非等间距GM(1,1)模型的改进及预测分析

论述了非等间距GM(1,1)模型的基本原理及精度评定方法,针对模型缺陷探讨了模型精度的主要影响因素,并就初值选取及模型背景值构造2个方面进行改进,建立了改进的非等间距GM(1,1)模型.运用改进的非等间距GM(1,1)模型对某坝堤沉降进行预测分析,结果表明,改进后的非等间距GM(1,1)模型较改进前具有更高的预测精度,在沉降预测中具有较高的应用价值.     

非等间距GM(1,1)模型的改进及预测

论述了非等间距GM(1,1)模型的基本原理及精度评定方法,针对模型缺陷探讨了模型精度的主要影响因素,并就初值选取及模型背景值构2个方面进行改进,建立了改进的非等间距GM(1,1)模型.运用改进的非等间距GM(1,1)模型对某坝堤沉降进行预测分析,结果表明,改进后的非等间距GM(1,1)模型较改进前具有更高的预测精度,沉降预测中具有较高的应用价值.     

非等间距GM(1,1)模型背景值构造方法及应用

背景值是影响灰色系统理论建模精度的重要因素之一。为提高灰色模型的预测精度,对非等间距GM(1,1)模型中的背景值构造进行了研究,提出了用x(1)(t)在区间[ki,ki 1]上的中点实际值作为背景值。该背景值计算简洁,适应性强,提高了非等间距GM(1,1)模型精度,拓广了非等间距GM(1,1)模型的适用范围。并应用改进的非等间距GM(1,1)对钛合金疲劳强度随温度变化的关系进行建模,取得了满意的效果,数据拟合精度高达98.8%。建模结果表明了该文提出的方法的有效性。     

基于插值的非等间距GM(1,1)建模方法

非等间距GM(1,1)模型因其对非等间距观测数据的处理能力,在变形观测的预测方面发挥着越来越重要的作用。为了更加准确地进行变形预测,提高其实用性,对非等间距GM(1,1)模型进行改进。首先分析不同插值方法对非等间距序列的适应性,选取合适的插值方式。通过插值将非等间距序列构造成等间距序列,建立插值优化背景值和不对背景值进行优化两种模型。对该等间距序列进行预测,最后再进行一次插值还原为原始非等间距序列的预测值。将预测的结果与其他方法进行比较,验证了改进的模型预测精度明显提高。     

非等间距GM(1,1)模型背景值的改进及其最优化

背景值构造方法是影响非等间距GM(1,1)模型精度和适应性的关键因素之一,文章分析了非等间距GM(1,1)模型中的背景值,提出了用Newton插值和数值积分中的Newton-Cores公式与Gauss-Legendre公式分别重构模型中的背景值。该背景值不仅适合于非等间距建模,也适合于等间距建模,该模型进一步拓广了GM(1,1)的适应范围,数据模拟结果充分说明了新模型的有效性和优越性。     

GM(1,1)模型背景值构造的不同方法与应用

GM(1,1)模型的误差主要来源于背景值和初始值,因此提出3种不同的背景值构造方法分别为:把背景值的固定权改为变权构造背景值的方法、将数据序列抽象为指数函数构造背景值的方法、将数据序列抽象为非齐次指数函数构造背景值的方法,并以X(n)为初始值和新陈代谢方法来建立GM(1,1)模型.通过工程实例检验这3种不同背景值构造方法建立的GM(1,1)模型的预测精度.计算结果表明,将数据序列抽象为非齐次指数函数构造背景值建立的模型预测精度较高,可为类似工程提供参考.     

基于复合辛普森公式的GM(1,1)模型背景值的优化

背景值是导致GM(1,1)模型产生系统误差的主要原因之一,为提高模型的模拟效果和预测精度,根据灰色系统理论建模机理以及数据累加生成具有非齐次灰指数规律,构建灰色系统模型。基于GM(1,1)模型背景值的几何意义,结合复合辛普森求积公式和动态序列模型,提出一种新的GM(1,1)模型背景值优化方法。实例表明,基于复合辛普森公式的背景值优化算法所建立的GM(1,1)模型,可以有效地提高模型的预测精度和适用性。     

优化背景值和时间响应函数的一类直接模型法

根据灰色GM(1,1)直接模型原始数据具有非齐次灰指数规律特点,构建出相应的拟合函数,再利用辛普森公式优化模型背景值,同时利用最小二乘法确定时间响应函数中的常数c,得到一种改进的GM(1,1)直接模型.实例分析表明:该改进模型的模拟和预测精度较高,也拓宽了灰色预测模型的使用范围.     

残差非等间距GM(1,1)模型及应用

为了提高灰色系统的预测精度,人们从理论与实践中不断探索新的建模方法,从模型自身特性出发改进灰色模型。通过对传统的GM(1,1)模型进行差分运算,推导出非等间距GM(1,1)模型,扩展了模型的应用范围;从背景值的几何意义出发,指出背景值的积分构造形式比均值生成的形式更加合理,并给出了积分背景值的数学表达式;在一次拟合结果的基础上,为了进一步提高模型的精度,对一次拟合的结果进行了残差分析,并建立了灰色残差模型,通过把灰色残差模型得到的数据依次补偿到一次拟合结果上,得到了残差修正的灰色GM(1,1)模型。通过对热处理实验中渗碳浓度的数据处理结果显示,残差GM(1,1)模型较好的描叙了渗碳浓度和深度的关系。该模型对工程数据的处理具有一定的参考价值和指导意义,为灰色模型的应用提供了一个有效的方法。     

两类离散GM(1,1)模型及其软件缺陷预测建模

为了拓广离散GM(1,1)模型的应用范围,建立了近似非齐次指数序列的离散GM(1,1)模型,NDGM(1,1)模型和直接离散GM(1,1)模型,即DDGM(1,1)模型,证明了其可以完全拟合非齐次指数序列,最后将两类离散GM(1,1)对软件进行缺陷预测建模,结果显示,DDGM(1,1)模型具有较高预测精度,可以对后续软件开发中缺陷的存在情况做出相应预测.     

GOM(1,1)模型背景值构造的重新改进

GOM(1,1)模型同GM(1,1)模型一样存在背景值构造的不足.分析已有以累加序列为齐次指数序列推导出的背景值构造形式存在的问题,以背景值几何思想建立两种加权背景值构造,分别为齐次指数序列下的定权背景值构造和近似齐次指数序列下的变权背景值构造.实例应用结果显示加权背景值构造下的GOM(1,1)模型不仅可以完全拟合齐次指数序列,近似齐次指数序列下建模的预测精度也提高了.     

基于归一化的非等距灰色预测模型

本文提出了一类基于归一化映射的非等距灰色预测GM(1,1)模型,利用定积分得到了背景值的计算公式,弥补了传统的等时距和非等间距GM(1,1)预测模型的不足,提高了灰色预测的精度。实例表明结果理想可靠,有较好的实际意义。     

基于小样本的非等距加速应力试验寿命预测方法

对非等距灰色GM(1,1)模型作进一步的改进,给出了一种新的非等距GM(1,1)模型.该模型与传统的非等距模型生成方式不同,在数据生成处理时,不是直接利用原始数据进行建模预测,而是通过对原始数据取对数变换,作降幅平滑处理,然后再对背景值加权处理.背景值加权的权重不是传统的绝对距离,而是相对距离,可以有效地避免改变原始数据列的性质.实例表明,对于非等距加速应力试验寿命预测,改进后的模型与Arrhenius模型及传统的非等距GM(1,1)模型相比,具有更好的建模精度和较强的适应性.     

灰色模型GM(1,1)背景值的一种改进方法

分析了灰色GM(1,1)模型的理论缺陷,提出了对背景值的一种改进方法,建立了GM(1,1,λ)模型,数据模拟结果表明,GM(1,1,λ)模型的模拟精度高于GM(1,1)模型,既适合低增长指数序列建模,也适合高增长指数序列建模.     

非等间距GM(1,1)组合预测模型

根据灰色模型建模特点,利用等维灰色递补动态预测模型的方法建立了非等间距GM(1,1)预测模型。基于这些GM(1,1)预测模型给出了一类非等间距GM(1,1)组合预测方法。实例表明结果理想可靠,有较高的拟合和预测精度。     

钢材低温力学性能变化规律的灰色预测方法

目的验证灰色预测系统非等间距GM(1,1)模型对钢材低温力学性能预测的准确性与有效性,以保证钢结构工程服役于低温工作环境的安全性与可靠性.方法应用灰色相关理论,提出基于积分构造背景值的非等间距GM(1,1)预测模型,并用MATLAB对所构建的预测模型编写程序,以常用的钢材(Q235、16Mn、15Mn V、16Mnq、14Mn Nbq)在低温下的力学性能试验数据为初始序列进行灰色预测试验研究.结果力学试验结果表明钢材在低温工作环境中,其主要力学性能指标:屈服强度fy和极限强度fu随温度的降低而提高;断后伸长率δ和断面收缩率ψ随温度的降低而降低;预测结果显示该非等间距GM(1,1)模型预测精度均为一级,小概率误差均为1,最大相对误差2.5%,数据拟合精度高达97.5%.结论非等间距GM(1,1)模型对钢材低温力学性能预测方法精度高,具有很好的工程应用价值.     

基于Newton-Cotes求积公式的GM(1,1)模型优化研究

通过GM(1,1)模型构建过程发现,背景值的构造方式是影响模型预测精度的主要因素之一。为了提高GM(1,1)模型的预测精度,从背景值的几何意义出发,依据数据序列生成指数规律建立灰色动态序列预测模型,结合数值积分理论中的三、四阶Newton-Cotes求积公式提出两种背景值改进方法。与此同时,就发展系数不同取值以及不同预测步数两种情形分析了改进方法的适用范围。实例结果表明,两种改进背景值后的GM(1,1)模型对预测精度有着显著提高,并且扩展了GM(1,1)模型的适用性。     

灰色GM（1,1）模型的改进及其在CPI预测中的应用

针对传统GM(1,1)模型的改进方法复杂、使用范围有限、预测精度不高等问题,本文对传统GM(1,1)模型的背景值进行理论分析并改进,用二次插值的方法重新构造背景值。在此基础上对原始数据通过滑动平均法进行初值预处理,给出改进的模型,最后运用其进行短期预测,仿真结果证明了此改进模型的有效性和可行性,为提高预测精度提供新的途径。     

基坑变形预测的灰色二次优化模型

为了提高GM(1,1)模型在基坑变形分析中的预测精度,采用三种方法对背景值改进的GM(1,1)模型进行优化,包括:对初始值添加修正项,使其符合最小二乘法的思想;对时间响应式参数添加修正项,解决近似指数序列下改进GM(1,1)模型的背景值实用性问题;对基坑变形数据进行直接建模,使其适应于基坑变形的发展。建立了基坑变形预测的二次优化GM(1,1)模型,将该模型应用于基坑变形预测实例中,结果显示再次优化后的模型具有较高的预测精度,具有较好的工程应用价值。     

优化背景值的GM(1,1)

为了提高模型的拟合精度,提出了一种新的改进GM(1,1)模型.从优化GM(1,1)模型背景值的定义出发,推导出利用原始数据生成的背景值公式,将其与经过优化的初始条件结合,构造出改进的GM(1,1)模型.此模型将在很大程度上消除由于背景值的选取所产生的误差.对该模型进行数据模拟,通过与原模型中数据的比较、分析,验证出新的优化模型具有更好的模拟精度,说明该模型的有效性,可以将其应用于对其它数据的拟合预测.