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[LV.5]常住居民I
5 e* y5 e9 Y2 w1 I, Q0 n% j 标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴
$ i* j% S8 p& V4 {+ ?. M
( ^. {, R& E3 [. c %by allen @ 红嘴海鸥 \. E3 J1 J* T6 {
%灰色模型预测是在数据不呈现一定规律下可以采取的一种建模和预测方法,其预测数据与原始数据存在一定的规律相似性# Q5 Q$ T# S( W3 l$ P
" v2 y; M; w9 i \; p
%下面程序是灰色模型GM(1,1)程序二次拟合和等维新陈代谢改进预测程序,matlab6.5 ,使用本程序请注明,程序存储为gm1.m
8 e- \$ B7 H6 h% `% P1 q ! P) Y. B7 C; G. t0 q% O
%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据 8 G: P0 t' q, q0 _7 V
6 K# K. F" L. ]- ^0 e/ L y %二次拟合预测GM(1,1)模型
5 X# ~: G$ Q% Y( [) ]9 i! W function gmcal=gm1(x)
l/ {# Q3 k$ I sizexd2 = size(x,2);
8 C2 @. L4 s& J: f# @ %求数组长度& _" C* \8 w7 S4 K) F, x& q+ N* o
' h% ^4 t& S8 B. {) \; g& o% { k=0;0 D" E1 Y" J4 }7 K$ u
for y1=x) }7 {- L. }3 o. p, |
k=k+1;
1 Z; @0 j8 x( R/ \ if k>16 ]) X+ L6 i9 a. G0 A% _- Y
x1(k)=x1(k-1)+x(k);
9 F! B3 q) I& q' w8 O %累加生成
. W3 |- q' [5 r8 D: Y* S z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1));
3 j0 ?4 k8 @ F; L %z1维数减1,用于计算B9 y5 q0 Y w* w! A
yn1(k-1)=x(k);. v( \1 V6 V* X+ w, w' \* P
else
% u9 v. m; x: v6 p x1(k)=x(k);5 `& s" I( S) P$ g. }& f
end1 [7 { W1 T* x, ^: Y+ x
end) P! k6 |9 M& V8 b7 L
%x1,z1,k,yn19 Z; ^ b: v8 m& @9 C8 h9 R
: M) w% Y. G s" f( B6 A
sizez1=size(z1,2);
) g" `+ E, Z; ]3 v1 ^3 M: N %size(yn1);6 ]3 H8 k" Z' F6 M5 o
z2 = z1';$ C8 t7 C" w3 B* G3 N" D4 f
z3 = ones(1,sizez1)';
7 |$ _: N. `% P0 y5 ? D
0 B* Z, i7 l; j9 f YN = yn1'; %转置* P; V* ?" i4 ]4 M9 ~2 N- h. Z
%YN
1 r6 G/ ^" \2 J& P# ~ 9 F2 m2 [; E7 W8 O. M
B=[z2 z3];/ Y" \1 j/ S9 ^4 N8 _- Z
au0=inv(B'*B)*B'*YN;0 L0 F+ v9 e- y3 h9 M, |; w! d
au = au0';4 p f# X0 Y/ \& q) t% P! \$ }
%B,au0,au5 z$ {5 D' P( j- C% R# l
; ^/ }& v1 E# a, }- P6 z afor = au(1);8 L, M" X( |; q+ _( C
ufor = au(2);6 H# X, F' _9 `: h* n
ua = au(2)./au(1);
! i% F4 i( ]; K! M %afor,ufor,ua
. i% Z: U: Z- C* N9 m# \1 A* {/ q %输出预测的 a u 和 u/a的值
& Q1 ~/ r1 h: \( y" l9 ? + f- o1 Z4 q |( S& x/ l& v
constant1 = x(1)-ua;
4 [' m! K5 { E5 O: b/ B, l afor1 = -afor;
, ]8 A9 |! S6 p% _% g x1t1 = 'x1(t+1)';! t7 i: o" j9 P3 v4 d! B1 P# u
estr = 'exp';2 P. n. m; `, D' u* y& ~
tstr = 't';
2 m; f. o5 M% l& ?- G# F, k leftbra = '(';5 n! Y; v8 x j7 Q& R
rightbra = ')';
0 I+ K% c6 r! P. ^, r' ^( y) f %constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra+ |" ]2 n" ?/ h/ a$ i
0 l: \! V- R# e/ L. f; |9 ~. K7 i strcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)
0 _: r- Z, k7 o) [ %输出时间响应方程
( D' I" v' A9 ~' D0 M 4 f+ d0 `8 \. o
%******************************************************5 K1 X7 I# u% S9 t$ r* J! a
%二次拟合- J! g& x! p7 v, O% `9 _3 I5 P
) h. W5 [# Y1 b* [
k2 = 0;
1 I/ {- ?4 k) U2 j! U for y2 = x1
' E( R0 N9 z& k* c8 f% r6 X k2 = k2 + 1;
4 L4 a; J" n- x; F if k2 > k
# Y9 [" L- U- o# ^ else' B5 W; Y( g4 v# D
ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor); . e |9 |: ^- l: C$ {; p# G7 Q
end
0 Q) ] b) F) B: k( F, A1 ^# Y end/ Z% e3 X/ I; H8 X1 F
%ze17 x1 T9 f/ W% x# E- b1 y6 z6 S
! B2 z7 e1 g4 n4 X sizeze1 = size(ze1,2);& V0 K, Q2 Y# ^2 {
z4 = ones(1,sizeze1)';
4 Y: `0 s5 u( L; e7 X0 G$ I G=[ze1' z4];, {' E9 E: L' F4 s) |. S3 u1 M
X1 = x1'; d2 K% n7 X, I. }' w: f3 _5 D% u
au20=inv(G'*G)*G'*X1;' q4 h8 I/ W8 q5 V4 o; x9 Z
au2 = au20';) i3 ~& O" p! R" r9 r4 f. a
%z4,X1,G,au20/ J% d. t! B4 F
( ?! Z2 j" S5 F; _3 ^7 Q Aval = au2(1);
& X8 I+ X9 \5 {' s) u/ q Bval = au2(2);
3 c' \; F- C& x8 H. Q. Y %Aval,Bval; w% f) W K0 l0 M
%输出预测的 A,B的值
1 p5 o% t1 M# c6 I/ V0 h9 q
8 m9 {9 z: l6 s" G s% I strcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)
: _" ^& `) G. a9 Y %输出时间响应方程) X% m5 X. d/ Q: V% m
/ w0 j" ?7 r' f. P4 l" r4 ~ nfinal = sizexd2-1 + 1;
, d: i2 R& \& q) F7 \: l %决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入
9 O9 w" z2 n h- [0 K" d2 x
0 |* i2 e% C& g5 B6 l %nfinal = sizexd2 - 1 + 1;8 n n# M- C+ @: o: @
%预测的步骤数 1
: Y ~. u! `, I& Z3 ^" Y# V1 D# v ( {' g0 G" q; b7 ~" H; y
for k3=1:nfinal
$ N0 q( T& D) t% ~1 q* Y' [5 v! F8 K x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;
* u, t" A L. F! x end& y c' Y/ n5 Y7 c5 U, k; t# v
%x3fcast
! M9 Z. j6 I( ?2 {, m! X# A %一次拟合累加值
' [' X& U Q5 V4 w0 x 7 F a3 P9 M; k+ e& O E( F
for k31=nfinal:-1:0: J2 F# o7 s ~; r/ e" S- d% s
if k31>1
8 A4 O" S3 M6 |+ M x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);
, e( [6 b. m. j else# \5 `# A5 ^: }4 G" k: @- c: W8 M
if k31>05 r4 U! V% m/ {8 J
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);
5 N: o7 `8 J* g8 D# u5 Q# Z/ @ else
# ^, h) h0 n3 [: t& Z* ?, v' T' W x31fcast(k31+1) = x(1);- s0 z9 C3 J. w* q3 G
end$ I+ z* b9 X/ j5 E8 i+ n; y- l4 X, r
end1 S' ^0 e5 W8 m6 T6 R
7 ?$ _5 D1 S$ ?4 S3 j end
% n- y0 c/ o) D; H( _4 g5 }$ c x31fcast
' V2 O' c2 `( T/ j7 h5 E %一次拟合预测值) {4 |: E# x# \% g* _
: C" A. V$ c3 r+ J6 Y' S2 R
) Q' B7 r) E- T8 Z! G5 [
for k4=1:nfinal
* f- j' O9 C$ Z- N! e) Y M+ M, y, | x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;: q) U. N# a1 }6 _7 N2 Q
end* P9 h. ?& o+ ~/ t% e) W
%x4fcast& g' K5 c) f2 }( x. `# ]( W0 r9 ]- [
7 u& r) }9 f3 s2 E
for k41=nfinal:-1:0+ k% @/ i4 t( ]
if k41>1$ }! b8 q" y$ }1 r/ c
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);
4 N" v- y' N; V! A2 m1 j- V else3 J: |4 Q6 ?" F, X
if k41>0# j; D6 [0 j4 G4 o( w- a
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);
5 h! h+ l+ O/ p$ c else
: ~ s+ e# f2 K8 D$ O* X5 f x41fcast(k41+1) = x(1);) c G2 P6 k x" x8 K
end
' ]7 L* j( ?5 U$ T9 R& M Y end
: \1 W X# R5 d3 n
5 H2 k# t* `6 | end* P# w9 [# H4 N1 B# t
x41fcast,x. G3 Z+ _7 B5 ]/ K
%二次拟合预测值
. n. O- i% M- c j. L$ Q( z+ c9 {
%***精度检验p C************//////////////////////////////////
0 I |# F( t$ ?/ Q5 A k5 = 0;( i- E1 ]" W" G4 ?! m7 L
for y5 = x
2 z: g% V, D( Q, f6 Y k5 = k5 + 1;
/ A" x7 x5 d# h# G if k5 > sizexd2 2 \8 m, K! N# N) @
else1 N2 ]6 R$ P3 S% U; R% o1 p! t
err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5); + x' U2 a7 v8 m
end
8 w0 g0 d/ {& M3 M" j, ` end M+ y: Z2 \) n7 t# s: ]/ S
%err1, N$ ?2 U, ]. Z/ {+ S
%绝对误差
9 I6 v( G+ ?; M) c4 [( s0 Y
) Z3 s1 v; _! e# J p1 H
6 e/ U9 l; j% q! f3 \ xavg = mean(x);
# u0 a/ |" e. n% e/ E %xavg
( g* r, J9 R6 g4 j0 ^( ~" B %x平均值
" a* j; e, N, G6 O4 i
o( |- ~$ G" ~4 M& y err1avg = mean(err1);2 l; T9 N3 U* R7 T# F& g* }) ~6 A
%err1avg+ K/ z+ @6 B8 f/ o
%err1平均值/ z- H: Y0 ~4 N1 A( a* t, k
8 V: r2 D/ [' }/ S0 j
k5 = 0;
9 g% [! m1 G3 E: y6 u* @6 C s1total = 0 ;7 Z% u7 V5 j. p1 j6 y9 R9 u
for y5 = x
/ |# \/ E1 K9 |& [. M4 Q. [, v k5 = k5 + 1;5 N4 ]" X, L+ t5 m u" s4 c; Z% F. z
if k5 > sizexd2
# ]1 C7 @6 ?/ s. U* G$ W9 Z6 e else
H8 F) @) u! {! H! }7 W7 e' u s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2; 1 e- @% T# v6 |9 s1 u$ i
end9 e: x/ e* R/ b% s N' p
end' V- b9 y& Z8 L0 v4 m! Y1 v
s1suqare = s1total ./ sizexd2;3 G. U! m, H* p5 J# t# Z2 ~ c
s1sqrt = sqrt(s1suqare);
2 q) k7 f; m0 A4 C! T- R. c %s1suqare,s1sqrt) D$ \( c+ S$ z4 E
%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S11 X1 E { H; j
! t: K, }9 a& y/ R4 I7 K4 h. z
k5 = 0;
, f2 n C5 u& ]& p* S, i2 H s2total = 0 ;& H3 X' k/ ~% J" b N7 j1 Q, @# C
for y5 = x' ~/ z# d" D0 l# {% C
k5 = k5 + 1;) N' t0 }% B. a) h5 j/ v. z
if k5 > sizexd2 , ^" q$ k( e) i- Z/ r# W
else/ Y3 v* V% Z4 Z1 p4 K
s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2; 8 l- r2 I' r' p/ c: z5 K
end6 X9 C+ m! X! {0 k/ l
end
e# ]8 n! I5 R5 c+ |8 j$ W s2suqare = s2total ./ sizexd2;
2 K E* M* e2 f& }* B %s2suqare 残差数列err1的方差S2
5 S b$ B% r- w 5 @% Q! F* g/ D' s2 b
Cval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);( ~3 F. E' M0 |9 j. ^
Cval; f4 }, H' \- Z( C9 d [1 P, ^( Y
%nnn = 0.6745 * s1sqrt5 \) ^" Y: {$ i; L- P7 l
%Cval C检验值: z3 G- J2 f; e! T2 s8 h, @
+ L9 i* G F& F" }' ~5 f8 w
k5 = 0;
6 p! y0 S1 o: @0 |/ l, W7 i) Y pnum = 0 ;" I- L# W) U+ k0 [, m
for y5 = x
3 N7 U+ H- f3 ~! V k5 = k5 + 1;
' a7 h7 U; K, o; V- d& k1 _ if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt# k c/ q) c1 ?
pnum = pnum + 1;1 \/ E1 ~; r! }, n
%ppp = abs( err1(k5) - err1avg ) , I. K) }' E% k/ O4 G1 A! z Z
else
2 x8 f# k6 s. ]0 |6 H) r4 ~ end6 V. Q" J( d% \) ]* d
end
/ M' q$ s, W7 ^ pval = pnum ./ sizexd2;- Q. b% ^* c ? r( a3 H
pval
" \% E2 G" c6 f4 O e* S %p检验值
7 H/ }3 l- Q: h* W2 p9 V$ x & t8 M4 {# t) [+ r2 Z. s# U6 s
%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan