身邊的形形色色精選(九篇)

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第1篇：身邊的形形色色范文

[關(guān)鍵詞] 鑲嵌銅器 刻紋銅器 繪畫(huà)性 色彩感

基金項(xiàng)目：2010年-2011年度西安美術(shù)學(xué)院科研基金資助項(xiàng)目《中國(guó)先秦時(shí)期審美文化研究》，項(xiàng)目編號(hào)：10XK027 。

春秋晚期有兩類(lèi)銅器值得注意。一類(lèi)是鑲嵌紅銅、金、銀及其他非金屬材質(zhì)的銅器，另一類(lèi)是刻紋銅器。這兩類(lèi)器物的出現(xiàn)預(yù)示著青銅器裝飾藝術(shù)突破性的發(fā)展。就刻紋銅器而言，其突出成就是鏨刻畫(huà)像紋的出現(xiàn)。就鑲嵌銅器而言，一方面，鑲嵌的畫(huà)像紋與鏨刻畫(huà)像紋有異曲同工之妙，二者共同反映了此時(shí)青銅器紋飾從圖案走向繪畫(huà)的轉(zhuǎn)變，另一方面，鑲嵌銅器所用的多種材質(zhì)，在質(zhì)地和色彩上與青銅構(gòu)成豐富而絢麗的對(duì)比效果，使原本單一的青銅材質(zhì)得以呈現(xiàn)出令人目眩神迷的視覺(jué)效果。

鑲嵌銅器和刻紋銅器裝飾風(fēng)格的變化，體現(xiàn)出此時(shí)青銅裝飾藝術(shù)新的發(fā)展方向，即對(duì)于繪畫(huà)性和色彩感的追求。這種追求，可以說(shuō)是雕塑藝術(shù)作為青銅器的傳統(tǒng)裝飾手法已經(jīng)發(fā)展到極致，很難再有新的突破，為求創(chuàng)新迫使青銅藝術(shù)的創(chuàng)作者尋求其他的突破途徑。而與此同時(shí)，漆木器彩繪和絲織品、壁畫(huà)等其他藝術(shù)形式得到極大發(fā)展，這些藝術(shù)形式所呈現(xiàn)出的色彩表現(xiàn)力與內(nèi)容的豐富性，是傳統(tǒng)的青銅藝術(shù)所無(wú)法企及的。因此，我們可以推測(cè)，刻紋銅器與鑲嵌銅器對(duì)色彩感和繪畫(huà)性的追求，很可能是受到這些藝術(shù)形式的影響。從題材內(nèi)容和紋飾的風(fēng)格來(lái)看，它們彼此之間也存在著關(guān)聯(lián)的因素。

對(duì)色彩感的追求：鑲嵌銅器的發(fā)展方向

春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代是一個(gè)色彩紛呈的時(shí)代。漆木器彩繪、繪繡結(jié)合的絲織品、帛畫(huà)以及有可能廣泛存在的壁畫(huà)，都展現(xiàn)出視覺(jué)藝術(shù)在色彩表現(xiàn)方面更大的可能性。青銅器裝飾極力在色彩方面追求更多的表現(xiàn)可能，應(yīng)當(dāng)也離不開(kāi)整個(gè)時(shí)代藝術(shù)氛圍的影響。

青銅器增強(qiáng)色彩表現(xiàn)力的途徑，通常是在器表鑲嵌異色金屬、寶石、貝殼以及填漆或髹漆等辦法。在青銅器上鑲嵌的異色材質(zhì)，形成色彩和質(zhì)感的對(duì)比，從而造成豪華富麗、色彩繽紛的氣氛。

鑲嵌工藝在原始社會(huì)末期就已被人們采用來(lái)作為裝飾。當(dāng)時(shí)是在骨器或石器上鑲嵌異色的綠松石、骨珠，組成彩色的圖案。商代和西周，鑲嵌綠松石的小件骨器仍偶有發(fā)現(xiàn)。與骨器鑲嵌相比，青銅器上的鑲嵌出現(xiàn)得更晚一些。有學(xué)者認(rèn)為，它的出現(xiàn)是受到骨器鑲嵌的影響。[1]二里頭文化已發(fā)現(xiàn)鑲嵌綠松石的饕餮紋器。商代及西周，綠松石主要用于鑲嵌兵器及小件飾物，罕見(jiàn)用于容器。直至春秋早、中期，鑲嵌綠松石器仍不多見(jiàn)。春秋晚期至戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，此種工藝有進(jìn)一步發(fā)展，除綠松石外，用于鑲嵌的礦物材質(zhì)，還有玉、瑪瑙、孔雀石與琉璃等。

鑲嵌金屬材質(zhì)的青銅器，目前所見(jiàn)，大多出現(xiàn)在春秋中期以后，其所鑲嵌的材質(zhì)，包括金、銀及紅銅。春秋晚期至戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，鑲嵌紅銅的青銅工藝已廣泛見(jiàn)于列國(guó)，且多精美之器。在青銅器上嵌以金、銀，又稱(chēng)之為“金銀錯(cuò)”，目前所知在青銅器上施以金銀錯(cuò)工藝約始于春秋中期，盛行于戰(zhàn)國(guó)中晚期至西漢。這種工藝初起時(shí)，比較注重施于銘文，但在稍晚時(shí)，更多地用于紋飾表現(xiàn)。

戰(zhàn)國(guó)和西漢時(shí)期，是鑲嵌工藝的發(fā)達(dá)鼎盛時(shí)期，其數(shù)量與工藝水準(zhǔn)都遠(yuǎn)超前代。從器類(lèi)來(lái)說(shuō)，已不限于小型器，較大型的容器也較為多見(jiàn)。從工藝來(lái)說(shuō)，鑲嵌綠松石、填漆、鋈錫、錯(cuò)紅銅、錯(cuò)金、錯(cuò)金銀、鎏金、鎏銀等裝飾工藝往往配合使用，形成色彩艷麗的視覺(jué)效果。各種材質(zhì)集于一身的鑲嵌銅器，其豐富的材質(zhì)對(duì)比與色彩對(duì)比，集中體現(xiàn)了戰(zhàn)國(guó)時(shí)期豪華富麗的審美風(fēng)尚。

就鑲嵌銅器的紋飾題材內(nèi)容而言，由變形動(dòng)物紋發(fā)展而來(lái)的幾何紋飾與新出現(xiàn)的人物畫(huà)像紋各擅其勝。不過(guò)，從我們所能收集到的銅器來(lái)看，幾何紋飾銅器的數(shù)量遠(yuǎn)超人物畫(huà)像紋銅器的數(shù)量。從鑲嵌紋飾題材選擇的傾向性，可以看到，青銅器器表裝飾在鑲嵌工藝上的發(fā)展，所選擇的突破傳統(tǒng)的方向，是增強(qiáng)題材形式的色彩表現(xiàn)力，而非增強(qiáng)題材內(nèi)容的故事性與現(xiàn)實(shí)性。

在青銅器上填漆或髹漆，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，前者尚屬鑲嵌工藝，后者已完全脫離了鑲嵌的范疇。因其著重于青銅裝飾的色彩表現(xiàn)力，因此我們?nèi)匀话阉鼩w入本節(jié)討論。銅器表面髹漆，在商代已有使用。但商代至春秋時(shí)期，極為罕見(jiàn)。戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，銅器髹漆工藝有較大發(fā)展，朱鳳瀚先生將其歸納為以下三點(diǎn)：“1.將髹漆與嵌錯(cuò)工藝結(jié)合，銅器在鏨槽內(nèi)不嵌金銀，而填以漆，有的既嵌金銀，又在未嵌金銀處填漆（或在漆內(nèi)摻以銀粉），然后磨錯(cuò)光平以增加紋飾的色調(diào)；2.髹漆已不限于填錯(cuò)紋飾，而是直接髹于素面銅器表面進(jìn)行著色；3.這種工藝已在較廣闊地域流行?！?[2]

銅器髹漆的目的，既為了美觀，也有防銹的作用。不過(guò)，就我們所見(jiàn)的器物來(lái)看，髹漆的目的更多是為了增強(qiáng)作品的色彩表現(xiàn)力。這樣，我們也就能夠理解，為什么會(huì)發(fā)展出在素色銅器表面繪飾的做法。與運(yùn)用多種材質(zhì)的鑲嵌物以實(shí)現(xiàn)色彩增強(qiáng)效果的方法相比，直接彩繪是一種更簡(jiǎn)單的方式。器物的表面猶如畫(huà)布，以彩漆直接繪飾，從這一點(diǎn)來(lái)看，髹漆銅器的裝飾方法和目的與漆器已經(jīng)趨于一致。

對(duì)繪畫(huà)性的追求：現(xiàn)實(shí)題材和寫(xiě)實(shí)畫(huà)風(fēng)對(duì)傳統(tǒng)的反叛

春秋戰(zhàn)國(guó)之際青銅器紋飾的一大變革，是描繪人的活動(dòng)的圖像即人物畫(huà)像紋的出現(xiàn)。以人物畫(huà)像紋為器表裝飾的青銅器，雖在數(shù)量眾多的戰(zhàn)國(guó)青銅器中占很小比重，但與以前的青銅禮器相比，在藝術(shù)取向方面發(fā)生了重大變化。這種變化發(fā)生的社會(huì)原因，是春秋末期傳統(tǒng)生活方式與觀念所發(fā)生的巨大變動(dòng)，是藝術(shù)關(guān)注的重點(diǎn)從神到人的回歸。同時(shí)，在藝術(shù)發(fā)展的層面，人物畫(huà)像紋的出現(xiàn)也昭示著青銅藝術(shù)發(fā)展的一個(gè)全新方向，即青銅藝術(shù)的表現(xiàn)從裝飾圖案發(fā)展到了情節(jié)性的寫(xiě)實(shí)圖畫(huà)，從此開(kāi)始了繪畫(huà)發(fā)展的歷史。

“和以往的青銅紋飾相比較，人物畫(huà)像紋具有相當(dāng)鮮明的自然主義和現(xiàn)實(shí)主義風(fēng)格。它以描繪社會(huì)生活為主題，往往具有一定的敘事情節(jié)，在紋飾題材上是一大突破，而其對(duì)于敘事性?xún)?nèi)容的構(gòu)圖方式，也為后來(lái)的漢畫(huà)像磚所繼承。因其和以往青銅紋飾中出現(xiàn)的人物相比，具有明顯的敘事性?xún)?nèi)容，也有人把它稱(chēng)為敘事畫(huà)像紋?！?[3]

畫(huà)像紋的構(gòu)圖基本為格狀構(gòu)圖和散點(diǎn)構(gòu)圖。這兩種構(gòu)圖方式和傳統(tǒng)的帶狀構(gòu)圖方式相比較，更具有創(chuàng)新和自由的氣質(zhì)?！八鼈償[脫了殷周時(shí)期莊嚴(yán)神秘的對(duì)稱(chēng)表現(xiàn)手法，表現(xiàn)手法自由、生動(dòng)，這反映了人們思想上的解放，反映了人們對(duì)社會(huì)、對(duì)自然界的藝術(shù)觀察力的提高和藝術(shù)表現(xiàn)技能上的進(jìn)步?！?[4]

畫(huà)像紋的流行時(shí)期，是春秋末至戰(zhàn)國(guó)前期，即約公元前五世紀(jì)的時(shí)期。[5]根據(jù)迄今已發(fā)表的出土材料可知，青銅器畫(huà)像紋的工藝可分為刻紋、鑄紋和嵌錯(cuò)紋三類(lèi)。

鑄紋畫(huà)像紋，是指青銅器器表的畫(huà)像紋與器形同期鑄造而成，目前僅見(jiàn)于三晉及附近地區(qū)，其中，大都集中出自河南輝縣。

嵌錯(cuò)畫(huà)像紋，是指用紅銅、金、銀等金屬或礦物鑲嵌于青銅器表而成的畫(huà)像紋，迄今所見(jiàn)其地域基本集中在北方特別是中原地區(qū)。

刻紋畫(huà)像紋，就是在極薄的器壁上用銳器刻出的圖像。朱鳳翰先生因這種青銅器制器方式一般為槌打而非鑄造，亦稱(chēng)之為槌制銅器。這種銅器的質(zhì)料，包括紅銅與青銅兩類(lèi)。[6]據(jù)目前不完全的統(tǒng)計(jì)，這種刻紋銅器已發(fā)現(xiàn)有二十多件?？碳y銅器萌芽于春秋晚期，成熟并流行于戰(zhàn)國(guó)早、中期?！八钠餍魏颓嚆~鑄器相仿，初期的圖案也抄襲自青銅鑄器?？碳甲钤缫?jiàn)的是由楔形點(diǎn)連續(xù)成線的鏨鑿法，而后發(fā)展為細(xì)如發(fā)絲的連續(xù)線刻?！?[7]“東周青銅器刻紋所采用的刻紋工藝方法，直接被漢代銅器、尤其是小件銅飾件、鎏金銀器上刻制花紋所采用，開(kāi)漢代銅器鏨刻工藝的先河?！?[8]迄今所見(jiàn)刻紋畫(huà)像紋銅器的出土地點(diǎn)相對(duì)比較集中，主要出自吳楚地區(qū)，其次是三晉地區(qū)，此外，還散見(jiàn)于湖南、山東等地。

從我們能收集到的畫(huà)像紋青銅器來(lái)看，鑄紋畫(huà)像紋極少，嵌錯(cuò)畫(huà)像紋也不多見(jiàn)，相對(duì)較多的是刻紋畫(huà)像紋。從技術(shù)角度來(lái)看，鑄紋和嵌錯(cuò)兩種方式仍然屬于傳統(tǒng)的青銅鑄造范疇，而刻紋方式更多具備了繪畫(huà)的特點(diǎn)，可謂是以刻刀在器壁上作畫(huà)，因?yàn)樘^(guò)了鑄造這一環(huán)節(jié)，其表現(xiàn)形式和內(nèi)容更為多樣、自由。

從分布地域來(lái)看，有學(xué)者認(rèn)為刻紋銅器主要出于吳越地區(qū)，而行銷(xiāo)于各地。我們所見(jiàn)的吳越銅器，基本未見(jiàn)嵌錯(cuò)畫(huà)像紋或鑄紋畫(huà)像紋，而且，其他題材的嵌錯(cuò)容器也基本未見(jiàn)。因此，也可以這樣假設(shè)，因?yàn)槠鋵?duì)繪畫(huà)性的追求集中體現(xiàn)在刻紋銅器上，因此在其他類(lèi)型銅器上，反而保留了較為傳統(tǒng)的浮雕方式。

總體來(lái)看，鑄紋和嵌錯(cuò)畫(huà)像紋銅器主要出在中原地區(qū)，南方特別是楚地罕見(jiàn)。南方嵌錯(cuò)銅器，其題材基本都是各類(lèi)幾何或變形紋飾，如云紋、龍紋等。不過(guò)，楚式漆器中，則有不少有繪畫(huà)性的內(nèi)容。此外，帛畫(huà)和壁畫(huà)也有較大的發(fā)展。因此，我們也可以設(shè)想，楚地的藝術(shù)發(fā)展已經(jīng)有了一定的分工。青銅器保持了工藝美術(shù)品的特征，在傳統(tǒng)的鑄造技術(shù)和雕塑化的裝飾手法上不斷發(fā)展，精益求精，追求精美奇詭的裝飾效果，而這一時(shí)期的對(duì)色彩感和繪畫(huà)性的追求，特別是表達(dá)具體寫(xiě)實(shí)的繪畫(huà)內(nèi)容的要求，則成為漆器以及帛畫(huà)和壁畫(huà)等其他藝術(shù)形式的任務(wù)。

它所追求的已不再是它自身而是自我之否定

青銅藝術(shù)在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期出現(xiàn)的追求色彩感和繪畫(huà)性的發(fā)展方向，既是一種創(chuàng)新，同時(shí)也可以說(shuō)是一種對(duì)自我的否定。因?yàn)榫蜕时憩F(xiàn)力與寫(xiě)實(shí)性的內(nèi)容來(lái)看，在青銅器上要完成這種創(chuàng)造顯然比其他材質(zhì)更為困難。拋棄傳統(tǒng)的雕塑形式，轉(zhuǎn)而追求彩色繪畫(huà)的效果，可謂是揚(yáng)短避長(zhǎng)。因此，青銅器的這一發(fā)展方向，延續(xù)時(shí)間并不太長(zhǎng)。到兩漢時(shí)期，它在繪畫(huà)方面的表現(xiàn)形式，就已為漢畫(huà)像磚和帛畫(huà)、漆繪所延續(xù)；它在實(shí)用器方面的功能，則更多地被漆木器和早期瓷器所代替。因此，我們所能看到的漢代銅器，或者樸素?zé)o華，完全是一副實(shí)用生活器皿的面貌；或者嵌金錯(cuò)銀，富麗華美，更多地體現(xiàn)出表明身份地位的豪華工藝品特征。在那個(gè)“如火烈烈”的時(shí)代，被寄予無(wú)比重要與神圣意義的青銅器，到此時(shí)，基本已褪盡神秘的光環(huán)，成為世俗的人間生活的附屬品。從這種意義上來(lái)說(shuō)，追求色彩變化與現(xiàn)實(shí)題材內(nèi)容的戰(zhàn)國(guó)青銅器，走上的是一條背離自我、否定自我的道路。

參考文獻(xiàn)：

[1]葉小燕.我國(guó)古代青銅器上的裝飾工藝[J].考古與文物，1983，4：84.

[2]朱鳳翰.古代中國(guó)青銅器[M].天津：南開(kāi)大學(xué)出版社，1995：558.

[3]宋玲平.東周青銅器敘事畫(huà)像紋地域風(fēng)格淺析[J].中原文物，2002，2：46-50.

[4]葉小燕.我國(guó)古代青銅器上的裝飾工藝[J].考古與文物，1983，4：159.

[5]李學(xué)勤.試論百花潭嵌錯(cuò)圖像銅壺.新出青銅器研究[M].北京：文物出版社，1990：161.

[6]朱鳳翰.古代中國(guó)青銅器[M].天津：南開(kāi)大學(xué)出版社，1995：559-561.

[7]葉小燕.我國(guó)古代青銅器上的裝飾工藝[J].考古與文物，1983，4：164.

第2篇：身邊的形形色色范文

【關(guān)鍵詞】kalman濾波；灰色BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；電力變壓器；狀態(tài)評(píng)估

變壓器的狀態(tài)評(píng)估是以當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)為依據(jù)的，運(yùn)用一定的技術(shù)對(duì)變壓器的現(xiàn)有狀態(tài)進(jìn)行判斷進(jìn)而對(duì)之后狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)估，采取相應(yīng)的措施來(lái)維護(hù)，保障電壓器的安全運(yùn)行顯得尤為重要。目前的一些預(yù)測(cè)技術(shù)手段主要有回歸分析、時(shí)間序列、灰色理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。不同的方法有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在預(yù)測(cè)評(píng)估中都能起到一定的作用，本文通過(guò)基于kalman濾波的灰色BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)變壓器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，首先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行kalman濾波處理，它可以剔除原始數(shù)據(jù)的隨機(jī)干擾誤差，提高數(shù)據(jù)的平滑度，然后運(yùn)用GM（1，1）模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模模擬預(yù)測(cè)，可以預(yù)測(cè)出近幾期數(shù)據(jù)走向和變化，并同時(shí)把模擬的數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)得到真誤差，將真誤差用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模訓(xùn)練，預(yù)測(cè)出近幾期的預(yù)測(cè)誤差，最后通過(guò)預(yù)測(cè)誤差來(lái)修正灰色模型預(yù)測(cè)值，得到最終的結(jié)果。

文中用該方法和傳統(tǒng)的灰色模型、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行實(shí)例分析比較，得出該方法精度更高，在預(yù)測(cè)中可以起到一定的指導(dǎo)性作用。

1.kalman濾波

Kalman濾波是在20世紀(jì)60年代提出的，其具有遞推性、無(wú)需大量存儲(chǔ)而減少計(jì)算機(jī)運(yùn)算冗余、直接結(jié)合系統(tǒng)狀態(tài)方程和觀測(cè)方程等優(yōu)點(diǎn)，在估計(jì)狀態(tài)的同時(shí)又能給出估計(jì)的精度，常常用于數(shù)據(jù)融合的研究中，在過(guò)程控制、航天、通信、工程變形監(jiān)測(cè)等方面有廣泛的應(yīng)用。Kalman濾波是一種能夠從觀測(cè)數(shù)據(jù)中估計(jì)所需信號(hào)的濾波算法。它最大的特點(diǎn)就是能夠剔除隨機(jī)誤差的干擾，從而獲得最佳逼近實(shí)際情況的有用信息。Kalman濾波方程是一組遞推公式，其計(jì)算過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)不斷預(yù)報(bào)而又不斷修正的過(guò)程，其5個(gè)基本的遞推公式如下：

（1）

2.灰色理論模型

灰色系統(tǒng)理論是中國(guó)著名學(xué)者鄧聚龍教授在1982年創(chuàng)立的一門(mén)新興橫斷學(xué)科，其研究對(duì)象主要為“部分信息已知，部分信息未知的“小樣本”、“貧信息”的不確定性系統(tǒng)，通過(guò)有效的提取生成和開(kāi)發(fā)有用的信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律的科學(xué)解剖和認(rèn)識(shí)，并進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)。改模型預(yù)測(cè)方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工程變形監(jiān)測(cè)、人口經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)等領(lǐng)域，其短期預(yù)測(cè)精度高的特點(diǎn)被應(yīng)用于數(shù)據(jù)融合等算法的研究中，取得了很大的進(jìn)展?；疑碚摻Ｔ砣缦拢?/p>

設(shè)為原始序列，其一次累加生成1-AGO序列為：

其中：

令為序列的緊鄰均值生成序列，即：

（2）

引入矩陣向量記號(hào)：

，，

GM（1，1）模型最小二乘法估計(jì)參數(shù)列滿足：

GM（1，1）的白化方程為：

其中參數(shù)反映系統(tǒng)發(fā)展的態(tài)勢(shì)，稱(chēng)為發(fā)展系數(shù)；反映數(shù)據(jù)變化關(guān)系，稱(chēng)為灰色作用量。

此白化方程的解（也稱(chēng)時(shí)間響應(yīng)函數(shù)）為：

累減還原值為：

（3）

就為灰色理論模型的預(yù)測(cè)值，其在短期和中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)中效果較好，綜合來(lái)說(shuō)，灰色模型有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）需要的樣本少；（2）樣本無(wú)需有規(guī)律性；（3）計(jì)算工作量?。唬?）定量分析結(jié)果和定性分析結(jié)果一致；（5）適用于近期、短期、中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)；（6）灰色預(yù)測(cè)精度高。

3.BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是目前運(yùn)用最多的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之一，其“記憶”能力非常突出，能在大量輸入和輸出的訓(xùn)練中學(xué)習(xí)和儲(chǔ)存映射關(guān)系，其算法主要包括兩個(gè)過(guò)程，一個(gè)是訓(xùn)練過(guò)程，一個(gè)是實(shí)現(xiàn)過(guò)程，基本思想是通過(guò)輸入輸出訓(xùn)練得出權(quán)值作為模型參數(shù)，進(jìn)而生產(chǎn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非線性模型，然后通過(guò)實(shí)現(xiàn)過(guò)程來(lái)使用參數(shù)確定的模型。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要是基于誤差反向傳播（Back propagation）算法的多層前饋網(wǎng)絡(luò)，它的學(xué)習(xí)規(guī)則是運(yùn)用快速下降法，通過(guò)反復(fù)訓(xùn)練來(lái)調(diào)整最適宜網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的權(quán)值和閾值，使網(wǎng)絡(luò)的誤差平方和最小。

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由輸入層，輸出層以及隱含層組成，這種模型結(jié)構(gòu)可使網(wǎng)絡(luò)可在輸入和輸出之間建立合適的線性或非線性函數(shù)關(guān)系，如圖1所示。

圖1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

Fig.1 BP Neural Network

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過(guò)程可以分為向前傳輸和向后傳輸兩個(gè)階段，其學(xué)習(xí)算法如下：

（1）向前傳輸階段

1）從提供的樣本中取一個(gè)樣本，將其輸入網(wǎng)絡(luò)；

2）然后通過(guò)比較實(shí)際輸出：

；計(jì)算誤差；

3）調(diào)整權(quán)重值，重復(fù)這個(gè)循環(huán)，直到。

（2）向后傳輸階段

1）計(jì)算實(shí)際輸出與理想輸出的差；

2）用輸出層的誤差修改輸出層權(quán)矩陣；

3）；

4）用估計(jì)輸出層的前導(dǎo)層的誤差，再用此誤差估計(jì)更前一層的誤差，如此反復(fù)獲得其他各層的估計(jì)誤差；

5）并利用這些估計(jì)對(duì)權(quán)矩陣進(jìn)行修改，形成將輸出端計(jì)算的誤差沿著與輸出信號(hào)相反的方向逐步向輸出端傳遞的過(guò)程。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中整個(gè)樣本的誤差為：

（4）

4.灰色BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合方法

灰色BP網(wǎng)絡(luò)模型主要是通過(guò)建立灰色理論模型來(lái)得到原始數(shù)據(jù)的模擬值和預(yù)測(cè)值，并以此得到殘差序列，然后通過(guò)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練殘差序列來(lái)修正預(yù)測(cè)值，提高精度。其基本原理如下：

（1）設(shè)有時(shí)間序列{，用GM（1，1）模型

得到模擬值

（2）設(shè)為時(shí)刻L的原始數(shù)據(jù)與灰色模型GM（1，1）模擬值之差，稱(chēng)之為時(shí)刻L的殘差，記為，即。

（3）設(shè)為殘差序列，若預(yù)測(cè)階數(shù)位S，將，，作為BP網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練輸入樣本，將的值作為BP網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的期望值。采用上述BP算法，通過(guò)大量的殘差序列訓(xùn)練這個(gè)網(wǎng)絡(luò)，最終得到可以在一定誤差范圍之內(nèi)預(yù)測(cè)殘差序列的有效工具。

（4）設(shè){}為{}用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)出的殘差序列，在這個(gè)基礎(chǔ)上構(gòu)造出新預(yù)測(cè)值為，

=+ （5）

就是灰色BP網(wǎng)絡(luò)模型的最終預(yù)測(cè)值

5.實(shí)例分析

本實(shí)例是對(duì)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)估，評(píng)估的依據(jù)是對(duì)變壓器油色譜試驗(yàn)得來(lái)的狀態(tài)信息，采用百分制評(píng)分方法。評(píng)分模型為：

（6）

式中，y為相應(yīng)得分，x為評(píng)分參數(shù)量值，、為評(píng)分參數(shù)閾值。根據(jù)文獻(xiàn)[4]和[5]及相關(guān)資料，、的取值如表1所示。

根據(jù)不同項(xiàng)目的參數(shù)取值劃分為5個(gè)狀態(tài)，如表2所示。

為了說(shuō)明本文方法在預(yù)測(cè)評(píng)估中具有較高的精度，本文取用某電廠2號(hào)主變的6組油色譜數(shù)據(jù)，如表3所示，分別采用灰色理論模型、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和本文的方法對(duì)前5期數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，并對(duì)第6期數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果如表4所示。由表4可以看出，本文的預(yù)測(cè)方法預(yù)測(cè)結(jié)果誤差最小，精度更高。表5給出了預(yù)測(cè)值得評(píng)分，根據(jù)評(píng)分結(jié)果給出了變壓器的狀態(tài)等級(jí)和維修策略。

從表4可以看出，本文的方法在預(yù)測(cè)精度上明顯提高，預(yù)測(cè)結(jié)果更加貼近事實(shí)。從表5可以看出變壓器總得分為29.104，對(duì)應(yīng)于表2，變壓器的狀態(tài)等級(jí)為D，維修策略為盡快維修。從油中溶氣預(yù)測(cè)值的三比值可以預(yù)測(cè)得出變壓器故障可能為開(kāi)關(guān)接觸不良、渦流發(fā)熱、短路、鐵心漏磁等。

6.結(jié)論

本文的預(yù)測(cè)方法是一種組合模型的方法，在模擬預(yù)測(cè)之前對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了剔除隨機(jī)干擾誤差的預(yù)處理，在預(yù)測(cè)之后對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了修正處理，切實(shí)提高了預(yù)測(cè)精度，防范了一些由于人為或者環(huán)境等因素造成的預(yù)測(cè)結(jié)果的偏離，較為真實(shí)的反應(yīng)了實(shí)際情況；運(yùn)用百分制的評(píng)分方法對(duì)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)，針對(duì)不同等級(jí)狀態(tài)給出維修策略，并給出了可能發(fā)生的故障，為維修人員的決策提供了可靠的技術(shù)理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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