基于AHP与熵值法构建的火灾预测组合灰色模型

火灾预测可以帮助消防部门更好地采取预防措施和制定灭火方案,减轻火灾损失。如何通过人工智能方法预测火灾数量、判断火灾发展趋势成为一项重要的研究课题。对城市消防火灾数量进行预测时,文中首先对原始数据序列进行加权滑动均值处理;其次建立了基于背景值优化的灰色模型和无偏优化灰色模型;而后引入了结合等维新息理论的马尔可夫模型,对经过改进的灰色模型进行预测值的残差修正;最后建立了基于层次分析法(AHP)与熵值法的主客观赋权组合模型。针对北京市2012—2019年火灾事故数据进行建模,并对后续两年的火灾发生数量进行数据预测与模型对比验证分析,根据预测结果判断未来火灾数据的变化趋势。实验结果显示,优化模型可以提高预测精度,其中结合AHP与熵值法的组合模型预测精度达到了相对残差最小为0.6105%,后验方差比为0.323%。实验结果证明,优化后的模型可以更好地应用于对火灾事故的预测。

时间序列的灰色建模试验

介绍了GM(1,1)的原息模型、新息模型和等维新息模型的建模方法,比较分析了GM(1,1)加权预测模型和非加权预测模型的可靠性问题.通过对实验结果的比较分析,我们认为等维新息加权预测模型预测的结果最接近真实值,其余依次是等维新息模型,加权新息模型,新息模型.在这6种预测模型中,预测精度最差的是原息模型.

组合优化灰色模型在中长期电力负荷预测中的应用

鉴于中长期负荷预测受很多不确定因素的影响,各种预测方法都有其局限性的问题,在分析基本灰色模型及其传统改进模型在负荷预测中局限性的基础上,提出了一种电力系统中长期负荷预测的实用新方法——组合优化灰色预测法.该预测法是一种对残差改进灰色模型(GM)和基于等维新息递补预测法的改进灰色模型进行优化的组合方法,能够实现在线预测模型参数,满足动态电力负荷能解决随机干扰影响的要求,最终的预测结果误差可基本控制在3%之内.经过实例计算,组合优化灰色预测模型用于中长期电力负荷预测,与传统的系统理论方法相比较,该方法计算简捷,预测精度高,具有很好的实用性.

中长期电力负荷的组合预测法

组合预测法能较大限度地利用各种预测样本信息,有效地减少单个预测模型建立过程中一些环境随机因素的影响,提高预测精度。通过对灰色预测法、等维新息法、回归分析法的研究,先由原始数列建立灰色预测模型,预测出近期数据,再运用等维新息思想,把灰色模型的近期预测值添加到原始数列中,生成组合的数列,由新生成的组合数列建立回归模型,预测长期电力负荷值。通过一个实例比较组合预测和灰色模型的预测结果,对比得知,组合预测的精确度优于灰色预测。

改进Verhulst模型在饱和负荷预测中的应用

为实现对宏观负荷的饱和时间点、饱和规模的预测,提出了一种基于改进Verhulst模型的饱和负荷预测方法。针对饱和负荷预测时间跨度长、负荷规模增长呈现"S"型的特点,将等维新息递补技术引入灰色Verhulst模型,使预测结果能够更科学合理地反映用电需求的发展规律。采用残差修正的思想,构造Verhulst残差修正模型,实现对用电需求的分析与预测。最后,通过实例分析说明该方法的有效性。

GM(1,1)模型在长江水质预测中的应用

介绍了GM(1,1)的原息模型、新息模型和等维新息模型及残差修正模型的建模方法,分别建立了长江水质预测的等维新息模型和残差修正模型。通过对模型的预测结果进行分析,并对比原数据的趋势,发现两模型在数据突变点附近有明显差别,其数据说明残差修正模型在细节方面更接近实际,其结果体现了数据的内在规律。

动态灰色预测模型在大坝变形监测及预报中的应用研究

详细地讨论了灰色预测模型GM(1,1)和动态灰色预测模型的基本内容及建模过程,并成功地将等维新息和等维灰数递补两种动态灰色预测模型应用于大坝变形的预测预报。实践证明,等维新息动态预测由于实时地加入了新的信息,提高了灰区间的白色度,预测效果最好;等维灰数递补动态预测利用了序列建模的结果,淡化了灰平面的灰度,使预测结果有所改善;GM(1,1)模型由于是静态地反映系统的变化趋势,预测的精度最低。因此,动态灰色预测模型在大坝变形的预测预报中比静态预测模型具有更高的应用价值。

一种自适应均衡器最优阶数确定算法

提出了一种基于信道估计与级数展开的均衡器阶数确定算法(equalizer order algorithm based on channel estimation andseries expansion,CESE-EOA)。自适应均衡器是相干水声通信系统的重要组成部分,其阶数参数的确定会对系统性能产生重大影响。传统的均衡器阶数确定方法有适应性较差、对训练序列的长度要求较高等缺点。从多重线性回归模型的角度讨论了自适应均衡器阶数选择的依据,并以此为基础给出了一种最优的阶数计算方法,减小了均衡器的自噪声。理论分析与仿真、试验结果证明了该算法的正确性。该算法可用于计算线性自适应均衡器、盲均衡器或判决反馈均衡器中前馈滤波器的最优阶数,对均衡器设计有重要借鉴意义。

灰色模型在电力负荷预测中的应用与改进

灰色GM(1,1)模型是一种较有效的负荷预测模型,然而由于电力负荷具有多样性,当负荷增长曲线不是G型时,其预测误差较大,精度不能满足要求,在实际应用中具有一定的局限性。对灰色GM(1,1)模型进行必要的改进,通过实例分析,利用等维新息递推模型、组合灰色模型进行负荷预测,可大大提高预测精度。

具有先验信息约束的半参数回归模型及其虚拟观测值解法

针对半参数回归模型建模过程中合理性不足问题,提出了具有先验信息约束的半参数回归模型,并给出了该模型相应的虚拟观测值解法和正则化矩阵与正则化参数在测量中的物理意义;证明了该新解法与补偿最小二乘法的等价性以及该新模型的有效性和合理性。

基于等维新息灰色马尔可夫模型的互联网用户人数预测研究

对互联网用户人数的科学预测可为网络的建设和管理提供决策依据。在传统灰色预测模型的基础上,结合新信息优先的思想,建立了等维新息灰色预测模型,并利用马尔可夫链模型预测出结果的波动范围,形成等维新息灰色马尔可夫预测模型。再以2007年12月-2012年06月我国互联网上网人数实测值为原始数据,构建预测模型,预测2012年12-2014年06月的互联网上网人数。实例结果表明,等维新息灰色马尔可夫预测模型其预测结果的误差更小,精度更高,还能提供预测结果的波动范围及出现概率。

基于等维新息的GM(2,1)递推预测模型

针对GM(2,1)白化方程的解影响其预测精度的问题,提出了一种新的预测模型——等维新息GM(2,1)递推预测模型。该模型通过其灰色微分方程推导出GM(2,1)递推预测模型的表达式,避免了对二阶白化方程进行求解,同时解决了差分方程与微分方程之间因转换而产生误差的问题,并结合等维新息的思想更新GM(2,1)递推预测模型的参数。最后通过实例验证了所提等维新息GM(2,1)递推预测模型的有效性和实用性。

基于新维无偏灰色马尔可夫的交通事故预测

交通事故预测是交通安全评价、规划和决策的基础。在传统灰色预测模型和马尔可夫链理论的基础上,利用新信息优先的思想,建立了等维新息无偏灰色马尔可夫预测模型。该模型通过结合灰色预测与马尔可夫链理论的特点,用无偏灰色预测模型拟合系统的发展变化趋势,并以此为基础进行马尔可夫预测,在每一步预测中不断推陈出新,更新原始数据。以2001年—2010年全国道路交通事故死亡人数实测值作为原始数据,构建预测模型,预测其2011年—2015年事故死亡人数。结果表明:等维新息无偏灰色马尔可夫预测模型的误差更小,精度更高,尤其适合中长期预测。

一种改进的等维新息灰色模型及其在土石坝沉降预测中的应用

提出采用多层建模与等维新息灰色建模的联合方法预测土石坝沉降.该方法根据灰色理论的等维新息思想,采用参数递推公式计算灰色沉降模型的参数序列,并根据计算出的参数序列构建其预测模型,从而建立了反映系统时变特性的灰色预测模型.实例分析表明,本方法较好地反映了系统的时变性和灰色性,取得了较精确的沉降预测结果.

引入时变递增因子的加权等维新息模型及预测

从灰色系统理论入手 ,针对已发生的时间序列的一组变形观测数据 ,按其可靠性随时间成正比例变化的特性 ,引入时变递增因子来定权 ,并及时更新数据 ,用最新的数据替换老的数据 ,建立等维新息模型 ,以保证原始数据对模型的作用 ,使模型更能反映实际 .实例计算分析表明 :该模型样本需求量小 ,计算简单 ,能动态地反映出系统的时变特性 。

基于等维新息灰色马尔可夫模型的大连城市用水量预测

对城市用水量的科学预测是城市水资源合理开发、利用和管理的基础。在传统灰色预测模型的基础上建立了等维新息灰色预测模型，并利用马尔可夫链预测模型预测出结果的波动范围，形成等维新息灰色马尔可夫预测模型。再以1998－2007年大连城市用水量实测值作为原始数据，构建预测模型，预测其2008－2012年用水量。结果表明：等维新息灰色马尔可夫预测模型预测结果的误差更小，精度更高。该预测结果可以为大连未来城市供水规划提供参考依据。

基于灰色预测的加速试验机理一致性判定方法

确定失效机理一致性条件是保证加速试验正确性的前提之一.由于现有的一致性判定方法只能利用加速试验数据,不能指导加速试验设计,因此需要一种基于强化试验数据的一致性判定方法.针对工程中强化试验数据少的特点,选取可以处理少数据的灰色预测,给出了一致性判定的新方法及流程.该方法通过将灰色预测中的GM(1,1)和等维新息模型相结合,找出强化试验数据的趋势改变点,在加速试验之前得到机理一致性变化的条件.通过在加速度计中的应用案例,验证了该方法的可行性.

引入修正因子的研究生招生等维新息预测模型

研究生教育是国家创新体系的重要支柱和基础,以辽宁省"十一五"硕士研究生招生预测分析为切入点,在灰色系统GM(1,1)模型基础上,结合研究生招生工作实际提出了修正因子计算方法,建立了硕士研究生招生预测模型。等维新息模型的引入,使预测结果更加符合实际。预测模型的建立可为相关政策制定提供一定的理论依据。

新息与等维新息非等间距GM(1,1)模型及其应用

为了提高灰色理论中模型的预测精度,通过分析积分重构GM(1,1)模型,将积分获取背景值的方法应用到新息和等维新息模型中,并且将模型的适用范围从等间距进一步扩展到非等间距。通过实例比较了新息和等维新息模型,结果表明:新息模型将预测的新信息补充到原始序列,能很好的反映系统的发展;而等维新息模型随着系统的发展,不仅添加新信息,而且除去老信息,这样的处理方式比仅仅添加新信息的方式具有更好的预测效果;这些结论丰富了灰色系统的模型,为灰色理论的运用提供了一个有效的方法。

基于等维新息模型的矿井瓦斯涌出量预测

矿井瓦斯涌出量预测是瓦斯防治的重要技术环节,能够为煤矿安全生产提供保障。为了提高矿井瓦斯涌出量的预测精度,将等维新息模型的理论结合到灰色线性回归组合模型中,建立等维新息灰色线性回归组合模型,并应用MATLAB软件进行编程。以某煤矿相对瓦斯涌出量统计数据为实例,利用等维新息灰色线性回归组合模型对其瓦斯涌出量进行预测,分析了模型的最佳维数,通过检验得出模型的精度等级为一级。结果表明:等维新息灰色线性回归组合模型在对矿井深部瓦斯涌出量进行预测时,精度高于原有的灰色预测模型,取得了良好的预测效果。可将此模型的软件应用到瓦斯监控系统中,以提高系统的技术性与实用性。