基于随机振荡序列的GM(1,1)模型性质及其应用

为了提高GM(1,1)模型对随机振荡序列的拟合和预测效果,提出了先将原始振荡序列变为单调增长序列,再对单调增长序列进行几何平均生成交换,然后建立GM(1,1)模型.通过实例计算表明,方法能够提高GM(1,1)模型的拟合精度,可以用于随机振荡序列的建模,从而扩大了GM(1,1)模型的应用范围.     

灰色振荡序列GM(1,1)模型及在城市用水中的应用

GM(1,1)模型是城市用水量预测的一种有效的方法,但利用GM(1,1)模型难以反映序列的随机波动性。本文提出的平移变换和几何平均变换方法,不仅能构造更适合建立GM(1,1)模型的单调递增序列,也能有效地弱化原始序列的随机性,并保持其单调性,使其变化梯度趋于平缓。通过大连市2000～2006年用水量的预测结果表明,此方法能够反映出城市用水量所具有的波动特性,提高GM(1,1)模型的预测精度,可应用于对灰色振荡序列建立GM(1,1)模型,从而扩大了GM(1,1)模型的应用范围。     

基于小波变换的小样本随机振荡序列灰色预测模型

针对GM(1,1)幂模型对于小样本振荡序列对含突变信息无能为力的问题,提出了基于小波变换的小样本振荡序列灰色预测模型.首先,针对原始数据序列建立GM(1,1)幂模型描述其总体趋势特征;然后,利用小波变换提取GM(1,1)幂模型残差序列所包含的有用信号和随机噪声,并结合GM(1,1)幂模型构成新的时间相应函数;最后,以与原始平均误差最小为原则确定小波变换的小波基和分解层次并对小波进行重构GM(1,1)幂模型残差序列,并结合原始GM(1,1)幂模型对随机振荡序列进行预测.算例中通过对城市用水量的拟合及预测结果表明:应用基于傅立叶变换的GM(1,1)幂振荡序列模型和基于分数阶离散GM(1,1)幂模型研究了振荡序列模型平均误差分别为3.22%和5.66%,而本文的方法平均误差为1.11%.算例研究表明,此方法能够快速高效的解决GM(1,1)幂模型对小样本有突变趋势振荡序列的预测问题.     

新陈代谢离散灰色预测MDGM(1,1)模型及其应用

在离散灰色预测DGM(1,1)模型的基础上,提出了新陈代谢离散灰色预测M DGM(1,1)模型,即:对原始数据序列采用新陈代谢的方式逐次建立相应的DGM(1,1)模型,并把该模型用于江西省旅游收入的中长期预测,最后进行了精度检验.结果表明:新陈代谢离散灰色预测M DGM(1,1)模型预测精度较高,可作为中长期预测的工具.     

累加生成的改进和GM(1,1,t)灰色模型

根据卷积变换可提高变换序列光滑度的特性和累加生成的机理,对灰色建模中的序列生成方式和GM(1,1)模型加以改进,用线性序列对建模序列作卷积变换,建立带线性时间项的灰色模型GM(1,1,t),实例计算结果表明GM(1,1,t)模型的模拟精度较GM(1,1)模型有较大提高且适用范围更广.     

GM(1,1)模型适用域讨论及模型的改进

在已有灰色系统理论的基础上,讨论了GM(1,1)模型的适用域,明确界定了GM(1,1)模型的有效区域和禁区,并提出了GM(1,1)模型的一种改进形式——离散灰色预测DGM(1,1)模型.通过对我国经济增长的实证分析说明了该模型的有效性和可靠性.研究结果表明,提出的DGM(1,1)模型可作为灰色预测的一种精确模型,因此,为我国经济增长预测提供了一种新的方法,对当前我国经济的理性增长具有重要的指导意义.     

基于向量变换的DGM(1,1,k~α)模型的病态性

系数矩阵谱条件数是度量灰色预测模型病态性的重要工具,而向量的数乘变换和旋转变换是降低系数矩阵谱条件数的有效方法.首先,利用向量的数乘变换和旋转变换研究DGM(1,1,k~α)模型的病态性,结果显示,DGM(1,1,k~α)模型的病态性主要受系数矩阵列向量的长度之比、夹角大小及时间幂的影响;其次,给出了基于向量变换的DGM(1,1,k~α)模型病态性的解决步骤;最后,通过一个算例验证了向量变换在解决矩阵病态性问题时的有效性和实用性.     

基于上凸序列的GM(1,1)模型及其优化

针对GM(1,1)模型对上凸序列建模时会出现误差较大的情况进行了研究.首先分析了GM(1,1)对上凸序列建模时的残差变化规律,然后通过分析得出了残差变化规律的精确描述,同时证明了残差序列的几个性质定理.基于残差序列的性质定理提出了基于上凸序列建模的残差修正GM(1,1)模型.将新模型与多种改进的GM(1,1)模型进行对比,实证结果表明新模型具有很高的模拟预测精度,并且适用于一切上凸序列的建模.     

基于反余弦函数变换的灰色预测模型研究

提出了反余弦函数变换方法,证明了这种变换是级比压缩变换,能够提高序列光滑度,可以保持序列凹凸性,不会增大还原误差,满足数据变换的构造准则.通过具体算例表明,基于反余弦函数变换的GM(1,1)模型的预测精度优于传统GM(1,1)模型和基于幂函数变换的GM(1,1)模型,说明了该变换的有效性.     

基于函数arccos(px+q)变换的灰色预测模型研究

借助于函数变换理论和灰色系统建模理论,并结合反余弦函数和线性函数的特点,提出了反余弦函数和线性函数相结合的变换方法并建立了一个改进的GM(1,1)模型.证明了这种变换一方面能提高序列的光滑比并压缩序列的级比;另一方面可以使还原误差减小.具体算例结果表明,经过反余弦函数和线性函数相结合建立的改进GM(1,1)模型的拟合精度优于传统GM(1,1)模型和基于反余弦函数变换的GM(1,1)模型的拟合精度.