基于离散指数函数优化GM(1,1)模型的再优化

分析了基于离散指数函数优化的GM(1,1)模型虽然大幅度提高建模的精度,但在构造新背景值过程中仍存在误差的原因,并针对此原因提出了进一步优化此背景值的方法,从而再次提高了建模的精度.经过严格理论验证该模型具有白化指数重合性,所以既适合用于低增长指数序列建模,也适合用于高增长指数序列建模.同时通过大量的数据模拟,并与原GM(1,1)模型及其基于离散指数函数优化的模型对比,发现本文优化的GM(1,1)新模型有非常高的模拟精度和预测精度.     

Forecasting of foreign exchange rates of Taiwan’s major trading partners by novel nonlinear Grey Bernoulli model NGBM(1, 1)

The traditional Grey Model is easy to understand and simple to calculate, with satisfactory accuracy, but it is also lack of flexibility to adjust the model to acquire higher forecasting precision. This research studies feasibility and effectiveness of a novel Grey model together with the concept of the Bernoulli differential equation in ordinary differential equation. In this research, the author names this newly proposed model as Nonlinear Grey Bernoulli Model (NGBM). The NGBM is nonlinear differential equation with power index n. By controlling n, the curvature of the solution curve could be adjusted to fit the result of one time accumulated generating operation (1-AGO) of raw data. One extreme case from Grey system textbook is studied by NGBM, and two published articles are chosen for practical tests of NGBM. The results prove the novel NGBM is feasible and efficient. Finally, NGBM is used to forecast 2005 foreign exchange rates of twelve Taiwan major trading partners, including Taiwan.     

非等间距GM(1,1)模型的改进与应用

将累积法引入非等间距GM(1,1)模型,得到累积法非等间距GM(1,1)模型.为了减少模型的滞后误差,引入一种可优化的背景值构造方法,将其代入累积法非等间距GM(1,1)模型的离散化方程,推导出可作为预测值计算公式的递推式,用来取代传统的白化响应式.结果分析表明累积法在非等间距模型中的应用效果良好,模型的拟合与预测精度都很高.     

GPM(1,1,m)模型及其在中国能源消费预测中的应用

客观准确地预测能源消费,可以为政府制定社会经济发展政策提供重要参考.利用矩阵分析的思想研究了灰色预测模型的建模机理,提出了基于时间多项式的可拓形式GPM(1,1,m)模型,并分析了其理论意义.在此基础上,通过研究了时间多项式对模型参数和预测值的影响,推导了它们之间的定量关系,设计了实际建模中的优化方法和参数估计的一般形...     

A genetic algorithms simulation approach for the multi-attribute combinatorial dispatching decision problem

This paper presents a genetic algorithms (GA) simulation approach in solving a multi-attribute combinatorial dispatching (MACD) decision problem in a flow shop with multiple processors (FSMP) environment. The simulation is capable of modeling a non-linear and stochastic problem. GA are one of the commonly used metaheuristics and are a proven tool for solving complex optimization problems. The proposed GA simulation approach addresses a complex MACD problem. Its solution quality is illustrated by a case study from a multi-layer ceramic capacitor (MLCC) manufacturing plant. Because GA search results are often sensitive to the search parameters, this research optimized the GA parameters by using regression analysis. Empirical results showed that the GA simulation approach outperformed several commonly used dispatching rules. The improvements are ranging from 33% to 61%. On the other hand, the increased shop-floor-control complexity may hinder the implementation of the system. Finally, future research directions are discussed.     

果蝇优化最小二乘支持向量机混合预测模型—以我国物流需求量预测为例

为解决最小二乘支持向量机参数设置的盲目性,利用果蝇优化算法对其参数进行优化选择,进而构建了果蝇优化最小二乘支持向量机混合预测模型.以我国物流需求量预测为例,验证了该模型的可行性和有效性.实例验证结果表明:与单一最小二乘支持向量机和模拟退火算法优化最小二乘支持向量机预测模型相比,该模型不仅能够有效选择参数值,而且预测精度更高.     

Electricity consumption prediction using a neural-network-based grey forecasting approach

Electricity consumption is an important economic index and plays a significant role in drawing up an energy development policy for each country. Multivariate techniques and time-series analysis have been proposed to deal with electricity consumption forecasting, but a large amount of historical data is required to obtain accurate predictions. The grey forecasting model attracted researchers by its ability to characterize an uncertain system effectively with a limited number of samples. GM(1,1) is the most frequently used grey forecasting model, but its developing coefficient and control variable were dependent on the background value that is not easy to be determined, whereas a neural-network-based GM(1,1) model called NNGM(1,1) has been presented to resolve this troublesome problem. This study has applied NNGM(1,1) to electricity consumption and has examined its forecasting ability on electricity consumption using sample data from the Turkish Ministry of Energy and Natural Resources and the Asia–Pacific Economic Cooperation energy database. Experimental results demonstrate that NNGM(1,1) performs well.     

自适应灰色欧拉模型的优化及其应用

灰色预测模型已经在很多领域获得成功的应用,但是该方法的模型性能还可以进一步提高.为此,提出了一种新的灰色欧拉模型GEM(1,1)和OSGEM(1,1),给出了参数的最小二乘法计算公式,并以微分方程为推理过程,得到了GEM(1,1)模型和OSGEM(1,1)模型的时间响应序列.利用2002-2015年的数据建立预测模型,利用2016-2018年的数据评估模型的准确性.结果表明,OSGEM(1,1)模型优于其他模型.     

极值理论在风险度量中的应用--基于上证180指数

精确度量风险是金融风险管理的关键问题。本引入广义帕雷托分布代替传统的正态分布等，精确描述金融收益的厚尾特征。并将基于广义帕雷托分布的VaR模型和其它模型方法，如GARCH(1，1)、GARCH(1，1)-t、历史模拟法、方差-协方差方法，进行比较分析。实证研究表明，基于广义帕雷托分布的VaR模型比传统的模型方法更适合厚尾分布高分位点的预测，并且其预测结果比较稳定。这使得基于广义帕雷托分布的VaR模型成为VaR度量方法中最稳健的方法之一。     

灰色GM(1,1)模型研究综述

GM(1,1)是灰色预测理论的核心模型和基础模型.从累加生成方法、初值优化、背景值优化、参数估计方法、模型性质和模型拓展的视角,梳理了GM(1,1)模型的研究进展.明确了有待进一步研究的问题,对GM(1,1)模型的未来研究方向提出了建议.     

基于模糊GM(1,1)模型的时间序列预测

提出了一种模糊GM(1,1)预测模型,即FGM(1,1)模型,该方法是在GM(1,1)模型中引入模糊成员函数,通过模糊成员函数对时间序列数据进行模糊化,达到数据优化选择,实现历史数据"重近轻远"的预测效果.仿真结果表明所提出的预测方法有效可靠,为提高预测精度提供了新的途径.     

基于AGA-SVM的非线性组合预测模型

为提高预测精度,提出基于AGA-SVM的非线性组合预测模型.以组合预测模型的误差平方和最小为优化准则,用加速遗传算法对支持向量机参数进行优化选择,并利用支持向量机对单一模型的预测结果进行组合预测.算例结果表明,AGASVM综合利用了各单个预测模型的重要预测信息,其预测误差远远小于各单个模型的预测误差,其预测精度更高,模型的实用性更强.     

基于混沌粒子群优化算法的灰色GM(1,1)模型在地下水埋深预测中的应用

将混沌优化算法与粒子群优化算法相结合,形成新的混沌粒子群优化算法.利用混沌运动的遍历性,避免陷入局部最优.同时,粒子群算法能加快混沌优化算法的收敛速度,使搜索效率得到提高.用混沌粒子群优化算法优化灰色GM(1,1)模型中的参数,通过横向和纵向比较,优化效果良好,模型预测精度得到了提高.运用该模型对三江平原地下水埋深进行动态预测,预测结果可为有关决策部门提供参考.     

灰色GM(1,1,k,k2)模型背景值及时间响应函数优化

本文提出了一种新的带有时间幂次项的灰色GM(1,1,k,k²)模型,给出了其灰微分方程和白化微分方程基本形式。基于最小二乘法获得了该模型参数估计值,并推导了该模型时间响应函数。鉴于GM(1,1,k,k²)模型灰微分方程与白化微分方程之间存在跳跃关系,首先对灰微分方程的背景值进行了优化,并推导了优化后的背景值计算公式。为了克服初始值的影响,根据误差平方和最小,进一步优化了GM(1,1,k,k²)模型时间响应函数。最后,该优化后的GM(1,1,k,k²)模型被应用于软土地基沉降预测,获得了较好的模拟预测效果,说明模型是可行的。     

北京市水资源利用建模分析研究

以北京市为例,分别应用无偏灰色GM(1,1)模型和非线性模型对北京市2001年-2010年的用水量进行了建模,利用最优化方法,计算了上述两种模型的最优组合模型,通过三种模型分别计算了北京市2001年-2010年的水资源利用量,并与北京市2001年-2010年的实际用水量进行了对比,采用精度检验方法,分别对无偏灰色模型,非线性模型和组合模型进行了精度检验,计算结果表明,加权组合模型是三种模型中精度最高的模型,通过组合模型计算得出的用水量值与实际水资源利用量相比误差最小,由此得出,可以利用组合模型对北京市未来的水资源利用量进行预测,预测结果可为其他相关研究提供参考.     

Forecasting energy demand using neural-network-based grey residual modification models

Grey forecasting models have taken an important role for forecasting energy demand, particularly the GM(1,1) model, because they are able to construct a forecasting model using a limited samples without statistical assumptions. To improve prediction accuracy of a GM(1,1) model, its predicted values are often adjusted by establishing a residual GM(1,1) model, which together form a grey residual modification model. Two main issues should be considered: the sign estimation for a predicted residual and the way the two models are constructed. Previous studies have concentrated on the former issue. However, since both models are usually established in the traditional manner, which is dependent on a specific parameter that is not easily determined, this paper focuses on the latter issue, incorporating the neural-network-based GM(1,1) model into a residual modification model to resolve the drawback. Prediction accuracies of the proposed neural-network-based prediction models were verified using real power and energy demand cases. Experimental results verify that the proposed prediction models perform well in comparison with original ones.     

改进不等时距灰色GM(1,1)模型及其应用

针对传统不等时距灰色模型(UGM(1,1))的缺陷,分别从背景值优化和模型优化,结合新陈代谢思想,提出了2种改进不等时距灰色模型:新陈代谢不等时距加权灰色模型(MUGM(1,1,w))和改进新陈代谢不等时距灰色模型(AMUGM(1,1)).经算例仿真检验,结果表明:2种改进模型在预测精度和实用性上都优于传统UGM(1,1)模型,其中AMUGM(1,1)模型更是克服了灰色模型不含线性因素的局限,拓宽了灰色模型的适用范围,具有很好的应用价值.     

最佳灰色回归组合模型及其在中国火灾预测中的应用

火灾每年给国家和人民生命财产造成巨大损失.火灾现象具有随机性、模糊性,是个复杂的灰色系统行为.研究火灾发生规律及发展趋势,具有实用价值.为此,首先给出最小二乘估计(LSE)意义下的最佳组合预测模型的定义,并求得组合模型的权的公式和证明权的唯一性.其次,用回归分析方法建立多个回归模型,并按以下三条标准:①回归指数(或相关系数)r大、②系统误差s小、③模型精度p高,选定最佳非线性回归模型;用灰色理论建立多个灰色模型,并按以下三条标准:①后验差比值c小、②小误差概率P大、③预测关联度ξ大,选定最佳灰色模型;再用最小二乘法将最佳回归模型与最佳灰色模型有机地结合起来建立的中国火灾最佳灰色回归组合预测模型.最佳灰色回归组合预测模型综合利用前两者提供的不同的有用信息,改善了单一模型的局限性,提高了模型的预测精度,减少了预测误差,使预测效果更佳.组合模型预测中国年火灾起数处于动态增长过程.     

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.     

GM(1,1)的改进及其在经济发展预测中的应用

针对传统GM(1,1)在模型参数绝对值较大时参数求解精度较差的问题,采用免疫进化算法对其参数求解方法进行改进,然后将改进后的GM(1,1)应用到四川省的经济发展指标预测,并和采用传统GM(1,1)所得的预测结果进行了对照.结果表明,采用免疫进化算法对GM(1,1)参数求解方法的改进是有效的,改进后的GM(1,1)对四川省的经济发展指标预测结果比传统GM(1,1)的预测结果有明显改进。