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,提出了单、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。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,以高填方机场地表沉降数据预测为例,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。

重构背景值双变权GM(1,1)中长期预测模型构建

为了解决传统GM(1,1)模型在中长期预测中存在的局限性和较大偏差问题,提高模型预测精度,拓宽其应用范围,结合全信息变权弱化缓冲算子、全信息加权平均法、Newton-Cotes公式和三次牛顿插值公式,从原始数据变换、背景值重构、初始条件优化3个方面对传统GM(1,1)模型进行改进,建立了重构背景值双变权GM(1,1)中长期预测模型。用西安市年供水量统计数据对模型进行精度检验与分析,结果表明精度检验等级为一级,具有很好的预测精度,可用于西安市年供水量的预测。

基于改进灰色模型的石河子市需水量预测

针对城市需水预测原始序列波动性大、两阶段弱化缓冲算子的灰色模型对序列预处理强度难以把控的问题,在建模过程中引入变权弱化缓冲算子,通过研究人员的定性分析确定权重,实现对算子作用强度的控制,从而提高模型预测的精度。基于石河子市2011-2018年用水统计资料,分别建立了传统的灰色模型、二阶弱化缓冲算子的灰色模型、变权弱化缓冲算子的灰色模型,并结合指标分析法对城市需水量进行了预测。结果表明:改进后的模型较其他两种模型精度有所提高,并能在后续的预测中保持其稳定性和精度,与指标分析法预测结果差距小。石河子市需水量预测研究可为区域水资源规划与调度提供可靠的科学依据。