灰色系统研究进展(2004—2014)

从灰数及其运算、灰色序列算子与灰色预测模型、灰色关联分析与灰色聚类评估模型、灰色决策模型、灰色组合模型和灰色控制几个方面介绍了灰色系统理论2004—2014年的研究进展及部分应用成果。梳理了基于"核"和灰度的灰数运算法则、一般灰数的概念、灰度合成公理及缓冲算子的一般形式,总结了4种GM(1,1)基本模型,即均值GM(1,1)模型(EGM)、离散GM(1,1)模型(DGM)、均值差分GM(1,1)模型(EDGM)、原始差分GM(1,1)模型(ODGM),及其适用的序列类型。介绍了灰色相似关联度、灰色接近关联度、三维灰色绝对关联度,以及基于中心点和端点混合三角白化权函数的灰色聚类评估模型、多目标加权智能灰靶决策模型、两阶段综合测度决策模型、灰色博弈模型、灰色投入产出模型,并且阐述了分布型、中立型和中立-分布型灰色随机时滞系统的指数鲁棒稳定性等新概念、新模型、新方法。同时提出了有待进一步研究解决的问题。

基于灰色系统理论的数据挖掘技术

利用灰色系统理论是研究贫信息系统分析、建模、预测、决策、控制的有效工具的特性,针对系统样本数据量不大或有残缺,样本数据更新变换快,整体数据规律相当复杂,而在某一时间或空间的数据却有很强的规律性之类的贫信息灰色系统中的数据挖掘课题,探讨了灰色系统理论与技术在数据挖掘中的应用问题,提出了贫信息灰色数据挖掘的灰色关联算法、灰色统计算法、灰色聚类算法、灰色统计聚类算法,并提出了灰色系统数据挖掘的体系结构。

基于三角形相似的Delta灰色关联度研究

文章以三角形相似的精确数学定义为基础,在两个三角形不满足三角形相似的精确数学定义的情况下,提出了度量三角形相似程度的计算公式;然后,通过添加辅助线,把序列对应的折线转化为一系列有公共边的三角形,以提出的三角形相似度公式为基础,构造出了度量两序列相似的灰色关联度公式,称为Delta灰色关联度,并研究了它的一些性质,给出了计算过程。

可变参数无偏灰色模型的中长期负荷预测

由于传统灰色预测模型固有的偏差和模型参数的固定选择,导致预测精度较低,不适应中长期负荷预测。对传统模型进行改进,包括对历史数据的平滑处理、模型参数修正、等维新息数据处理和对预测值的修正等,改进后的模型能够较好的预测中长期负荷。

1992-2001年我国灰色系统理论应用研究进展

对 1992 - 2 0 0 1年国内主要刊物上发表的有关灰色系统理论应用研究方面的论文进行全面检索和统计 。

基于灰色系统的城市生活垃圾产生量预测研究

探究“无废城市”建设下城市生活垃圾产生量影响因素有助于指导城市制定有效的治理方案。基于灰色系统,以11个国内“无废城市”建设试点城市为对象,采用灰色关联分析法研究城市生活垃圾产生量的相关影响因素,并通过灰色预测模型预测城市未来9年的生活垃圾产生量。结果表明:1)城市的经济发展水平对生活垃圾产生量的影响最大,其相关影响因素的影响程度表现为地区生产总值>社会消费品零售总额>第三产业占比>人均GDP。2)GM(1,1)模型预测10个试点城市生活垃圾产生量的结果表明,2023—2030年重庆市和深圳市的生活垃圾产生量年增长率基本保持不变,威海市、盘锦市、三亚市等8个城市的生活垃圾产生量年增长率逐年降低,以铜陵市的降低幅度最大,绍兴市最小。3)加入5个相关影响因素的GM(1,N)模型预测6个试点城市生活垃圾产生量表明,2023—2030年盘锦市和重庆市的生活垃圾产生量年增长率呈下降趋势,深圳市、许昌市、三亚市、徐州市的年增长率逐年上升,增长幅度最大的是深圳市,最小的是徐州市。研究结果可为“无废城市”建设背景下城市的固废管理提供有效策略支撑。

灰色系统分析方法论初探

信息不完全是“灰”的基本含义。从这个意义上讲,系统分析都是处在“灰”的环境中,按“灰”的方式思维,按“灰”的信息决策,按“灰”的规律行动。因此,系统分析本质上就是个灰色问题,然而,作为灰色系统理论的重要组成部分,灰色系统分析有其特定的内容与方法。本文初步论述了灰色系统分析方法的基本概念和基本原则,并介绍了一些基本方法。

基于“灰色+非线性回归”的煤矿死亡人数预测

为探究我国煤矿现阶段安全管理水平,从煤矿近年死亡人数为切入点,分析灰色模型[Gray Model, GM(1,1)]、回归模型在煤矿事故的预测效果,进而建立“灰色+回归”模型。首先,建立灰色模型,利用后残差比值、小概率误差验证灰色模型的预测等级为“好”,满足改进要求;其次,对回归模型进行线性拟合,建立“灰色+回归”预测模型,并对3类模型的预测准确性进行评估;最后,利用“灰色+非线性回归”模型预测2023年煤矿死亡人数。结果显示:以2021—2022年数据为基准,“灰色+非线性回归”预测相对误差依次为4.5%和1.3%,预测结果接近实际值,适用于短中期预测;经分析,“灰色+非线性回归”对煤矿死亡人数预测具有较高的研究价值。2023年煤矿死亡人数控制在123~136人,煤矿死亡人数呈下降趋势。

美国对华科技的“灰色地带”竞争战略

大国之间的“灰色地带”竞争日渐引发智库界、学术界和政策界的高度关注。经分析得出,美国对华科技“灰色地带”竞争存在3个特点,包括选择双方利益和能力不对称的领域作为切入点,违背科研规律和国际规范,呈现出从“I”到“C”再到“O”的渐进性打压路径等。深入探讨美国对华科技“灰色地带”竞争的5个表现,包括控制关键科技产品对中国可用性,在关键地缘政治地点或重点领域开展竞争,在前沿领域展示科技力量,减少中国对关键矿产、海底光缆等重要科技资源的控制权,制造不利于中国科技发展的舆论环境等。最后提出加强科技预警、寻找与美国共同利益点加强合作、利用多边渠道主动发声,塑造有利舆论等思考。

基于灰色理论的四川省预制菜冷链物流需求分析

以四川省预制菜冷链物流需求量为研究对象,基于2018—2023年的相关数据,采用灰色GM(1,1)预测模型和灰色关联度分析方法,深入分析影响预制菜冷链物流需求的因素并对未来6年需求进行预测。定量分析显示,模型预测平均误差为2.6%,能够相对精确地预测四川省预制菜冷链物流需求量。同时,灰色关联分析表明地区生产总值、冷库容量与第一、二、三产业增加值对预制菜冷链物流需求影响最为显著。研究结果为预制菜冷链物流未来发展提供了参考。

灰色理论在高等数学教学质量评价中的应用

研究针对高等数学教学质量评价中存在的问题,提出了基于灰色系统理论的评价体系。通过文献分析和专家咨询确定评价指标,运用灰色关联分析法确定指标权重,采用灰色聚类方法进行分类评价。实证研究验证了评价体系的有效性和可行性。结果表明,该体系能有效处理教学质量评价中的不确定性问题,为高等数学教学质量的科学评价提供新思路。研究还探讨了评价体系的优化策略及其在教学改进中的应用,为提升高等数学教学质量提供了理论依据和实践指导。The study addresses issues in the evaluation of higher mathematics teaching quality and proposes an evaluation system based on grey system theory. Through literature analysis and expert consultation, evaluation indicators were identified, and the grey relational analysis method was employed to determine indicator weights. Grey clustering was used for classification evaluation. Empirical research validated the effectiveness and feasibility of the evaluation system. The results show that this system can effectively manage uncertainty in teaching quality evaluation, providing a new approach to the scientific assessment of higher mathematics teaching. The study also explores optimization strategies for the evaluation system and its application in teaching improvement, offering theoretical support and practical guidance for enhancing the quality of higher mathematics education.

灰色系统理论在环境科学中的应用进展

灰色系统理论是处理信息不完全的系统的一种数学方法。本文概括介绍了近几年来灰色系统理论应用于环境科学所取得的最新进展,同时指出了存在的一些问题和可能的发展前景。

灰色理论在减少施工事故中的应用

本文运用灰色系统理论中的关联度分析，根据某地区近几年施工事故的统计情况，给出了施工事故与四大危害因素之间的量化关系，从而确定了各个因素间的主次关系，以便于该地区施工企业抓住重点、减少事故；另一方面根据灰色预测的基本模型对该地区未来的施工事故数值进行了预测和精度检验，能为该地区施工事故预防、加强施工企业安全管理和决策提供科学的定量依据。

灰色理论在环境质量评价中的应用与完善

针对目前应用灰色理论 (灰色聚类法 ,灰色关联度法与灰色局势决策法 )评价环境质量所出现的分辨率不够的现象 ,由于污染因子不同 ,其标准值不同 ,对环境质量的影响不同以及考虑到下 (上 )一级别的值域对上 (下 )一级的权重彼此都有贡献 ,提出了采用加权与“大于其上一级别之和”的两点修正建议 ,并将完善后的这几种方法用于环境质量评价中 .与改进层次分析法比较的结果表明 :分辨率有所提高 。

基于灰色系统理论的电网工程绿色建造模糊综合评价模型

为贯彻落实绿色发展理念,提升现有电网工程绿色建造评价方法的全面性、系统性以及客观性,提出了一种基于灰色系统理论的模糊综合评价模型。通过研究影响电网工程设计、施工与交付等环节的重要绿色评价因子,构建了多层次的绿色建造评价指标体系。并基于灰色系统理论确定指标权重,建立了多层级模糊综合评价模型。同时选取电网工程案例来进行验证,证明了该模型能够科学、合理地确定各指标的权重,从而为电网工程绿色建造评价及不断优化提供了支撑。

室内空气品质的灰色评价

利用灰色系统理论的灰色关联分析方法 ,根据灰色关联矩阵提供的丰富信息对室内空气品质进行综合评价。通过比较分析 ,灰色评价方法计算过程简单方便 ,充分利用了获得的信息 ,结果直观可靠 。

灰色关联分析在道路交通事故中的应用

全国或某一地区的道路交通安全系统是一个灰色系统,可应用灰色关联分析法方便地确定影响交通安全的主要相关因素。由灰色关联度导出灰色关联序,以进行优势分析,从而得到交通事故的最(准)优因素及最(准)优特征。根据1990—2000年全国道路交通事故以及全国人口、机动车、公路里程和客货运输量等主要相关因素统计资料可知,货运量、货运周转量和客运量是影响交通安全的主要相关因素,死、伤人数是交通事故的主要特征和指标。由哈尔滨市2000年道路路段交通事故与交通组成统计资料可知,城市道路交通事故的主要影响因素是各类货车、摩托车和大型车。因此,加强货车和货运管理对提高我国交通安全水平具有重要意义。

基于灰色关联协同效应权重配置的费用预测模型

费用预测是复杂装备成本管理的核心内容。在同类型复杂装备仅有少量样本信息的情况下,为提高估算预测精度,解决贫信息下费用影响要素筛选困难、要素间由于协同效应导致的权重分配不合理、费用预测误差较大等问题,提出了一种基于灰色关联协同效应贡献度分配的要素权重配置方法。首先通过灰色关联度分析筛选相似样本及费用关键影响要素;然后,依据各要素在协同效应下对灰色关联度提高的贡献程度大小,参考Shapley值思想计算各要素的灰色比较关联重要性,以此确定权重;最后,构建相应的异阶参数灰色分数阶预测模型,对目标装备进行费用预测。通过与已有文献中的方法进行对比,结果表明所提方法有较高的预测精度且具有一定的适用性,能够挖掘小样本下费用影响要素间的潜在信息,更可以合理地分配要素权重,提高费用预测精度。

基于层次分析灰色定权聚类的煤层气开发甜点预测方法——以柿庄北区块为例

随着煤层气产业的发展以及非常规油气勘探开发一体化的要求,当前煤层气的勘查评价工作逐渐由勘探选区向开发甜点选区推进。然而,受限于勘探开发阶段或资料占有程度,当前多数的选区评价体系对煤储层的可改性和煤层气的可采性考虑不足,在指导开发区井位优选或加密井方面效果不佳。基于沁水盆地柿庄北区块100余口煤层气参数井和开发井资料,分析区内3号煤层煤层气开发的资源条件、储层可改造性和煤层气可采性,采用层次分析和灰色定权聚类方法构建评价模型,评价了煤层气开发甜点区,为区内新井和加密井的部署提供依据。评价模型以煤层含气量、煤厚反映煤层气资源条件;综合考虑地应力环境和岩石力学性质,构建储层综合可改造性参数,评价储层可改造性;使用原始结构煤和碎裂煤占比、临储比和储层原始渗透率反映煤层气的可采性。每个参数采用word聚类方法分级,每个点位(每口井)计算出综合优度并排序,最终划分出煤层气开发甜点区。评价结果表明,研究区中部综合优度大于65的地区为进一步开展开发工作的甜点区。

河流水质风险评价的灰色-随机风险率方法

提出了量化影响河流水质的随机不确定性与灰色不确定性的水质超标灰色随机风险率概念 ,建立了水质超标灰色随机风险率评价模型。在水质单项参数评价模型中 ,将河流污染物浓度变量的分布处理成灰色概率分布 ,将污染物浓度超过水质类别标准值的风险率处理成灰色概率 ,即水质超标灰色随机风险率。在水质综合评价模型中 ,河流水环境系统被考虑为担任某一使用功能的可靠性系统 ,而任意一种水质参数超标意味着河流水体使用功能已不能得到应有的保证 ,也即表明水体综合评价超标 ,最后借鉴系统可靠性分析的理论和方法计算水质综合超标率。该方法应用于黄河花园口断面重金属污染风险评价。