ３ ｉ ， … ，１ ｎ为学 习模 式 对 数 ， 为输 入层 单 元 ＝１ ２， ７； 优
训练后样 本收敛。 以此 为基 础 。 立 Ｂ 建 Ｐ神经 网络各隐含层 的连接 权重 和 阈值 ， 行模 式识 别 ， 进 完成 了鱼洞河 边坡 状态和稳定 系数的计算 。计算 结果表 明 ， 鱼洞河边 坡处于破坏 （ 不稳 定） 态 ， 状 稳定 系数为１ １０５ ．０ 。 关 键 词： 鱼洞 河滑坡 ； Ｐ神经 网络 ； Ｂ 稳定性评 价
文献标识 码 ： Ａ 中 图分 类 号 ：
第 一 隐含 层各 单 元 的输 出 ， Ｓ函数 的数 学 表 达式 为
１ Ｂ Ｐ神 经 网络 算 法
Ｂ Ｐ神 经 网络 是 一 种Biblioteka 具 有 三 层 或 三层 以上 阶层
厂 ，）＝ —— （７ ３
１＋ ｅ
。
０
结构 的神 经 网 络 。层 间各 种 神 经 元 实 现全 连 接 ， 即 下层 的每 一 个 单 元 与 上 层 的 每 个 单 元 都 实 现 权 连
一
隐含 层单 元 的 阈值 ； Ｊ＝１２ ３ … ， 第 一 隐含 层 ，，， 为 （ ） Ｓ 作 为 Ｓ函数 （ｉｍｏｄ 的 自变 量 ， 算 ４以 ， Ｓｇ ｉ） 计
参数（ 高度 和 角度 ）岩 土 体 的 物理 力 学 参 数 （ 度 、 、 重 粘聚力、 内摩擦 角 ） 行 定 量 化 描 述 ； 避 免 输 入模 进 为 式 变量 的取 值 范 围差 异太 大 影 响网 络 的正 常 收敛 和
摘要 ： 以边 坡高度 、 边坡角度 、 岩土重 度 、 粘聚 力 、 内摩擦 角等作 为输 入模式变量 ， 立 Ｂ 建 Ｐ人工神经 网络 训练样 本集
以之 用 作 滑 坡 稳 定 性 评 价 。通 过 对 网络 学 习 参 数 的优 化 ， 学 习 速 率 为 ０ ９ 学 习 步 长 为 ０ ７ 在 迭 代 １ ８ 如 ．， ．， ２５ ９次 网络
Ｙ … ， ） ：１ ２ … ， ； 为 与 输 入 学 习模 式 对 Ｙ ｉ ，， 相 对应 的输 出模 式 数 ； Ｐ为输 出层 单元 数 。
层 的误 差 向中间层 的误 差 传 递 的过 程 。
（）按 下 式 计 算 第 一 隐 含 层 各 单 元 的 输 入 模 ３
接 ， 每层 各 神 经 元 之 间 不 连 接 。 由于 Ｂ 而 Ｐ神 经 网
把 Ｓ 代 入 厂 （７中得 ， ，） ３
） 高 ＝
出。
。
络及 其算 法 增设 了 中间隐 含层 而 且有 相 应 的学 习规 则 可循 ， 使其 具 有 对非 线性 模 式 的识 别能 力 ， 尤其 是 其数 学 意义 明确 、 法 步骤 分 明 ， 算 更使 其具 有 广泛 的
（）计算实 际输 出值 与希望 输 出值之 间 的误 ６ 差 ， 据误 差 的大 小 自动 调 节 输 出层 到 隐含 层 之 间 依
的连 接 权值 、 隐含层 之 间 的连 接 权 值 ｃ 隐 含 ｏ和 ｊ
层 到 输 入层 之 间 的连 接权 的 大小 ， 就 是 由输 出 也
个 数 。对 应 输入模 式 的 希 望输 出 向 量 为 Ｙ ＝（ ｍ Ｙ
体 算 法如 下 ：
ｂ ＝ 厂 ￣ａｏ ～Ｏ ） （ ｊ） ｃｋ ｂ ， ｋ Ｙ＝厂 Ｅｂｏ （ ｌｋｋ ￣ｐ—Ｏ ） ｐ，
式 中 ： Ｏｐ 别 为 中 间 层 ， 间层 至 输 出层 的 连 ∞ Ｏ分 ｋ 中 接权 ；ｂ， 分 别 为 中间 单 元 和 输 出单 元 的 阈值 ； Ｏ 厂
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第 １ 卷 第 ４期 ９
２００２年 ８月
长 江 科 学 院 院 报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ａ ｇｚ ｉｅ ｃｅ ｔ ｃＲｅｅ ｒ ｈ Ｉ ｓ ｔ ｔ ｏ ｒ ａ ｎ ｔｅＲ ｖｒＳ ｉ ｉ ｓａ ｃ ｎ ｔ ｕｅ ｏＹ ｎｆ ｉ ｉ
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ． １１ ４ Ａｕ ．２ ０ ０ ２ ｇ
文 章 编 号 ：０ １５８ （０ ２ ０ —０ ２０ １０ —４ ５ ２ ０ ）４０ ６ —３
Ｂ Ｐ神经 网络 在鱼 洞河滑坡 稳定性 评价 中的应 用
汪 华斌 徐 瑞春 ，
（． １ 中国地质大学 ， 湖北 武 汉 ４０７ ；． ３ ０ ４２ 水利部长 江委 三峡勘 测研究 院， 湖北 宜 昌 ４３０ ） ４ ０ ３
神经 元 素 。
收 稿 日期 ：０ １１—４ ２ ０ ～２０ 作者简介 ： 汪华斌 （９ ８ ）男 ， １６ 一 ， 湖北汉 川人 ， 中国地质大学 ， 博士 ， 目前 主要从 事地质灾害 、 构造地 质研究
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应用前 景 。一 个 典 型 的 Ｂ Ｐ神 经 网 络 由 三 层 构 成 ，
（ ） 模 式顺 传播 的思 路 ， ５按 由以下 二式 计 算输 出
层各 单 元 的输 入 （ 第二 隐含层 的输 出 ） 网络 实 际输 和
即 ： 入层 、 含层 （ 者称 中间层 ， 由一层 或 多层 输 隐 或 它 组成 ） 和输 出层 ， 阶层 之 间实 行 全互 连 接方 式 。具 各
式。
２ 滑坡 稳定性 Ｂ Ｐ神 经 网络 计 算
Ｓ Ｊ ＥＣ？ ｌ ～０ ， Ｏ： ａ ｊ
＝ Ｊ
利用 神 经 网络建 立 滑坡 灾 害稳 定 性评 价 模 型过 程为 ： 对影 响 滑坡 稳 定性 的主要 因素 ， 包括 边 坡结 构
式 中 ： 为输 入 层 至 第 一 隐 含 层 的 连 接 权 ； ａ 第 ０ｊ 为