一个基于背景值和初始条件优化的GM(1,1)模型

背景值和初始条件对GM(1,1)模型的拟合和预测有着极大的影响,通过优化模型的背景值,赋予边值条件为修正形式x (1) (n)+β,利用原始序列新预测值的误差在最小二乘意义下最小准则,从而得到了一个新改进的GM(1,1)优化模型.最后,通过计算实例验证了该优化模型具有极高的预测和模拟精度.     

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.     

基于自适应数据的GM(1,1)模型背景值优化方法

GM(1,1)模型在不确定或有限的样本中表现出了较好的预测性能,但仍存在改进的空间.本文提出了一种基于自适应数据的背景值优化方法,数值模拟结果表明,所提出的方法能够提高GM(1,1)模型的预测精度.     

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。     

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.     

基于数据融合算法优化的GM(1,1)负荷预测模型

为了提高中长期电力负荷预测的精度,改进传统灰色GM(1,1)模型在中长期负荷预测中因部分原始背景数据的偶然性偏差而导致预测精度降低的问题,提出了将数据融合算法与GM(1,1)模型相结合以形成数据融合算法优化下的GM(1,1)模型.首先对特定年采用多个不同历史数据进行GM(1,1)模型预测,利用数据融合算法对多次预测值进行优化分析,获得优化后的预测结果,最后通过对某电力系统年用电负荷进行实例分析,证明数据融合优化下的GM(1,1)模型具有较高预测精度.实践证明所建立的模型对电力系统中长期负荷具有良好预测能力.     

微分进化算法在单桩极限承载力灰色优化预测中的应用

文章利用微分进化算法对单桩极限承载力的灰色GM(1,1)模型参数进行优化求解, 提出DE-GM(1,1)优化预测模型;基于MATLAB环境编写了计算程序, 结合工程实例, 对试桩静载荷试验实测数据进行了拟合分析.结果表明, 与指数曲线模型和GM(1,1)模型相比, DE-GM(1,1)模型能够更好地拟合实测数据, 预测精度进一步提高;微分进化算法在GM(1,1)模型参数优化过程中表现出求解速度快、计算精度和自动化程度高等特点.     

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。     

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。     

路面使用性能预测与统计分析

提出用重构背景值的GM(1,1)模型对路面使用性能试验数据进行预测,新的背景值计算公式的显著特点是使GM(1,1)模型具有对建模结果进行优化的能力,能获得最佳的拟合和预测精度。将获得的预测序列进行统计分析,为路面性能预测评价提供参考依据。实例计算结果说明,将重构背景值的GM(1,1)模型用于路面使用性能试验数据预测有很高的精度,为有效缩短试验时间提供了一个值得探讨的方法。同时从统计分析中可知,对数正态分布模型更适合于弯沉指标。     

一种改进的动态灰色GM(1,1)模型在深基坑形变监测中的预测分析

针对传统GM(1,1)模型在处理浮动较大数据时精度不高的问题,提出了一种基于背景值优化和残差改进的动态GM(1,1)模型。利用复化Simpson3/8求积公式取代传统的算数均值计算模式,再通过原始序列的新陈代谢来实现模型的动态更新,在此基础上联立残差GM(1,1)模型,得到改进后的GM(1,1)模型。结合某地铁深基坑沉降观测数据,并对比于传统GM(1,1)模型的预测结果,发现提出的改进后GM(1,1)模型具有更高的精度和更好的适用性。     

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.     

一种带有调节因子的背景值构造方法及在灰色系统建模中的应用

针对传统灰色GM（1,1）模型和已有的若干改进GM（1,1）模型在高增长指数序列建模时模型精度较低的问题,构造了一种带有调节因子λ的新背景值公式,提出了调节因子λ的优化方法,并应用于灰色系统建模中.大量的数字仿真表明：基于调节因子λ建立的新GM（1,1）模型,即使是在发展系数较高、且用于多步预测时精度仍然保持较高,它较传统GM（1,1）模型和已有的改进GM（1,1）Ⅰ,Ⅱ型均有显著地提高.     

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.     

灰色GM(1,1)模型建模的理论探讨

在分析GM(1,1)建模中灰导数及其白化背景值对模型精度与适应性的影响的基础上,从灰导数、灰导数的白化背景值的构造证明了原始时间序列数据变化越平缓,发展系数的绝对值越小,GM(1,1)模型的拟合与预测精度越高,模型的适应性越强,同时提出了原始序列数据的一些处理方法。     

基于有理插值公式GM（1，1）模型的背景值构造新方法与应用

本文通过分析GM（1,1）模型中的背景值,提出了用有理插值和数值积分中的梯形公式及外推法重构背景值,进而有效地提高模型的预测精度和适用性,最后将此方法应用到我国人均能源消耗量预测建模中,理论分析和应用实例表明了文章所提方法的有效性。     

基于改进的变权缓冲灰色模型在沉降预测中的应用

针对灰色模型在中后期沉降预测中的精度问题，提出了双权幂函数弱化缓冲算子，并结合变权背景值建立改进的变权缓冲GM(1,1)模型。证明了新算子能提高光滑性、缩小级比偏差，实现对原始沉降数据的预处理，并给出还原误差不扩大的条件。对于模型中的权值采用以还原值与原始值平均相对误差最小为目标的粒子群优化算法确定。最后，采用某机场高填方地基沉降数据预测为例，验证所提改进模型的有效性。结果表明：新算子能够有效弱化沉降序列受到的冲击扰动影响，结合变权背景值能显著提高灰色模型在中后期沉降预测中的精度。此外，对新算子的权值进行限定后，可得到两种不同的变权弱化缓冲算子。