1.一种病毒监测预警方法,由基于云平台的病毒监测预警系统实现,所述病毒监测预警系统包括数据采集终端、云端监测中心和用户客户端;所述数据采集终端包括空气采样设备、3G网络接口、单片机;所述数据采集终端用于实时监测空气中病毒,并将监测数据通过3G网络发送到云端监测中心;所述云端监测中心用于比对分析采集到的病毒种类及空气中的病毒含量,存储比对结果,当有异常发生时,将预警信息发布到所述用户客户端;所述云端监测中心还包括病毒数据库,所述病毒数据库用于存储病毒信息以及比对结果;所述用户客户端用于接收所述云端监测中心信息,访问云端监测中心,其特征在于:所述病毒监测预警方法包括:
步骤100,所述数据采集终端采集空气中病毒的实时情况;
步骤200,所述数据采集终端间隔一定的时间将采集信息情况发送到云端监测中心;
步骤300,所述云端监测中心接收来自数据采集终端发送的数据,对数据进行智能分析、判断和识别;
其中,步骤300进一步包括:
步骤350:将所述病毒数据库中的数据作为训练数据;
步骤356:初始化BP神经网络权阈值,所述BP神经网络的输入节点为i,中间层节点为j,输出层节点为k,
BP神经网络的输入层到中间层连接权值矩阵:BP神经网络的中间层阈值矩阵
BP神经网络的中间层到输出层连接权值矩阵BP神经网络的输出层阈值矩阵
其中W,γ,V,h中每个元素为属于[‑1,1]区间的随机数;
步骤357:根据所需精度δ计算二进制编码位数:其中Umin,Umax分别为单个权阈值的最小值和最大值,λ为表示单个权阈值的二进制编码位数;
步骤358:确定染色体编码:
其中w11′,w12′...wij′、γ′1…γ′j、v11′,v12′…vjk′、h1′,h2′…hk′分别为w11,w12…wij、γ1,γ2…γj、v11,v12…vjk、h1,h2…hk用二进制串表示后的值, 的值为
0或者1;
步骤360:设置相关参数,包括种群规模,交叉率,变异率和进化代数;
步骤366:适应度函数为
其中 ,输 入 层 到 中 间 层 连接 权 值 矩 阵 为 W时 BP 神 经 网 络 的 误 差tq(p),yq(p)分别表示期望得到的值和实际预测得到的值,l和k分别代表训练样本的个数和输出层包含节点的数目,ξ为接近于0的极小值;
步骤370:执行遗传算法中的选择、交叉、变异操作,循环得到最优解;
其中,选择算子为改进的一次轮盘赌方法,交叉算子为随机多点交叉,变异算子采用随机选择变异的方法,最大循环次数为20000次;
步骤377:将最优权阈值赋值给BP神经网络;
步骤380:将所述数据采集终端采集的实时空气中病毒浓度进行归一化;
其中,yu代表所述数据采集终端采样接收的第u种病毒浓度,yu′为yu归一化后的数据,ymim代表所述病毒浓度数据中的最小值,ymax代表所述病毒浓度数据中的最大值,yu′作为输入因子输入到BP神经网络模型;
步骤388:将归一化后的样本数据输入BP神经网络;
步骤390:训练BP神经网络至给定误差范围;
步骤399:测试数据输入到BP神经网络,得到预测结果。