基于马尔可夫残差修正灰色模型的轨道质量指数及其分项预测

为研究轨道质量指数(Track Quality Index,TQI)及各分项值的变化趋势,本文考虑动检数据的非等时距特征,构建了关于TQI及各分项值的一阶灰色模型。原始数据经过累加变换后,利用最小二乘法求解模型的灰参数,并引入马尔可夫残差修正方法对灰色模型进行修正。通过对比修正前后灰色模型TQI及各分项的输出值(拟合值和预测值)与实测值,验证残差修正对提升模型预测精度和降低预测误差的改善效果。结果表明:经马尔可夫残差修正后,灰色模型TQI及各分项输出值可以较好反映其波动情况;与修正前灰色模型相比,修正后灰色模型TQI预测值与实测值的平均误差由1.59%降至0.89%,整体预测精度由2级提升到1级;TQI各分项预测值与实测值的平均误差由3.18%降至1.42%,整体精度由2~4级提升到1~2级。从降低误差和提升预测精度两方面看,修正后灰色模型的预测效果明显提升。

基于灰色GM(1, 1)模型的新冠肺炎感染人数预测研究

本文以2020年2月6日至2020年2月19日日本“钻石公主号”邮轮上新冠肺炎感染人数为基础,首先建立灰色预测模型研究感染人数的趋势情况。接着,运用时间序列分析理论讨论灰色预测模型的残差是否为白噪声序列,以进一步建立相应的时间序列模型,从而提高灰色预测模型的精度。计算结果表明,该方法能有效地研究此封闭空间中的新冠肺炎确诊人数。Based on the number of confirmed cases of COVID-19 in Japan “Diamond Princess” cruises from February 6, 2020 to February 19, 2020, we first establish the grey prediction model to study the trend of the number of confirmed cases. Then, the time series analysis theory is applied to discuss whether residuals of the grey prediction model are white noise sequence, so as to further build the corresponding time series models to improve the accuracy of the grey prediction model. The results show that the number of confirmed cases of COVID-19 in such a closed space can be effectively diagnosed by this method.

灰色与周期残差叠加模型及其在地下水动态预测中的应用

为了正确地评价地下水资源和预测矿坑涌水量,必须摸清地下水系统的发展规律,掌握其动态。本文建立了灰色与周期残差叠加模型,并运用模型预测了地下水的变化动态。

改进残差灰色预测模型在负荷预测中的应用

本文介绍了传统残差灰色模型的基本原理和建立方法,针对模型中存在的问题对该模型进行了改进,运用马尔可夫状态转移矩阵来判断残差预测值在k>n时的符号,提高了预测精度。并用天津地区1995年到2002年的负荷量作为历史数据进行了预测,结果表明预测精度明显提高。

基于灰色-马尔科夫残差预测模型的甘南草地载畜量预测

为了预测草地实际载畜量与理论载畜量,为草地畜牧业的可持续发展提供理论依据和决策支持基础,通过对甘南州4个县市1998-2009年的草地实际载畜量和理论载畜量数据分析,以灰色GM(1,1)模型和马尔科夫预测模型为基础,建立了优化改进的灰色等维—马尔科夫残差预测模型,以甘南州合作市实际载畜量为实例进行验证,预测结果显著(p<0.01),预测误差低于7.06%,表明该预测模型精度较高,适用于对草地载畜量的预测研究。最后,利用该模型对2010-2014年甘南州4县市草地实际载畜量和理论载畜量进行预测分析,基本符合草地载畜量实际变化过程,为相关部门合理确定草地载畜量和进行科学草地管理提供参考。

基于马尔可夫过程的改进残差灰色灾变预测模型研究

洪涝是对人类社会危害较大的一种自然灾害,洪涝严重影响农业生产和生态平衡。介绍了传统残差灰色模型的基本原理和建立方法;并介绍了马尔可夫预测法,它是应用概率论中马尔可夫链的理论和方法来研究分析有关数据的变化规律,并由此预测未来变化趋势的一种方法。针对灰色残差模型中存在的问题对该模型进行了改进,运用马尔可夫状态转移矩阵来判断残差预测值在k>n时的符号,提高了预测精度。用辽阳地区50年的年降水量作为历史数据,取定灾变序列,建立涝灾预测模型,结果表明,新模型算法简单,精度较高,比传统的灰色模型效果更好,为涝灾预测提供一种行之有效的方法,对防灾减灾具有极其重要的现实意义。

基于灰色预测的空间多点残差修正模型研究

在分析灰色单点预测模型不足的基础之上,综合考虑变形点之间的空间相关性,提出将残差修正应用于空间多点模型,引入空间多点残差修正模型。对黄河小浪底水利枢纽工程B断面沉降监测结果的分析表明,该模型整体模拟与预测相对误差绝对值之和(5个周期)为122%,优于空间多点模型的179%与GM(1,1)模型的284%。同时,短周期数据模拟(5个周期内)相对误差能够控制在20%以内,具有最好的数据拟合精度。

基于周期残差修正灰色模型的输电线路载流量的预测与分析

在能源短缺问题日益严峻、供电可靠性要求不断提高的大环境下,大幅度提高输电线路输送能力,降低输电成本势在必行。为了充分利用输电线路未来允许载流量,提出了基于灰色模型的载流量预测的方法,通过对原始数列进行平滑处理,削弱数据的主观性和偶然性的干扰。根据原始载流量序列存在多周期的特点,对传统灰色模型理论进行改进,提出了使用残差修正基对残差值进行补偿的方法来预测输电线路的载流量。该方法不仅具有传统灰色模型所需样本数据少、运算方便等特点,同时还体现了载流量的周期性规律,使拟合曲线更加接近原始数据,载流量的预测更加准确。通过对现场采集数据进行预测和分析,表明该模型较传统灰色模型的精度更高。基于上述模型,分析了载流量预测在输电线路潮流调度中的作用,载流量预测可以在保证电力系统安全运行的前提下,实现电网的更经济运行。

基于灰色傅里叶变换残差修正的电力负荷预测模型

提出基于灰色傅里叶变换残差修正的负荷预测模型,首先运用滑动平均法对原始数列进行改进,减弱异常值的影响;然后运用傅里叶变换对一般灰色预测模型进行改进,通过对残差进行修正,消除样本数据中偶然因素的影响。算例分析表明,与一般灰色预测模型和马尔可夫残差修正模型相比,该模型的预测精度有所提高,证明了该模型的有效性和实用性。

带周期校正的灰色残差预测模型

随着实验系统规模的不断扩大,系统运行成本高、周期长等问题逐渐显现,这就造成了实验数据获取困难、可供分析的实验数据量偏小等问题。因此,有必要通过合理的模型和方法分析原始数据的特点,对实验数据进行建模预测,获得足够的数据来对系统进行下一步的分析。针对此问题,以灰色理论为基础,在非等间距GM(1,1)灰色预测模型的基础上,首先加入残差校正模型来提高预测精度,同时对于原始数据具有周期性的情形,建立周期补偿序列,最终建立起了带周期校正的灰色残差数据预测模型。最终的实验结果表明,该模型在用于对周期性数据的预测时,准确率相对于不带周期校正的预测模型有所提高。

Markov残差修正的灰色GM(1,N)模型在粮食产量预测中的应用

将灰色理论和Markov预测方法用于中国粮食产量的预测。运用灰色关联分析,从众多影响粮食产量的因素中确定了影响粮食产量的主要因素为:乡村从业人员、农作物有效灌溉面积、粮食作物播种面积、受灾面积。以粮食产量作为特征变量,以影响粮食产量的主要因素作为选定变量构建了粮食产量的灰色GM(1,5)预测模型,并对我国粮食产量进行拟合和预测。为了捕获粮食产量时间序列的随机波动性,使用马尔可夫模型对GM(1,5)模型的残差进行修正,以便改善预测精度。实例结果:事后检验阶段GM(1,5)模型的平均绝对百分比误差为15.45%,灰色Markov模型的平均绝对百分比误差为5.625%。灰色Markov模型能够提高预测的精度,是一种有效的、具有鲁棒性的预测方法。

基于残差周期修正的灰色电价预测模型

电力市场中的电价曲线具有多周期、跳跃等特性,而呈指数增长的灰色GM(1,1)模型预测误差较大,为此,文章提出了基于残差周期修正的灰色电价预测模型。该模型不仅利用了灰色模型的优点,而且通过原始数据的平滑处理、初值条件的改进以及残差周期修正使预测曲线波动起来,使拟合曲线更加接近原始数据,大大提高了模型的预测精度。算例结果验证了该方法的可行性。

我国危险化学品事故灰色残差马尔科夫预测模型的建立及应用研究

随着工业发展和社会进步,人们对化工产品的依赖性越来越强,导致危化品事故频发,因此建立危化品事故预测模型并对其进行预测具有重要意义。以2006—2014年我国发生的危化品事故起数为原始样本,建立预测模型,并以2015年我国危化品事故实际起数为验证样本,对所建立的预测模型的预测精度进行了验证。结果表明:所建立的危化品事故灰色残差马尔科夫预测模型精度合格,可用来预测我国危化品事故的发展趋势。

灰色系统残差预测模型软件的研制与应用

基于灰色系统GM(1,1)残差模型编制了GMRCFS预测软件,并对隔河岩大坝1998-06-10—11-28日5个GPS监测点的形变进行了预测。结果表明,GM(1,1)残差模型具有较高的预测精度,合理选取预测步长可达到大坝形变预测的要求。

灰色残差GM(1,1)模型在道路交通量预测中的应用

本文通过实例介绍了灰色残差GM (1,1)模型在道路交通量预测中的应用 ,预测结果表明 ,该方法是正确的 ,算法是有效的。

灰色残差修正模型在灌溉用水量预测中的应用

灌溉用水量的预测影响因素很多,属于灰色系统问题。用灰色GM(1,1)模型预测铁甲灌区灌溉用水量,因相对误差较大,对残差进行修正。修正后的模型明显优于原模型,使用3种方法进行精度检验,都能达到要求,说明残差修正模型预测铁甲灌区短期灌溉用水量是可行的。

基于改进残差灰色模型预测路面使用性能的研究

路面使用性能的精确预测,可以作为公路养护部门对公路进行养护决策的依据。该文在灰色理论预测的基础上,建立了改进残差灰色预测模型:对残差绝对值建立灰色模型,运用马尔可夫状态转移矩阵判断残差预测值在t>n时的符号,对灰色预测值进行修正。检验表明:改进模型对路面使用性能的预测能够达到对模型精度的要求。

灰色残差GM(1,1)模型在预测肺结核流行趋势中的应用

目的预测西安市肺结核短期流行趋势,探讨灰色模型在疾病预测及效果评价中的作用。方法对西安市1996-2005年肺结核发病率资料分别建立单纯GM(1,1)模型和残差GM(1,1)模型,比较两个模型的拟合优度,选择拟合度好的模型预测肺结核的短期流行趋势。结果单纯GM(1,1)模型的拟合度为"勉强",残差GM(1,1)模型的拟合度为"好"。采用拟合度满意的残差GM(1,1)模型预测西安市2006年和2007年肺结核发病率分别为364.79/10万和523.20/10万,较实际发病率显著降低,降幅分别为72.09%和82.32%。结论 2005年以来西安市结核病防治工作取得初步成效,灰色残差GM(1,1)模型可作预测肺结核的短期流行趋势之用。

灰色残差GM(1,1)模型在大气二氧化硫预测中的应用

应用灰色GM ( 1 ,1 )模式理论与方法 ,建立了临安市大气二氧化硫质量浓度的灰色残差预测方程x (t+ 1 ) = 0 1 0 7432e-0 0 95872t+ 0 1 2 391 7,并进行了预测。预测结果与实测值的相对误差绝对值介于 0 5 6%～ 1 4 5 1 %之间 ,预测结果后验比与小误差概率分别为0 2 80 2和 1 0。表明模型与实测值拟合程度好 ,达到了较高精度。表 3参 1

基于灰色残差新陈代谢模型的悬臂施工主梁标高误差预测

以PC斜拉桥施工节段主梁悬臂端标高误差为研究对象,利用灰色残差新陈代谢模型GM(1,1)对其进行分析预测,探讨了原始误差序列的数据取舍、应用条件和预测效果.结果表明,在分施工节段的前提下,该模型能进一步弱化偶然误差,预测下阶段误差的近似值,具有工程实际应用价值,同时对如何提高预测精度和适用范围做了相关研究.