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签到天数: 2 天 [LV.1]初来乍到
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 群组: 09年国际数学建模群—鹰之队 群组: 数学趣味、游戏、IQ等 |
灰色预测常用的是GM(1,1)模型,该模型存在一定的缺陷,修正起来比较麻烦,另外GM(1,1)模型是一种呈指数增长的模型,其预测精度受到原始数据序列光滑离散性的限制,当原始数据序列不够光滑离散时,利用GM(1,1)模型所建立的系统预测模型精度就很差。提高GM(1,1)模型预测精度的方法较多,其中主要是对原始数据序列进行变换,增加离散数据光滑度后再进行预测。常用的改进方法有:指数加权方法、对数变换方法和开n次方变换方法。从预测结果的相对误差来看,对数变换的预测结果为最好,开平方变换的预测结果次之,指数加权变换方法较差。8 v+ F# N. j; ]+ n8 P6 {
几种灰色预测模型
( y, H6 H' }3 S* i1 GM(1,1)预测模型[1,2]
& \9 l. U' H8 ]5 T+ G GM(1,1)模型是对原始数据序列作一次累加生成,使生成序列呈一定规律,并用典型曲线拟合,建立其数学模型。
" b- z8 j4 a" H 对已知原始数据序列X(0)={X(0)i}(i=1,2,
4 v F0 `7 X0 ]…,n),首先进行一阶累加生成新序数列X(1)然后按新序数列中数据间的变化规律对X(1)建立白化形式的微分方程+ D; i) R4 |& h. n( n1 e
! f! q- N' B! p) l2 B
. U2 v7 K. n, H( y式中 a、u为由最小二乘法确定的参数。) L* G. W0 ?. O
对X(1)(k)进行逆累加生成还原,可得到X(0)(k)预测值,即为GM(1,1)预测模型
5 l6 w& R% T' X* d7 [. U ) j# H3 e; X6 s$ O
2 指数加权法
6 c7 Q2 j( W% f6 r" }5 D 用指数加权方法改造原始数据序列,然后对新生成的数据序列用GM(1,1)模型预测,最后把预测数据序列还原。具体预测步骤如下:' n I, C. ~2 {* c( c8 @
①对原始序列{X(0)(t)}按公式Y(0)(t)=αX(0)(t)+(1-α)Y(0)(t-1)(t=1,2,…,N)生成新序列{Y(0)(t)};+ Y% h9 R0 Z! e# s. ` ^
②对新序列{Y(0)(t)}应用GM(1,1)模型进行预测,得预测序列{Y(0)(t)};
- C, h: u% w" D8 S: v2 w ③再按公式X(0)(t)=[Y(0)(t)-(1-α)Y(0)(t-1)]/β(t=1,2,…,N,N+1,…,N+L)将序列{Y(0)(t)}还原成序列{X(0)(t)};) ?# W) f2 n' y1 p$ v: [
④在上述计算中,根据需要,可以调整α、β的值,以控制预测结果和精度。当α=β=1时,即为原GM(1,1)模型。
+ m; l0 V5 I+ E 指数加权方法的主要优点是,可以通过调整参数α、β的值来提高预测精度。
$ b9 O* s/ @+ `$ ?0 J; [1 L3 对数变换法
" V. @; c* r2 L! o8 \' Z 若原数据序列{X(0)(k)}(k=1,2,…,)为不光滑离散数据序列,则对{X(0)(k)}进行对数变换可得到{lnX(0)(k)},这样往往能提高数据序列的光滑度,因而可以用GM(1,1)模型对{lnX(0)(k)}进行预测,最后通过exp{lnX(0)(k)}还原。通过这种方法,可拓广灰色系统预测的范围,提高了预测精度。
' }5 ~! Y- j1 K4 开n次方变换法/ \* j# e9 R! k& q+ t
主要思想是对{X(0)(k)}开n次方变换得到数列{X(0)(k)1/n},对变换后的数列建立GM(1,1)模型,最后通过对预测值求n次幂还原。" e3 A6 E6 P3 @. y+ I
2.5 灰色关联多因子预测模型[6~8]
. c3 V4 G: E+ i8 J. H) R: r0 [' J/ g{X(0)i(k)}(k=1,2,…,n;i=1,2,…,h)代表原始数据序列,相应有均值时序和均值累加生成时序。均值时序若与非齐次离散指数函数满意趋势关联,则关联多因子预测模型为 / L& D$ s0 Z3 }
B/ `3 \' v. R- F
X^(1)(t)=AX(1)(t)+U (t≥0)(4)5 |# Z6 l- U( ^: d2 h+ R
其解为1 d i1 P5 K" {6 R
X(1)(k)=eA(k-1)(X(1)+A-1U)-A-1U(5)( z0 q) B" T: X7 K
0 O5 X4 q* P' u6 }- @
$ ~2 I) h3 c+ b
还原解为3 R. @ v3 {5 R- q
X(0)(k)=2eA(k-1)(I+e-A)-1(I-e-A)B(6)
?/ F6 N# F& W& g. J: @* R ~式中 A、B为由最小二乘法确定的参数。 |
zan
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