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[问题求助] 灰色预测Matlab 程序

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kelimasa        

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    [LV.5]常住居民I

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    发表于 2011-12-15 09:26 |只看该作者 |倒序浏览
    |招呼Ta 关注Ta
    * z+ {# n/ F- [8 v- x
    标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab   分类:技术点滴 2 o( ^/ B7 [* p) z# V% D

    5 H! l& \7 K' C  d% U4 ^; x%by allen @ 红嘴海鸥
    ! _2 }( q  {! t! F& w; C  V5 W3 k2 ?, f%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4 v1 M" A, X- ]; g

    & N% e: T; i/ j8 O%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
    7 S) K9 E4 Z# I: X$ ~* P: N( ~' u. a. [3 X, S  i# X: l
    %x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x);  测试数据
    4 b  r" z, W, g% D  k- }5 T* l0 [
    0 u" p9 ~# m- H  C7 V- P, n%二次拟合预测GM(1,1)模型
    5 |* V* N& D5 c# q2 r% `4 dfunction  gmcal=gm1(x)7 ~. @- X( w7 H4 q
    sizexd2 = size(x,2);
      }9 G8 y' A, J8 Z%求数组长度
    ) G* P$ |  W  a" \' s1 X3 P8 ~" W4 q& c
    k=0;
    0 `% I5 x3 r$ c' Vfor y1=x
    + k3 ~2 z3 U7 N) Y% H; u    k=k+1;
      T  R. ^+ @* I6 V# Y    if k>1
    3 d2 w7 Q. P6 s- ~        x1(k)=x1(k-1)+x(k);% _% A* u# H2 z# c& w
            %累加生成
    7 v( \# |) a% t4 @/ y, P        z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1));   - z8 O  _3 T& B4 G) |% D  G& t5 [
            %z1维数减1,用于计算B
    4 h, m/ l0 q$ S1 }        yn1(k-1)=x(k);
    - U* `# t8 N  K- P0 r    else
    ; p9 e) h/ T2 ]/ u! S        x1(k)=x(k);- |, f1 H0 }# o8 `/ l1 U
        end7 h1 j- r: P. j
    end
    ! J1 l/ n# B. Y) O% v2 K9 I%x1,z1,k,yn1! y/ l1 i: M* u/ ~% n& m
    ! d% Q4 T+ c& R
    sizez1=size(z1,2);
    $ [# Z3 q' H0 c/ m5 g%size(yn1);, J) B3 E! A" R. _# C
    z2 = z1';
    1 W$ ]# X! ^9 u* |! ~& W$ J+ bz3 = ones(1,sizez1)';4 T3 z5 D- k* r0 P

    * }6 t9 s- \1 nYN = yn1';   %转置6 f; K% y* K- y* _2 P
    %YN
    & s3 T* `5 \+ v  H1 z: F# ^! i: E. a7 \  A( G" \
    B=[z2 z3];3 y* c* {) ]( P1 \
    au0=inv(B'*B)*B'*YN;
    & J* v& }" e3 w: {- ?9 y- kau = au0';8 Q9 d$ }+ n4 e  I2 U& g
    %B,au0,au
    " N" C/ l9 B; Y! ^. h0 S7 `1 C( m4 P' i; h* ^# e
    afor = au(1);
    1 f' k8 Q$ h* j) g' n2 r" M& o, H, cufor = au(2);! Y3 C2 p# s2 W
    ua = au(2)./au(1);
    - k$ w0 E, U- {2 F" D6 V%afor,ufor,ua
    / v4 e7 k+ d/ C* q; b% j* [: g/ a5 h%输出预测的  a u 和 u/a的值
    4 A/ d7 q( g7 [( F; n8 o/ P& y: }& C/ T
    constant1 = x(1)-ua;9 P: Z+ t& f$ e* y
    afor1 = -afor;
    , N+ c3 U: o3 k5 D- Rx1t1 = 'x1(t+1)';
      p) M5 j# d& jestr = 'exp';
    1 a+ D  f: f" G; M3 D$ A. v3 |tstr = 't';
    6 r1 {: h8 W0 B7 Z$ T, U' gleftbra = '(';* q/ x  L2 Y3 V0 n8 x
    rightbra = ')';1 T) O  R9 n) \( n! b
    %constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra, i3 A6 w/ L8 ]

    / ?* V+ q7 m" k! _9 d3 J& _strcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)1 r5 [1 B' B/ E" @0 n$ X# v
    %输出时间响应方程% r# y$ `1 U3 N- {

    4 f* ?  o; c3 [+ I! E/ v%******************************************************0 E0 ^# w  k0 ~* a; G& I3 w* P; P
    %二次拟合
    " J  N. K3 ~# ]) n! q5 R8 B/ L
      n% t: ]4 Y' u- u/ {7 {0 T* xk2 = 0;. B5 ?7 ~' j0 O2 J" t( q0 g
    for y2 = x1
    ) I  M& o, Y& b0 m    k2 = k2 + 1;; S6 p0 d) F7 K6 F" D2 N! t/ M
        if k2 > k  
    9 F' ~6 j8 s0 p    else; P) B* |+ h3 `* P
            ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor);  
    0 M( m- K: ~+ \( y$ L    end
    9 ]' A0 s+ C: B- h3 z2 q' Hend  a1 a" }5 F& o) t0 e
    %ze1
    + P8 l- ^2 X2 D( e6 C5 a. L- P- V5 R" m
    sizeze1 = size(ze1,2);
    $ \3 T) R. l8 kz4 = ones(1,sizeze1)';
    1 w* @; ]" ?9 F2 }G=[ze1' z4];+ V+ t" [8 t: M0 ?* d7 u
    X1 = x1';
    , y& h# G2 J4 k$ [9 p& kau20=inv(G'*G)*G'*X1;5 ^5 X* X, g/ t; a7 V7 N
    au2 = au20';7 e- Q. r3 P! i6 G( |
    %z4,X1,G,au20
    $ W! O3 S7 X+ J1 c
    % R  d4 v& S0 y6 @/ OAval = au2(1);& B& g* y4 Z# ^& J" a& Z) c
    Bval = au2(2);( \: b6 T" g6 l
    %Aval,Bval. ~% n* g4 P% j" Z$ c
    %输出预测的  A,B的值. x2 ?' R  t- M4 |6 W$ D! B

    ; C9 |3 w# F& N- L8 istrcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)9 |# P3 y0 z4 e$ _: ?  r
    %输出时间响应方程8 j( x& c. M' c3 `

    " z+ I0 L* l+ M4 y9 pnfinal = sizexd2-1 + 1;& s' x" t& p  Y/ v$ R2 V5 O
    %决定预测的步骤数5  这个步骤可以通过函数传入
    4 k5 O3 w. U6 s# C. _7 M  w* Q( ^5 H
    ) d5 L, A3 N1 y2 S# J2 p%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;+ X3 d% h: z" N5 N. P
    %预测的步骤数 1
    + f. t5 t& S  D! P
    0 @1 z$ k6 h8 P7 c% Z) q( G. q. Zfor  k3=1:nfinal5 p; u; h' M' k+ Z8 A0 U0 U
        x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;
    ; G" k  _, Y- {7 vend
    1 G8 U$ B$ _  J%x3fcast" d) p, ?3 h* r8 f( Y) S
    %一次拟合累加值
    : @8 h# p, y( n: i: f
    / y4 C! t- Z( hfor  k31=nfinal:-1:0
    3 @' v& l+ a6 q! X, D+ l  R) e    if k31>1
    ) [" n5 J( c0 a2 @8 Z- B5 |        x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);8 G/ E2 `* K$ g. E% j. m
        else
    1 k2 `1 M( F& f: K0 I! F        if k31>0
    7 `8 g6 g4 ?; {2 k+ E. K            x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);3 J" H5 B- @# F) k1 j; u
            else
    ; h7 c( T; v9 F0 A& F6 n1 g            x31fcast(k31+1) = x(1);5 Z3 \- W3 C% V* i) C  Z# p
            end
    / j, l& R+ E8 `3 p8 t- T. E4 a    end% q+ e: S( J# u8 V' Q
       
    7 p- p: j7 K/ Z9 z1 E+ oend
    - Q  v* ~8 m0 @x31fcast
    4 S9 x) T$ \$ E3 N2 [& J. Y$ {* A) ~%一次拟合预测值
    4 ~2 B& i2 f, p$ T/ J6 L: D$ k& _/ s

    % Z8 b- u- B9 Q+ a; i1 M( qfor  k4=1:nfinal$ P- |& Y4 g) X) }+ ]! c! s
        x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;
    2 t- U! T: y/ ]5 S! P0 B; f/ [end
    8 p$ M( K6 J/ b, q( x1 s%x4fcast
      `/ L$ E& o6 V# [3 C5 _* L3 Y: Z" z/ U3 J' e
    for  k41=nfinal:-1:01 w8 p: H, V! W1 r1 S3 p( m
        if k41>1# @, F3 d) B- B( A
            x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);% m5 F) \  ^4 t  i7 P% g1 N  J
        else3 e6 [' Q$ J+ i$ Y6 }, H/ P& v" J
            if k41>0
    ! Z7 P  i! t4 n* A            x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);
    ; T" t' u$ z  l) m( N        else
    ' ~$ F7 t* L6 ?% Z8 k7 _% L. q            x41fcast(k41+1) = x(1);, O3 b4 K3 |/ @$ J* X0 K$ A
            end
    $ Z& Y6 \) d( n    end. z, b. i  E4 e, s; L+ ^0 M1 h4 k
       8 o6 G  t2 Y$ N$ w) y# T; z
    end
    + W; s4 h# S' A/ nx41fcast,x
      S5 t# O. p. W1 w( F%二次拟合预测值# v8 o4 l! }% N, u  H
    1 I( n( f* \/ K; d  [: ]
    %***精度检验p C************//////////////////////////////////
    % l. F& T6 i4 X/ E: Y: ^! zk5 = 0;+ J# V. B) _9 U' z, u. h( `/ q
    for y5 = x
    / E7 [: f( {" Y2 \. L0 v4 S  A    k5 = k5 + 1;
    / S+ W9 J# f* G2 P' @    if k5 > sizexd2  + A! h  ~6 s' V0 g" S" y
        else
    ( d2 J# Y- k" U5 Z- Z) y        err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5);  ( k5 \' u3 j2 D, e7 e  }
        end; F9 H- y& V. V5 [. B" M) m4 m" \
    end
    ' J7 U1 Y4 w+ G6 b- Z%err17 a3 K. H2 c9 h% f) |3 Z. i% I
    %绝对误差
    : |5 }) M& X/ e' M" u7 n
    6 {4 m# z- s' v2 \/ e2 Q6 I4 g
    7 H" i1 Z6 I6 q' U2 a' C( o% A; yxavg = mean(x);
    9 c8 i4 A0 K. m1 A%xavg* A  C5 [& h2 e% g& X7 c1 ?# n7 m
    %x平均值
    ' r( G/ T, o0 W0 s, P4 S' H& m1 s; {! p4 z+ x: N, a0 {$ J
    err1avg = mean(err1);
    # }9 ~" u8 N1 W3 c%err1avg
    9 Z' M' a- _2 e# P( C; O+ C* F%err1平均值3 ~/ l, H6 g: D) y# q1 S; M" @

    # s- T: ^2 H1 h, T8 _k5 = 0;
    1 [# }+ V( X, T1 Q3 zs1total = 0 ;( F7 S1 Q: [7 m5 ?( C- R  \4 V
    for y5 = x
    7 x2 p, k- U4 v9 c    k5 = k5 + 1;
    8 o4 d% x( O; Q- _    if k5 > sizexd2  1 {/ v# x, T/ b( c! b  c
        else7 M* W/ h1 O0 d5 ]# I! D  l
            s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2;  
    5 |* A, l5 x% b( g! B    end: T) i& d: L3 K- f0 c/ }# W- n/ t6 s
    end
    + o6 a; p! u) K& Vs1suqare = s1total ./ sizexd2;
    ! }, Y, D( ^( D" n3 D6 ts1sqrt = sqrt(s1suqare);/ m! ]) P) s! U4 R' M
    %s1suqare,s1sqrt
    4 z8 w2 x- ^# W0 k%s1suqare  残差数列x的方差  s1sqrt 为x方差的平方根S1
    0 Z) ]' E& R- P
    ( H# {' S- {. p, C( \5 Pk5 = 0;
    ; y1 ]+ f6 _+ C8 W  L- ?s2total = 0 ;: f, Q4 |. m  t
    for y5 = x  {* J7 L, k% {; s
        k5 = k5 + 1;
    1 D- D( b' ~- Q; a4 c$ O    if k5 > sizexd2  
    . Q: e# D; J4 a5 c. X    else) N3 q' z, a# d4 x+ e, o5 G; J
            s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2;  ( T1 g4 \0 l/ H7 }& W$ q
        end9 ]) X8 |& }: E- |' J. U8 {/ G
    end. E4 ~, M! k' T0 t/ p  V2 `
    s2suqare = s2total ./ sizexd2;: a/ W+ b; F9 I0 o% _1 C/ _5 t
    %s2suqare   残差数列err1的方差S2
      b4 j' c/ `. k" ?# D# w$ A
    6 G. }% n4 s  ZCval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);
    9 c' V2 g. u* a' w, RCval
    * @! c. [# @2 W3 O%nnn = 0.6745 * s1sqrt
    " V( `$ r, E) f# O( c8 N8 F%Cval  C检验值0 v. R5 ]8 z9 L! d. K
    0 h, E6 u* u* W4 H0 ~/ K$ _: Y$ E0 V
    k5 = 0;
    % A9 F' J5 G4 ^/ v. o: Bpnum = 0 ;
    - K+ s, s4 |) u/ M$ c8 Y0 t4 Zfor y5 = x8 l& f% o, y9 ~9 U* E0 T0 \
        k5 = k5 + 1;
    * ~; d( I. g: A% s# f    if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt
    6 H; M+ v/ {% d, O) K4 [        pnum = pnum + 1;( c& ^5 U6 B9 e
            %ppp = abs( err1(k5) - err1avg )     * i& z- v' v: q! q9 z
        else
    4 d, ?2 _0 j4 `6 l  C    end1 `" V9 \" X0 L+ E  I
    end
    ! h# L0 [6 \9 z+ Q% i9 o% Zpval = pnum ./ sizexd2;- j! x6 z9 R2 [$ D3 ^4 t1 i
    pval
    7 j. L$ k, U4 s( t/ z7 h6 q%p检验值. C0 c% b4 @+ s

    : B0 A4 B0 Q! p2 A2 y) y%arr1 = x41fcast(1:6) 灰色预测MATLAB程序.txt (3.86 KB, 下载次数: 170)
    zan
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    zgtjdxlhz  matlab在数学建模中的应用书中有更简便的代码  发表于 2013-1-27 23:09
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    厚积薄发 发表于 2011-12-15 09:38 - K0 Y% s- |4 o. s
    不错,好东西
    7 q+ O! s8 \2 Y/ e9 g! R0 [
    嘿嘿,大家一起加油啊~
    ' Y% E6 q1 k3 c  k1 {  L: u0 {
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    请教下楼主,最后面的c检验值和p检验值是什么意思,标准是什么,什么值算好呀??
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    [LV.3]偶尔看看II

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    梓爱 发表于 2012-7-11 09:49
    / z) U9 m3 }9 Q/ w请教下楼主,最后面的c检验值和p检验值是什么意思,标准是什么,什么值算好呀??
    + Q0 M. q& g( L3 K, [' S! S- \
    此问题已解决,详见如下:
    . f3 F' _, d- S( d5 b* c8 M8 fif p>0.95 & c<0.35! j/ t4 H" b% g: T+ Q! @
        disp('The model is good,and the forecast is:'),0 P4 M' G7 Z! i" h5 t
        disp(Hatx0(length(x0)+T))
    ' o- H2 e# R) g1 C; x  S, Z$ ^' ?1 R$ Aelseif p>0.85 & c<0.5
    . N! e! f8 F* K2 l4 o    disp('The model is eligibility,and the forecast is:'),
      R( M0 f, ~3 K! O; G- F% N    disp(Hatx0(length(x0)+T))
    # K3 f$ E! Q) }1 C9 velseif p>0.70 & c<0.65
    9 N( v- x( |% h# R    disp('The model is not good,and the forecast is:'),
    2 T1 X" y+ i2 b$ A. d) @    disp(Hatx0(length(x0)+T))
    # E/ u3 ], S9 Pelse p<=0.70 & c>0.65
    ( d) a$ _- U5 g4 N% J* m    disp('The model is bad,and try again')
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