多二-p-二氧化物和多二 furan (PCDD/Fs) 预测模型基于有限的泥炭样本,使用进化的人工神经网络进行预测
Shir Li Wang1, Theam Foo Ng2, Khairulmazidah Mohamed3
1Faculty of Computing and Meta-Technology, Universiti Pendidikan Sultan Idris, 35900, Tanjong Malim, Perak, Malaysia; Data Intelligent and Knowledge Management (DILIGENT), Universiti Pendidikan Sultan Idris, 35900, Tanjong Malim, Perak, Malaysia.
Chemosphere
|June 22, 2024
概括
这项研究预测了利用优化的人工神经网络 (ANN) 在泥炭土中排放有毒的多二子-p-二氧化物和二子 (PCDD/Fs). 进化优化的ANN准确地预测PCDD/F,帮助控制污染和环境监测.
科学领域:
- 环境化学环境化学
- 计算毒理学计算毒理学
- 机器学习应用 机器学习应用
背景情况:
- 多二二-p-二氧化物和二酸 (PCDD/Fs) 是不完全燃烧的高度有毒的副产品.
- 马来西亚的泥炭土,通常是酸性和高含量,可以促进PCDD/Fs的形成.
- 准确预测PCDD/Fs排放对于环境保护和公共卫生至关重要.
研究的目的:
- 开发和优化人工神经网络 (ANN) 模型,用于预测泥炭土中PCDD/Fs排放.
- 通过使用差异演化 (DE) 优化初始连接权重和偏差来提高ANN预测准确度.
- 评估一种进化优化的ANN方法论的可行性,用于PCDD/Fs.的环境监测.
主要方法:
- 使用多层感知子 (MLP) 与反向传播算法用于PCDD/Fs预测.
- 采用差异进化 (DE),特别是基于自我适应的集群的差异进化与增强的人口大小 (SAEDE-EP),以优化ANN参数.
- 训练并测试了各种ANN架构,使用现实世界的数据集与八个输入变量和一个输出变量.
主要成果:
- 优化的ANN,包括5个隐藏的神经元和SAEDE-EP,实现了最低的测试平均平方误差 (MSE_test) 6.1790 × 10−3.
- 该模型表现出高预测准确度,由0.97447.7的最高R2值证明.
- 进化优化的ANN方法在预测PCDD/Fs排放方面被证明是有效的.
结论:
- 一种以进化优化的ANN为基础的方法是预测泥炭土中PCDD/Fs排放的成本高效和可行的解决方案.
- 这种方法可以显著帮助污染控制,环境监测和当局防止人类接触PCDD/Fs.
- 该研究强调了先进的计算方法在解决环境污染问题的潜力.
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