"数学建模之灰色预测模型"
灰色预测模型是数学建模中的一种重要的预测方法,它可以对未来事件的变化趋势进行预测和分析。灰色预测模型的特点是使用生成的数据列,而不是原始数据列,这使得模型可以在少量数据的情况下进行预测。优点是可以解决历史数据少、序列的完整性和可靠性低的问题。但是,灰色预测模型也存在一些缺点,例如只适用于中短期的预测和指数增长的预测。
1.GM(1,1)预测模型
GM(1,1)预测模型是一种灰色预测模型,它表示模型为一阶微分方程,且只含有一个变量的灰色模型。该模型的应用非常广泛,例如销售额预测、交通事故次数的预测、某地区火灾发生次数的预测、灾变与异常值预测等。
步骤:
① 级比检验与判断:由原始数据列计算得序列的级比,若序列的级比满足一定的条件,则可用作GM(1,1)建模。
② 对原始数据作一次累加得新的数据序列,建立模型:dx/dt = ax + b。
③ 构造数据矩阵 B 及数据向量 Y。
④ 由微分方程(1)得生成序列预测值。
⑤ 精度检验和预测残差。
2.灰色新陈代谢模型
灰色新陈代谢模型是一个不断考虑新信息的预测模型,它考虑了随着时间推移相继进入系统的扰动因素带来的影响,在不断补充新信息的同时, 及时去掉旧信息,使整个系统一直处于更新和发展的过程中。
模型的应用:
① 深圳货运量预测。
② 天津市城市人均住宅建筑面积及非农业户籍人口总数预测。
③ 网络舆情危机预警。
步骤:
① 建立新陈代谢数据序列。
② 后续步骤同 GM(1,1)模型。
③ 用②计算出的最新结果再次替换最初信息,得到新序列。
③ 重复步骤②,以此类推,将计算结果制表并分析。
3.波形预测
波形预测是对一段时间内行为特征数据波形的预测。当原始数据频频摆动且摆动幅度较大时,可以考虑根据原始数据的波形预测未来的行为数据发展变化,以便进行决策。
模型的应用:
① 区域降水量预测。
② 运量需求不平衡航线下客流量预测。
③ 网络舆情危机预警。
步骤:
① 求出序列折线由原始数据列得出序列 X 的 k 段。
② 对每个折线段的数据进行预测。
③ 将预测结果组合,得到最终的预测结果。
灰色预测模型是一种非常有用的预测方法,它可以在许多领域中应用,例如销售预测、交通预测、灾害预测等。但是,灰色预测模型也存在一些缺点,例如需要大量的数据和计算资源。因此,在应用灰色预测模型时,需要考虑到实际情况和数据的可靠性。