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灰色预测gm11具体步骤数学建模,gm 1 1 灰色预测模型

时间:2023-05-03 06:17:44 阅读:178249 作者:2256

*引言: **灰色预测的主要特征是模型使用生成的数据序列,而不是原始数据序列。 其核心体系是灰色模型(Grey Model,简称GM ),是一种通过累积生成(或用其他方法生成)原始数据得到近似指数规律并建模的方法。 灰色预测模型针对不同的问题采用不同的模型,GM (1,1 )模型主要解决生成序列具有指数变化规律,只能描述单调的变化过程。

*优点: **不需要很多数据,一般4个数据就足够了,利用能够解决历史数据少、序列完整性和可靠性低问题的微分方程可以充分挖掘系统的本质,精度高; 可以生成不规则的原始数据得到规律性强的生成序列,具有运算简便、易于检验、不考虑分布规律、不考虑变化的倾向。 坏处是只适用于中短期的预测,只适用于指数增长的预测。

**灰色生成: **根据某种要求对原始数据列中的数据进行数据处理,称为灰色生成。 原始数据的生成是指试图从杂乱的现象中发现内在规律。 一般的生成方式有累积生成、累积生成、平均生成、水平比生成等。

这里举例说明累积生成。

公式:

可以看到生成前和生成后的差异:

这样,将非负序列转换为增量数字串。 如果要恢复此累积生成的数列,请使用以下方法:

对于生成的数列,可以考虑用指数曲线或直线近似该生成的数列。 因此我们为求解该拟合曲线函数式构造了一阶常微分方程。 设定:

我们对上诉微分方程进行如下处理。

在此,设定微分方程式的初始条件t=1的时刻,其值与原始数据列的最初值相同。 由于已知信息是离散值,所以我们的自变量t也是离散值,使得t=k 1可以简化公式。 现在,我们不知道u和a的值,所以有必要利用现有的信息数据列来估计他们。

这里是近视的讨论,结果肯定不是那么准确。

修改后的x实际上是累积生成的,平均生成结果。 公式:

最小二乘法的作用是,当未知数的个数小于方程的个数时,计算使未知数误差最小的值,这里用于求u和a。 最后结果表明,只要GM (1,1 )不随指数变化和单调规律进行拟合,它就不适合于摆动序列。

模型构建前检验:

其中的k=2,3…n。 如果不满足原始数据列,则必须对原始序列进行必要的转换处理,使其在可接受的范围内。 即取适当的常数c,进行平移变换

为上述区间范围。

得到模型后的精度检验

分为。

1 .残差检查

2 .事后检查

3 .关联性检查

这里只介绍比较简单的残差检查。

让模型预测原始数据列,并与原始结果进行比较,以查看匹配度。 残差是指预测值与实际值之差,即绝对误差。

给出了GM (1,1 )建模过程:

(7.8 )是指最后的模型结果。

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