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一种基于沉降预测的灰色模型背景值优化方法.docx
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一种基于沉降预测的灰色模型背景值优化方法.docx
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摘要
传统灰色模型背景值通常使用梯形公式进行优化,在此基础上,提出一种使用辛普森公式优化背景
值的灰色模型,以新的积分方式优化背景值以提高模型预测精度。通过基坑沉降与地表沉降两组实
例进行实验,结果表明,使用辛普森公式优化背景值后,模型的预测精度更高。
Abstract
Trapezoidal formula is usually used to optimize the background values of traditional
grey model. On this basis, we propose a grey model using Simpson formula to
optimize the background values. A new integration method is used to optimize the
background values to improve the prediction accuracy of the model. The results of
the two experimental groups(the foundation pit settlement and the surface
settlement) show that, after optimizing the background values by Simpson
formula, the prediction accuracy of the model is higher.
译
关键词
灰色模型; 数值积分; 梯形公式; 背景值优化; 辛普森公式
Keywords
grey model; numerical integration; trapezoidal formula; background value
optimization; Simpson formula
译
灰色模型要求原始数据等时距,但在实际应用中,若原始数据光滑程度不够,利用灰色模型预测时
容易出现较大误差
[ 1-4 ]
。常规方法是使用紧邻均值公式平滑灰色模型原始序列优化背景值,使用优
化后的序列进行参数求解
[ 5-9 ]
。实际上,紧邻均值的优化公式就是数值积分中的梯形公式,此公式
的 Cotes 系数中 n=1
[ 10- 13]
。灰色模型一般仅适用于短期预测,因此需要对该模型进行优化。
数值积分中,随着数值求积的 Cotes 系数的递增,当 n=2 时即为辛普森公式。为提高灰色模型预
测精度,本文尝试使用辛普森公式代替梯形公式,以优化背景值,得到光滑度更好的原始序列。
1 梯形公式优化背景值的灰色模型
设等间隔离散非负序列:
x(1)=x(1)(1),x(1)(2),x(1)(3),…,x(1)(n),对 x(1)进行一次累加,则有:
x(2)(k)=∑i=1kx(1)(i),k=1,2,3,…,nx(2)(k)=∑i=1kx1(i),k=1,2,3,…,n
(1)
由此得到累加序列:
x(2)=x(2)(1),x(2)(2),x(2)(3),…,x(2)(n)x(2)=x(2)(1),x(2)(2),x(2)(3),…,x(2)(n)
。
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