灰色预测模型及应用论文(6)

2020-04-16 13:05

minminx0(k)?xi(k)?18.18 maxmaxx0(k)?xi(k)?305.33 ?i(k)? 据前文分析,设分辨系数为0.5。

将相应的x0(k)与xi(k)的数值代入式?i(k)?18.18??305.33

x0(k)?xi(k)??305.33?min???max中,得

????max ?1??0.73,0.88,0.92,0.88,0.84,0.97,0.87,0.88,1? ?2??0.70,0.74,0.89,0.85,0.73,0.78,0.39,0.68,0.88? ?2??0.94,0.83,0.82,0.72,0.73,0.74,0.37,0.60,0.83?

1n 步3:算出关联度R(x0,xi)。由公式Ri???i(k)分别计算出痢疾、肝炎、疟疾关于整个传

nk?1染病的关联度R1,R2,R3:

19 R1?R(x0,x1)???1(k)? 0.825

9k?119 R2?R(x0,x2)???2(k)?0.8239

9k?119 R3?R(x0,x3)???3(k)? 0.8237

9k?1 步4:比较关联度大小给出结论。由R1?R2?R3,说明痢疾发病与整个传染病关系最密切,而肝炎、疟疾与整个传染病的密切程度依次差些。(见附件4)

所得到的结论是:通过高校传染病发病率情况,建立灰色预测模型,预测得到1993年的发病率为157.13。另外利用灰色关联度分析了三大传染病在高校传染病中的相关关系,得到关联度大小比较R1?R2?R3,知道在大学生中防治传染病,首先要防治好痢疾。从医学角度看,虽然肝炎的影响不如痢疾,但肝炎病对人体的影响大,又不易治愈,所以高校对肝炎的防治也不能放松。

6、小 结

本文对灰色预测模型进行了推导研究,对GM(1,1)模型进行了残差、关联度及后验差检验,并推广了GM(1,1)模型到GM(1,N)模型。另外对灰关联度技术进行了说明并进一步推导进行了改进。 灰色模型是一个较新的研究方向,有许多问题需要进一步研究和探讨,由于时间有限,本文只是对灰色预测模型技术进行了一些初步的探讨,今后将在下述问题上进一步深入研究:

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1.本文只是对背景值、数据序列函数变换和初始条件选择进行了研究,没有对影响灰色预测模型精度的其它因素进行研究,所以需要给出进一步优化灰色模型的方法。

2.灰色模型与其它模型的组合研究,比如与回归模型,马尔可夫模型的组合研究。

另外matlab语言具有良好的运行环境、强大的函数资源,其编程效率远远高于其他高级语言。多变量灰色预测模型广泛的应用于许多领域。但该模型参数估计以及预测都需要经过比较复杂的计算,本文灰色预测模型通过matlab程序能够方便的解决模型的计算问题。

参考文献:

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[12]王会青,王婷,谷志红.城市电力需求的灰色预测模型及修正研究[J].电力系统及其自动化学报,2005.2:74-75.

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[14]赵海青,等.维递补灰色校正模型的研究及应用[J].运筹与管理,2007,16(1):97-99.

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附 录

附件1:GM程序(matlab) clc; clear;

%X=[5698,5703,5707,5719,5724;785,788,789,789,790;5767,5775,5790,5804,5811];

%X=[2.67,3.13,3.25,3.36,3.56,3.72];

X=[100.23,85.62,64.53,86.63,105.89,83.55,316.47,135.93,56.56]; N=size(X); m1=N(1);

m2=N(2);%m1和m2分别表示X的行数和列数 k0=3;%预测的阶数-1 for i=1:m1 n=i x0=X(i,:)

E=triu(ones(m2));

x1=x0*E;%E表示元素为1上三角阵 b1=x1 b1(m1)=[]; b2=x1 b2(m2)=[]; b=-0.5*(b1+b2) B=[b;ones(1,m2-1)]; B=B' B'*B inv(B'*B) y0=x0; y0(1)=[]; y0=y0'

A=((inv(B'*B))*B')*y0 a=A(1),u=A(2),u_a=u/a k=0:m2+k0;

x2=(x0(1)-u_a)*exp(-k*a)+u_a; x3=x2

x3(m2+k0+1)=[];

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x4=[0 x3]; x5=x2-x4 x6=x5(1:m2); Q=x0-x6 r=Q./x0 s1=std(x0) Qmean=mean(Q) s2=std(Q) C=s2/s1 D=abs(Q-Qmean) p0=0.6745*s1 t=0; for j=1:m2 d=D(j); if(d

P=t/m2 end

附件2:GM11fcn程序

function Xe=GM11fcn(solution,iter)

% 包含了GM(1,1)预测中累积量X1的解析通式。输入解析式系数solution和 % 欲预测的iter代数,输出从1到iter代的预测值 k=1:iter;

temp=solution(1,1).*exp(solution(1,2).*(k-1))+solution(1,3); Xe(1)=temp(1); for i=2:length(k)

Xe(i)=temp(i)-temp(i-1); End

附件3:GM11程序

function [solution p C error]=GM11(x0)

% GM(1,1)预测。输入X0,输出累计量X1的解析表达式的系数solution,预测

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% 评价指标p、C,预测值与样本相对误差error

%x0=[2.67,3.13,3.25,3.36,3.56,3.72];%gm1(x); 测试数据

x0=[100.23,85.62,64.53,86.63,105.89,83.55,316.47,135.93,56.56]; leng=length(x0) for j=1:leng

x1(j)=sum(x0(1,1:j)); end

z(1)=x1(1); for j=2:leng

z(j)=[0.5 0.5]*[x1(j) x1(j-1)]'; end

B=[-z(1,2:leng)' ones(leng-1,1)] Y=[x0(1,2:leng)'] A=inv(B'*B)*B'*Y a=A(1) b=A(2)

solution=[x0(1)-b/a -a b/a]; solution

xEstimate=GM11fcn(solution,leng); xEstimate

xAverage=mean(x0); xAverage

epsino=x0-xEstimate; epsino

eAverage=mean(epsino); eAverage S1=var(x0) S2=(S1)^(1/2) C=S2/S1 p=0;

for m=1:leng

if abs(epsino(m)-mean(epsino))<0.6745*S2 p=p+1; end end

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S0=0.6745*S2; S0 p=p/leng

error=100.*(x0-xEstimate)./x0

附件4:灰色关联度程序

function f=grayrelated(X,Y)

%这里X是标准化后的参考序列,Y是评价矩阵

Y=[19.46 44.19 30.98 45.86 55.47 60.34 271.9 94.93 38.28 9.37 8.29 25.81 38.22 25.21 18.57 33.43 36.68 14.14

71.34 33.14 7.74 2.55 25.21 4.64 11.14 4.32 4.04];%输入评价矩阵Y

X=[100.23 85.62 64.53 86.63 105.89 83.55 316.47 135.93 56.56];%X为参考序列,均为1,个数就是指标个数,情形不同要修改个数

Len=size(Y,2);%取Y矩阵的列数,也就是指标的个数 Wen=size(Y,1);%取行数,就是目标个数 %for i=1:Len

%Y(:,i)=(Y(:,i)-mean(Y(:,i)))/sqrt(var(Y(:,i))); %将Y矩阵用统计方法标准化标准化, %end

for i=1:Len-1

S(:,i)=(Y(:,i)-min(Y(:,i)))./(max(Y(:,i))-min(Y(:,i)));%将Y矩阵标准化,适用于越大越好型,把该型指标放在一起,前n-1个,不同情形要修改

D=(max(Y(:,5))-Y(:,5))./(max(Y(:,5))-min(Y(:,5))); %将Y矩阵标准化,适用于越小越好型,把该型指标放在一起,第n个,不同情形要修改 end

SD=[S,D];%把两种不同类型的指标组合在一起

temp=SD;% 给temp变量分配空间,其实可以不分配,只是先分配编译的速度更快 for i=1:Wen

temp(i,:)=abs(SD(i,:)-X);%计算评价矩阵与参考序列的差的绝对值 end

p=0.5;%分辨系数

related=Y;%给关联系数related变量分配空间 Min=min(min(temp)); Max=max(max(temp)); for i=1:Wen

related(i,:)=(Min+p*Max)./(temp(i,:)+p*Max); end

f=size(1,Wen);%给关联度分配空间 for i=1:Wen

f(i)=mean(related(i,:)); end

%w=[1/Len 1/Len 1/Len 1/Len 1/Len] %若已知各指标权重,可在此修改 %f=w*related'

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