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neuronale Netze genutzt (Kap.3.3) [Connor et al. 91], [Caudill 93]. Für die Ersatzteilbedarfs
prognose auf dem Automobilsektor wird ein Ansatz auf Basis von Backpropagation-Netzen
verfolgt. [Hantschel et al. 92].
Außer wirtschaftlichen Anwendungen sind auch solche in ganz anderen Bereichen zu
finden. In der Geodäsie z.B. wird mit Hilfe eines Backpropagation-Netzes die Erdrotation
vorhergesagt [Egger 92]. Kohonen-Netze werden für die Vorhersage sowohl von Lawinen
[Schweizer et al. 94] als auch von Hagelgewittern [Halmans 91] eingesetzt. In der Astrono
mie wird die Anzahl der Sonnenflecken regelmäßig aufgezeichnet. Diese Zeitreihe wird als
Maßstab zur Beurteilung des Vorhersagefehlers neuer Verfahren angesehen [de Groot 93]. Es
wird nachgewiesen, daß Backpropagation-Netze den Sonnenfleckenzyklus besser Vorhersagen
als TAR-Modelle [Weigend et al. 90a], Es sei auf eine erfolgreiche Anwendung dieser Netze
in der Ozeanographie/Meteorologie hingewiesen. Es wurde versucht, den El-Nino-Attraktor
zu rekonstruieren (Kap.2.3.3). Dabei scheint der Vorhersagefehler des Netzes signifikant
kleiner als der eines POP-Modells zu sein [Grieger et al. 93].
Zusätzlich zu den beschriebenen Anwendungen, die auf echten Daten beruhen, seien noch
ein paar Fälle zitiert, wo Backpropagation-Netze auf simulierte Daten angewandt wurden.
D.h. es wurden mit Hilfe verschiedener nichtlinearer Differentialgleichungen künstliche
Zeitreihen mit chaotischem Verhalten erzeugt. Dazu gehört z.B. die Mackey-Glass-Gleichung
[Brause 91], [Lapedes et al. 87]. In der zuletzt genannten Arbeit wird eine Verbesserung der
Vorhersage gegenüber der Vorhersage durch die Gabor-Volterra-Weiner Polynom-Methode
nachgewiesen (zu Volterra-Reihen siehe Kap.2.3.2) [Lapedes et al. 87]. Zu den Gleichungen
gehören weiterhin diejenige des Duffing’sehen Oszillators [Frison 90] und die logistische
Gleichung [Lapedes et al. 87], [de Groot 93].
Die logistische Gleichung ist für die Ozeanographie/Meteorologie interessant, da sie
entfernte Ähnlichkeit mit der hydrodynamischen Gleichung zur Erhaltung des Impulses
(Navier-Stokes Gleichung) besitzt. Frisch bezeichnet die logistische Gleichung als "arme
Leute Navier-Stokes Gleichung" [Frisch 95]. Ob und inwieweit sich die guten Vorhersa
geergebnisse bei der Anwendung von neuronalen Netzen auf die logistische Gleichung auf
die Navier-Stokes Gleichung übertragen lassen, sei dahingestellt. Die entfernte Ähnlichkeit
der Gleichungen könnte zumindest für eine kleine Steigerung der Motivation sorgen, neurona
le Netze auch auf die Vorhersage ozeanographisch/meteorologischer Phänomene anzuwenden.
3.5. Backpropagation-Netze
An dieser Stelle soll etwas tiefer auf die Backpropagation-Netze eingegangen werden, die
bereits in Kap.3.3.1 kurz vorgestellt wurden. Es soll aufgezeigt werden, wie mit ihnen eine
Vorhersage bewerkstelligt werden kann. Für eine formale und detaillierte Einführung in den
Algorithmus wird allerdings auf die Literatur verwiesen [Rumelhart et al. 86a], [Rumelhart
et al. 86b], [Haykin 94], [Brause 91], [Müller et al. 91]. Eine etwas strengere formale Dar
stellung des Algorithmus’ bietet Ultsch [Ultsch 91a]. Darüber hinaus wird auf die Problema
tik dieser Verfahren eingegangen. Es wird geschildert, welche Ansätze bisher verfolgt
wurden, um dieser Probleme Herr zu werden. Im darauffolgenden Abschnitt (Kap.3.6) wird
im Detail auf die Kohonen-Netze eingegangen, die eine ganze Reihe von Vorteilen gegenüber
den Backpropagation-Netzen aufweisen Die Entscheidung, nicht die Backpropagation-Netze
zu nutzen, sondern stattdessen lieber die Kohonen-Netze, fiel am Anfang des Projekts aber
eher intuitiv. Allerdings werden manche Ansätze zur Lösung der Probleme der Backpropaga-
tion-Netze auf die Kohonen-Netze übertragen, um diese Netze zu verbessern (Kap.5).
Der Versuch, ein Backpropagation-Netz gegen Ende des Projekts noch rasch zum Laufen