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[LV.5]常住居民I
$ P$ l: F3 K% m 标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴
/ K; o- R/ J3 f6 P
5 t" V: n2 A1 h0 N %by allen @ 红嘴海鸥 7 a. Y( W0 E# {
%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/ L# u% o$ q; T
4 u; F a9 z F
%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.m5 U9 H4 }% r- b4 d; i7 E3 t' U+ Y- h
2 V- R' O' h9 U. R! X# v
%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据
e6 | f& u" i# N& }$ c5 O! ` & A) {1 V6 \: a1 H) T
%二次拟合预测GM(1,1)模型
3 l# N' ?5 Y/ T+ c' _& F' I function gmcal=gm1(x)
4 \$ t. W2 l$ O$ E& K$ l) p sizexd2 = size(x,2);
+ m# T) A! I! O, t2 H2 b" H6 u %求数组长度
+ x9 Q, m B; m' A
: j; N2 m5 Q4 I; V8 g, Z k=0;! f: X2 M# u0 v9 j3 X
for y1=x' K6 u+ G& f5 A' w8 m3 r/ { \- A
k=k+1;
2 z. N* ]) |+ Y if k>1/ p: y0 ]) z) `& B" x- V- q8 |
x1(k)=x1(k-1)+x(k);
" n6 Z2 v% O9 Z! [( ` %累加生成4 t- l' }& ]7 |# x
z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1));
% D/ e8 q% d2 G5 }4 c7 r %z1维数减1,用于计算B
& T- t* Y0 q% @1 |; `8 W yn1(k-1)=x(k);0 d. ]" u; T2 }
else
9 \! \8 B" P0 q3 x9 U4 S x1(k)=x(k);3 F' k/ M0 U: d: V1 s
end
9 W7 n5 n$ b8 u2 I. s$ Q end8 C6 ?- [0 ]5 `5 p# I
%x1,z1,k,yn1* _& V! `# F" P- X! W! x
# P, y/ v9 M1 B/ Y/ S1 j: A N sizez1=size(z1,2);
# h: I: ^" Y6 m5 H) _7 x A! N% t %size(yn1);
( g% R% V$ p9 z, T3 b, Y2 H z2 = z1'; X2 q7 q9 O/ g# C
z3 = ones(1,sizez1)';
' `- a& u7 f G! S0 W2 d
4 M- W. Z/ P4 N. w YN = yn1'; %转置
) {$ V; J( _9 x& k$ ` %YN5 h: P1 E% w0 T& y+ U6 a
$ o7 [! a$ c0 B B=[z2 z3];
2 q/ u' u6 a3 l/ |# N au0=inv(B'*B)*B'*YN;
# B2 ^2 ?( Z: N1 X au = au0';
) q" z% Y$ w5 t7 H ^. j %B,au0,au d9 b. F! ]/ L# s
8 E, b2 F2 T1 i V. s afor = au(1);9 [6 L0 d& J6 e" a
ufor = au(2);
e- N. v1 M, z+ t5 t ua = au(2)./au(1);8 z5 ?3 B/ l' b, D
%afor,ufor,ua
. D4 J& B7 k* m( a& D- k %输出预测的 a u 和 u/a的值; S, G! M' \* R3 X
; \3 _$ B, u7 I: d( p& E constant1 = x(1)-ua;$ A# I J( [6 \* T
afor1 = -afor;6 V' Y" S0 s$ W0 p4 q
x1t1 = 'x1(t+1)';
& i4 }7 b, l6 h- Q estr = 'exp';6 E+ S4 p# z& l4 b* a9 p7 B2 Q
tstr = 't';" ~. |' D! x) H( D0 s: E1 s* c
leftbra = '(';
0 O; p; d' H- |5 T* e rightbra = ')';7 T+ ?" j6 Q: Y
%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra
6 H$ K+ g# y7 x9 |, q * U0 W' y* E5 N& y& y. Q# L2 d0 x
strcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)
4 x, I% Q" X! D+ l8 f- X* ` %输出时间响应方程
! V% I9 J$ U+ \$ w9 h7 I
+ t8 j1 b6 R( D2 e# v6 ^$ o %******************************************************$ k' {# ]8 q' C+ [2 C/ F) S
%二次拟合' c6 ^6 S9 _7 D
& Z# \, P8 t4 K$ K* y) ? k2 = 0;* ?1 Z9 E7 W7 a3 L1 N# R
for y2 = x14 t. U) w; v5 k- ?: d, Y
k2 = k2 + 1;
5 S f8 H9 o# d1 j if k2 > k , ~! l& {3 {& f: y* @9 P) r2 M
else s8 f1 T. \8 \ y2 \- n4 S. z
ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor);
! d% B; M, s; T- e end( ?3 ?7 J- f' {1 U* u
end9 Q) g% p. Q; E0 G7 f# |) @5 |
%ze1; P" e+ A8 O' A- C' Y9 z) M
, F% p; Q3 Y- Q3 R( p B sizeze1 = size(ze1,2);
7 _0 x) M2 ^/ U: W7 } z4 = ones(1,sizeze1)';
" I( R. R( h" p( k1 m G=[ze1' z4];
: U' O" o# S* Y3 G& F X1 = x1';: ~: U) F2 c6 o" f) ]% K* i
au20=inv(G'*G)*G'*X1;5 q z i/ v8 C7 z; U
au2 = au20';
3 k6 Z' z" S8 x: S %z4,X1,G,au20 H& z! D# o9 W! Z- `, c& O( \) C
( }1 n x6 I% Y+ o+ P
Aval = au2(1);
& o# m. c0 ~$ y9 p Bval = au2(2);9 X, [0 F' Q6 C
%Aval,Bval5 N2 ~2 y5 ^& p( j9 Q- z7 B& m
%输出预测的 A,B的值: A" z" N0 i/ K6 B s& c
7 _0 C0 q$ b; I* Z" z strcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)3 ~* c7 l/ I) q, A2 `# \, N
%输出时间响应方程& C1 n' I% `! {5 O$ ]/ W
( }) v; G% g6 {6 f nfinal = sizexd2-1 + 1;
$ v( Y }" v3 A, ]. ~ %决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入
, w% V P W3 m6 j' Y9 y0 b + W1 d' h' s6 C4 a
%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;
: p2 U+ @ @2 b1 } %预测的步骤数 1
3 G( h* j$ {& h3 ^
3 z5 f% f2 Y) @1 H# j _& ` for k3=1:nfinal
, F! L# _$ ?" ?6 E$ `2 K x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;
3 q1 r# Y H. G, v" ` end
( F: W2 u1 v+ q! B! a5 V %x3fcast
/ t5 F: w& r7 _$ Q %一次拟合累加值) b& t# F6 A& x. d
2 }1 g+ Z1 z" s+ S; q* f6 x( n# H for k31=nfinal:-1:0, @6 R! Z7 {) `+ W, ]8 v
if k31>1
, S" f$ x; |3 ` x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);' q& P! c' q4 |$ v4 D
else& } H0 V& ]2 n: S1 j
if k31>02 A: i: `3 k& [0 o( X
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);, f$ v d2 s F: b
else& I4 Z. B, c( b1 K
x31fcast(k31+1) = x(1);: D2 o# |$ k; U
end' r+ g1 _3 J' Q2 ]* u$ n
end
' H, ~& `# ?0 | n8 O# Y
! O, Y {4 X+ V! Y& B; O. O4 E end1 z. d- Y S% }' ^. [0 Y& p
x31fcast
/ q6 a# G5 A v" ~; t %一次拟合预测值
& t, h8 d* e0 Y& \: i% H m 6 { G$ o; e0 a
4 p( [# }7 K, n& u' F+ b* J
for k4=1:nfinal
. B2 `, w) R& c" w$ l( v) S x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;
4 C; l2 L( f( u$ R) W5 W end
6 Z. x% n1 ` J4 @( y) Z, F/ P6 E5 G %x4fcast
R9 N0 N* C1 x$ ~8 f, L
. s/ x. R' B8 [7 b$ A H; m8 k for k41=nfinal:-1:0) h' f6 ^( A: i( `; g) g
if k41>1
! C; ]! l, }- W7 q x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);2 _8 G3 h# D" }# a% i
else
4 e: R9 [% i4 U& F+ J0 h$ I: q4 S if k41>0
5 f7 [# d- A% [; i. L6 j x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);
# N, R4 v9 u1 x4 x) q" m else5 m0 S2 j' u w' N* h U
x41fcast(k41+1) = x(1);( t3 R; ?& x2 Z" {) z" ]
end
" @. K O9 B8 z8 e, w. c end
' g+ q) Q* H B9 M
2 F& P. g3 L- j0 n& E0 s+ | end/ K& `0 `" x, g( c& k
x41fcast,x
0 b) ]( i6 M& T1 A! n %二次拟合预测值; y8 R4 M. q; v/ \; {
l, C7 U3 b$ L5 N4 z6 t6 h2 v %***精度检验p C************//////////////////////////////////+ G: R% K- [1 m
k5 = 0; s# \7 |4 T. W. a" V! d
for y5 = x# t! `2 U8 a/ Q0 V, j( w* u
k5 = k5 + 1;
5 g# ~8 l d# ~ k if k5 > sizexd2 / z2 h( n7 ]7 Y9 }& `& S, i
else4 a- |- ]" E- M
err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5);
, r. }- L. ]* n C* ^ end( c1 r9 l: P9 I; [' x
end
# w. ~# H3 \# P# ]' s+ b %err1
$ p0 u1 u1 p) a1 c/ c- ^! I6 V %绝对误差8 a- E$ m! i, h% @$ j9 q
; O6 ~7 f1 I; V4 b
* V( S0 z* b) @ l1 E# M7 T xavg = mean(x);1 ^) Q4 I- P' e) a+ A( B
%xavg
0 a0 [) C# W" h9 T% M %x平均值! [7 k i0 k7 _ W
/ u& _& s! Y L# L0 o) {
err1avg = mean(err1);
1 L; t3 v4 d4 ^1 T7 J, ^7 D %err1avg' k5 V3 N7 `. L9 I- d
%err1平均值
+ N5 ]! K" V& ^% E
9 c: q! v( y K- \# j* M X! v7 m k5 = 0;
, b8 o8 F2 b- S# K: W/ m% F6 U/ {) _3 _ s1total = 0 ;$ n* ]3 M! Y v0 v: Y* D: ]
for y5 = x
0 s8 `9 y F1 [ k5 = k5 + 1;
9 p# B* V# E" F3 {( f if k5 > sizexd2
+ ~2 s/ ]' \4 E* t$ o0 J" n else7 F& B2 |: E6 n# W9 P# F9 m* }
s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2;
' s q# C, p% g0 \ end
+ ?# G1 `! \* a) z+ g: Q @ end- c& }7 c3 O0 I6 p+ W6 e
s1suqare = s1total ./ sizexd2;0 y8 _( M! ^' J7 H7 o
s1sqrt = sqrt(s1suqare);8 ]! c- [: d0 |* P! _1 s! A
%s1suqare,s1sqrt
9 [1 R. l/ [( m9 S2 s %s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S1/ ~1 i d: X/ W# H0 M* t, Y
# E- E. @% G# S9 B* w6 A2 ` k5 = 0;7 V# C8 h5 O% w- A7 F
s2total = 0 ;
. \1 B! m! o/ d6 w for y5 = x" Z" F" s/ W4 M0 Z. @5 Z( p5 j
k5 = k5 + 1;5 z2 m4 }0 @5 n; J j9 u
if k5 > sizexd2
& O/ p1 H' h. Q, j else; W! b/ W# y( g0 Z
s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2; 6 _7 z V* a5 ]9 J2 W
end
# p( R4 X, S: S. ?3 R/ v end
- r* e$ D2 _ f5 }: U. T$ X s2suqare = s2total ./ sizexd2;" {- C! t6 b% ]8 ^- A
%s2suqare 残差数列err1的方差S20 l; S6 B9 v4 l7 x ? a" s1 n S
3 ^6 C* `0 \5 L) [7 X
Cval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);
6 ^! R b8 T# Z Cval2 J+ m4 v. B% q" J% c/ f% Y) c$ `
%nnn = 0.6745 * s1sqrt
% S, \* a; g8 i2 o5 t) V+ q# [ %Cval C检验值
% R* G- k. S9 y0 k( C 5 G# z4 ?" }$ v# _ I3 C
k5 = 0;
7 j- Z, k: T+ c, o$ k S9 e/ y0 L pnum = 0 ;
0 h3 w4 @+ e8 s. d5 f+ ~ for y5 = x
3 Q, A( f: X# G& J, _% d& R k5 = k5 + 1;# g; D5 L' o' z
if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt
' h" e4 t3 }5 B1 E# ^3 v! l pnum = pnum + 1;
1 e. Q- l; D! U/ v# Z %ppp = abs( err1(k5) - err1avg ) ) X2 _' h- P4 t4 E; H
else
$ ]* i% \$ H* F- W/ y) d+ T end- p) K& t w6 `/ `" d, {2 F6 X
end$ q2 I7 s: j( z! D
pval = pnum ./ sizexd2;' q3 d! Z' }; f0 K) U; i9 H
pval
* P( x: }7 ?* z) T %p检验值7 m% u/ K3 V; u+ a! v3 p, {
( k, v& z. b9 s" f$ f
%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan