新陈代谢改进灰色预测模型在隧道围岩位移量测中的应用研究

为了预测围岩位移监控量测数据的变化趋势,掌握围岩变形随时间的发展规律,文章以新建的里田隧道为例,采用灰色预测模型对隧道监控量测的拱顶下沉和周边收敛实测位移数据进行模拟和预测,并将预测位移数据与实测位移数据进行对比分析,验证灰色预测模型的适用性。结果表明:灰色预测模型在拱顶下沉和周边收敛位移预测方面具有良好的效果,引入了新陈代谢算法和残差修正理论的新陈代谢改进灰色预测模型可提升拱顶下沉和周边收敛位移预测的精度,有效降低计算过程中的误差积累,在隧道围岩位移量测领域具有很大的应用价值。

基于新陈代谢GM-ARIMA组合模型的广东省人口老龄化预测研究

本文基于2000~2022年广东省人口结构数据,利用组合权重系数法构建新陈代谢GM(1, 1)-ARIMA模型对其未来人口结构变化情况进行预测研究。为了弥补ARIMA模型样本需求量高,拟合更多反映线性趋势的劣势,克服传统灰色预测在中长期预测的不可操作性和指数爆炸增长导致的预测偏离问题,首先利用最小二乘、MAPE和组合权重系数法构建基于新陈代谢GM(1, 1)-ARIMA的组合预测模型,接着引入TIC,MAPE和RMSE三个评价指标评估不同组合模型的精度,最终选取利用组合权重系数法构建的组合模型进行拟合预测。预测结果表明:该组合模型比单项模型预测精度提高0.32%,具有参考价值。同时表明广东人口年龄结构较为年轻,但进入初始少子化社会,未来将不可避免地以大规模、高速度进入深度老龄化和超老龄化社会,需引起高度重视。

新陈代谢灰色模型在新冠肺炎确诊病例数预测中的应用

为提高新冠肺炎确诊病例数预测精度,将新陈代谢灰色模型应用于2020年1月30日至2月10日宜昌市新冠肺炎确诊病例数进行模拟与预测。结果表明,确诊病例数新陈代谢灰色模型是精度等级较高的一种预测模型,为新冠肺炎确诊病例数的预测提供了简单可靠的路径,为未来疫情防控工作提供一定的参考。

基于新陈代谢灰色模型对人口老龄化的预测

近年来,我国老龄化人口数持续增长,人口老龄化已成为了在新时代所面临的最突出问题之一.以2005—2020年四川省老龄化人口数据为基础数据,充分考虑到扰动因素和驱动因素等新信息影响,以及模型中差分到微分直接过渡导致较大误差和建模数据的特点,构建改进的新陈代谢离散DGM(2,1)模型对四川省老龄化人口数进行预测.预测结果表明,四川省老年人口规模在未来的几年内不断扩大,将会面临巨大的养老压力.

基于灰色GM(1,1)模型的我国医院感染患病率变化趋势及预测

目的了解我国医院感染患病率变化趋势,并采用灰色GM(1,1)模型对我国不同规模医院的医院感染患病率进行预测,为医院感染防控提供数据支持和新思路。方法采用描述性流行病学方法分析我国医院感染患病率变化趋势,2008—2016年我国医院感染患病率数据进行灰色GM(1,1)模型构建,2018—2020年数据进行模型验证。采用构建的灰色GM(1,1)模型对2022—2024年我国医院感染患病率进行预测。结果我国医院感染患病率呈下降趋势,随着医院规模的增加医院感染患病率升高。医院感染患病率灰色GM(1,1)模型的精度良好、拟合效果较高。2024年全国、<300张床位医院、300~599张床位医院、600~899张床位医院和≥900张床位医院的医院感染患病率可降为1.00%、0.49%、0.90%、1.13%和2.05%。结论我国医院感染防控效果明显,灰色GM(1,1)模型对我国医院感染患病率有较好的预测效果。

基于粒子群优化-熵权无偏灰色马尔可夫模型的沥青道面性能预测

为提高沥青道面使用性能的预测精度,针对道面性能数据累积年限少、波动大的特点,采用熵值法对多个道面单元进行赋权,并利用粒子群算法(PSO)和马尔可夫模型对传统无偏灰色模型残差序列的状态区间和白化系数进行优化,构建可准确预测沥青道面性能的PSO-熵权无偏灰色马尔可夫模型.结合西北某机场沥青道面6个检测单元前7年的道面状况指数进行模型精度检验,结果表明:与传统无偏灰色模型相比,经马尔可夫模型划分残差序列空间并使用PSO算法寻找最佳白化函数后,优化模型第1年~第5年各单元残差和相对误差均减小,且整体预测精度分别提高0.05%、0.28%、0.05%、0.03%和0.14%,第6、7年的整体预测精度分别提高12.9%和19.2%,说明优化后的模型对实际沥青道面的预测结果更具有效性和针对性.

基于灰色模型的装配式建筑施工偏差预测研究

利用灰色预测模型GM(1,1)对装配式建筑施工偏差进行了分析和预测,选择预制板的平面度偏差数据作为研究对象,通过数据的预处理、模型的建立、模型参数的估计、模型的求解、模型的还原和模型的检验等步骤,得到了预测值与实测值的对比图,以及预测误差和后验差比等指标,评价了模型的预测精度和适用性。结果表明:模型能够反映出预制板的平面度偏差的变化规律,后验差比小于模型的预测精度,可应用于装配式建筑施工中。

基于新陈代谢GM(1,1)++的疫情应急物资需求量预测研究

当大规模疫情发生时,应急物资的供给至关重要.在新陈代谢GM(1,1)模型的基础上提出了一种新陈代谢GM(1,1)++模型,即再加入新信息,移除原始数据中的旧信息的同时,将原始数据中与拟合值相对残差最大的数据项用拟合值替代.提出的方法既能够及时去掉意义逐渐降低的老信息,加入更能够反应系统目前特征的新信息,又能够降低其他因素对原始数据的扰动性,使原始数据更具规律性.为了检验新陈代谢GM(1,1)++模型的有效性,将其预测结果分别与传统GM(1,1)、新信息GM(1,1)、新陈代谢GM(1,1)的预测结果进行比较研究.试验结果显示,新陈代谢GM(1,1)++模型的误差平方和最小,预测准确性远优于另外3种预测模型.

基于灰色理论的几种模型在基坑变形预测中的应用综述

基坑工程在施工过程中会受到环境、天气、人为等因素影响发生沉降变形,给工程建设带来安全隐患。以灰色系统理论为基础,分析基坑变形预测中的几个主要模型,包括GM(1,1)模型,灰色残差修正GM(1,1)模型,灰色Verhulst模型,灰色马尔可夫预测模型,灰色神经网络预测模型等几种不同模型对基坑施工过程中发生的变形进行预测,并阐明不同模型间的优劣势及其应用范围。结论是:各个模型都有各自的优缺点和适用性,都在基建发展过程中起到了重要作用。

变形监测灰色预测模型对比及替代方法研究

将变形监测灰色预测模型分为传统GM(1,1)模型及其改进模型、非齐次灰色模型、GM(1,1)幂模型及其改进模型3种类型,以Origin拟合函数Exp2PModl、Exponential和SRichards2作为3类灰色预测模型的替代方法,基于理论研究和实例验证对比分析3类灰色预测模型及其替代方法。结果表明,3类灰色预测模型在拟合函数、有无极限值、适合等时距或非等时距建模和适用范围等方面存在显著差异,需要根据变形监测数据特征选择合适的灰色预测模型类别;与3类灰色预测模型相比,Origin拟合函数在参数求解和建模数据要求上更具优势,而且可以得到相当甚至更高的拟合或预测精度,除需要编程实现的特殊优化目标外,完全可以代替灰色预测模型用于变形监测。

基于改进灰色预测模型的港口物流需求预测研究——以上海港为例

随着疫情防控政策的调整,我国外贸行业呈现快速增长态势。文章基于改进的灰色预测NGMG 1,(N)模型,运用MATLAB软件,以上海港2013至2022年的集装箱吞吐量为原始数据,预测未来五年上海港的集装箱吞吐量,并对改进的灰色NGMG 1,(N)模型预测结果进行精度检验,结果显示该模型预测精度较高。最后基于预测结果,分析上海港未来五年物流需求趋势向好的主要原因并得出结论。

基于GM(1,1)灰色模型的天津市卫生人力资源预测分析

目的:以天津市近10年相关数据为基础建立灰色模型,对天津市未来5年的卫生人才发展进行预测研究,以期为未来的卫生人力资源配置优化提供科学佐证。方法:汇总2011-2022年卫生人力资源相关数据,描述性分析近10年天津市卫生人力资源的变化趋势。运用Matlab软件对2023-2027年卫生人力资源配置情况进行GM(1,1)模型预测分析。结果:2011-2022年卫生人力资源整体数量呈现上升趋势,其中注册护士和技师的年增长率相对较高,分别为5.85%和6.11%。构建的灰色预测模型拟合结果都较好,预测结果到2027年卫生技术人员、执业(助理)医师、注册护士、药师和技师分别达到161 019人、72324人、63 655人、9116人和10 839人。结论:未来天津市护理人员缺口较大,应加强院校合作以及医疗机构加大重视护理人员的培养与考核。为避免单一模型的局限性应将经济社会等多重因素纳入至预测模型中,还可以考虑多个预测模型构建组合模型。

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.

基于灰色Verhulst模型的江西省人口预测

引言。江西是一个人口大省,但经济落后于周边省份,随着国家生育政策的调整,准确预测江西人口变化规律对于江西经济腾飞以及城市规划具有举足轻重的作用,有利于自然资源有序分配和自然环境保护,因此,必须将人口预测上升到实现江西省各方面有序发展的战略高度。把握经济发展和人口变化的相互关系,做好人口发展规划,逐步完善人口发展政策体系,对实现江西省人口与经济、资源协调和可持续发展、全面建成小康社会具有重大意义。

基于灰色GM(11)模型的安徽省“十四五”期间医疗卫生资源配置预测研究

[目的]对安徽2009-2020年省医疗卫生资源相关数据进行分析,并预测2021-2025年安徽省卫生资源配置情况,为安徽省“十四五”期间优化卫生资源配置提供参考。[方法]查阅安徽省统计年鉴,调取2009-2020年医疗卫生资源相关数据,构建灰色GM(11)预测模型,对安徽省2021-2025年卫生人力、卫生物力、卫生财力等医疗卫生资源配置情况进行预测。[结果]2021-2025年安徽省医疗卫生资源总体呈增长趋势,到2025年医疗卫生技术人员、执业(助理)医师和注册护士数量分别达到50.14万人、19.40万人和27.66万人;卫生总费用将增至3537.74万元,年均增长率7.82%;医疗卫生机构数将增至29885个,年均增长率1.89%,医疗机构床位数将增至503949张,年均增长率为5.72%。[结论]“十四五”期间,安徽省卫生资源总量将不断增加,卫生人力资源呈现不断上升的趋势,卫生筹资水平不断提高,但是仍存在执业(助理)医师、注册护士数量不足、床位配置仍需优化以及医疗机构数量发展缓慢等问题。

基于灰色回归模型广州市果蔬类生鲜农产品冷链物流需求预测

目的通过对不同预测方法的误差进行对比研究,选取预测精度较高的方法,促进部门科学化决策。方法从农产品供给、社会经济水平、冷链物流保障、居民规模与消费能力四大维度选取15个指标来构建影响因素指标体系,对影响因素与冷链物流需求进行灰色关联度分析。采用GM(1,1)、GM(1,6)与主成分-多元回归线性模型对果蔬类生鲜农产品冷链物流需求进行预测。结果GM(1,1)预测模型、GM(1,6)预测模型、主成分-多元回归线性预测模型的预测误差分别为2.97%、1.70%、2.53%。结论GM(1,6)预测模型预测精度最高,该模型适用于中短期的冷链物流需求预测,具有较高的应用价值。

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。

基于灰色模型的土地利用与生态环境耦合规律分析与动态预测——以宝鸡市为例

灰色模型具有数据需求少、精度高、运算简便、适用范围广和预测效果好等优点,而GM(1,1)模型是目前应用最广的灰色模型。以宝鸡市为例,建立评估指标体系,利用GM(1,1)模型分析研究区2005-2020年土地利用与生态环境的耦合协调度,预测2021-2025年二者的耦合协调度。结果表明,2005-2020年,宝鸡市土地利用与生态环境的耦合协调度呈上升趋势,耦合协调类型从中度失调逐步转向良好协调。经预测,2021-2025年,宝鸡市土地利用综合指数和生态环境综合指数呈不断上升趋势,前者依然高于后者,但生态环境发展滞后。研究结果有助于明确区域土地利用和生态环境的耦合规律,为推进区域高质量发展的科学决策提供重要支撑。

基于马尔科夫理论优化的地下咸水层CO_(2)溶解性能灰色预测模型

在地下咸水层封存过程中,CO_(2)的溶解反应将会影响其封存容量和稳定性,并对周围环境和生态系统造成不利影响。为合理分析CO_(2)在地下咸水层中的溶解性能,基于马尔科夫理论对灰色GM(1,1)模型进行优化,构建CO_(2)溶解性能灰色预测模型。通过预测单因素影响下CO_(2)在地下咸水层中的溶解性能,科学分析模型预测值与实测值的平均相对误差。结果表明:通过压强、温度及矿化度分析不同影响因素对CO_(2)在水中溶解性能,得出CO_(2)溶解性能灰色马尔科夫优化预测模型预测值与实测值的平均相对误差分别为0.37%、17.73%、0.21%;与灰色GM(1,1)模型相比,预测结果的平均相对误差分别降低了0.35、1.56、3.41百分点,CO_(2)溶解性能灰色预测模型预测精度更高。研究成果为CO_(2)在地下咸水层中的溶解封存提供数据支撑。

一种基于弱化算子改进的灰色模型故障预测方法

针对航空装备故障预测需求,在对灰色GM(1,1)基本模型分析研究的基础上,通过引入弱化算子对该故障预测模型进行改进,并以某直升机滑油温度控制盒峰值电压数据为对象进行应用分析,结果表明弱化算子改进模型可降低故障预测误差、提高预测精度;同时,将基于弱化算子改进模型的算法分别与序列平均变化率算子、新陈代谢模型两种算法进行组合,也验证了基于弱化算子改进模型可以提高预测精度,这对提高航空装备故障预判与维修保障能力具有重要参考借鉴价值。