基于灰色GM-BP神经网络组合模型的中国镍原矿多情景需求预测

2016年我国颁布《全国矿产资源规划(2016—2020年)》,首次将镍列为战略性矿产资源。我国是全球最大的镍消费国,但镍资源储量少,对外依存度高,科学预测镍原矿需求量对保障镍矿产业链与供应链安全具有重要的现实意义。从需求侧出发,利用灰色关联度法选取中国不锈钢产量、人均GDP、电镀行业市场规模、城镇化率、产业结构、新能源汽车产量作为镍原矿需求情景预测的驱动变量,再在灰色GM(1,1)模型预测基础上,与BP神经网络算法相结合,构建基于残差优化的GM-BP组合模型,对2025—2035年中国镍原矿需求展开多情景预测。研究结果表明:组合模型实现了对小样本非线性时间序列数据的有效预测,且比GM(1,1)模型拟合误差更小,预测精度更高;根据组合模型,2025年、2030年、2035年我国镍原矿多情景需求均值分别为182.22万t、272.08万t、395.17万t,“十四五”“十五五”“十六五”期间需求年均增长4.26%、10.54%、9.78%。镍原矿需求呈稳定上升态势,镍矿供需矛盾将进一步加剧,我国必须提高镍供应能力,降低对进口镍的依赖程度。对此,提出如下政策建议:1)推进国内不锈钢产业的转型升级,优化生产工艺和产品结构,推广新型合金材料的应用;2)加大对镍矿勘探和开发的支持力度,如鼓励矿业企业技术创新,提高勘探效率和精度,同时积极推动国际合作,吸引国外先进技术、设备进入国内市场;3)促进进口多元化,与多个供应国建立合作关系,鼓励国内企业参与海外镍矿项目。

面向“十四五”规划基于灰色GM(1,1)模型的沈阳市物流需求预测分析

“十四五”规划时期,推动东北全面振兴是重要的发展方向。其中物流的发展至关重要。东北地区因其地域特点,物流需求具有不确定性,亟待开展预测方法研究。文章以沈阳市为例,以2008—2022年货运量作为样本数据,提出基于灰色GM(1,1)模型的东北地区物流需求预测方法。通过仿真实验计算2008—2022年的物流需求,经过与实际值对比,对预测结果进行检验与分析,验证了文章所提出的模型是有效的;预测未来5年的物流需求量。实验结果表明,此方法能为沈阳市物流需求的定量分析提供较为准确的基础,同时为政府出台相关政策和企业进行物流规划建设提供参考价值。

基于定额法和GM(1,1)模型对河南省2030年需水量的预测与情景分析

采用定额法和GM(1,1)模型对河南省2030年的需水量进行预测,并设计了保持现状型、经济发展型、节水型和综合发展型四个发展情景进行分析。结果表明:四种情境下的需水量分别为253.7亿m^(3)、278.5亿m^(3)、220.2亿m^(3)和260.7亿m^(3);农业灌溉用水占全省用水量近55%,提升农业灌溉水的利用效率对改善全省的水资源利用效率有巨大作用,同时,调整产业结构也可以提高水资源利用率;综合考虑四种发展情景,河南省未来的发展趋势应向综合发展型社会靠拢,使经济、环境和社会协同发展;需水量受人口数量、生产总值、产业结构等多种因素的协同影响。

基于岭回归和GM(1,1)组合的上海市物流需求预测模型

为了提高上海市物流需求量预测精度,运用GM(1,1)和岭回归组合预测方法基于9个影响因素构建需求预测指标体系,选取近13年的历史数据预测上海市未来4年的物流需求量并与BP神经网络和GM(1,1)预测模型进行对比。结果表明,文章提出的组合预测模型预测精度优于其他模型,其均方根误差和平均相对误差分别至少减少了42.8%和45.4%,证明模型的优越性和可行性,可为其他地区的物流需求预测提供研究方向。

基于GM(1,1)灰色预测模型的聊城市卫生专业技术人员需求预测分析

目的预测分析聊城市卫生专业技术人员的需求,为相关研究或政策制定提供思路或参考。方法通过Excel录入数据,运用SPSSPRO根据2013年12月—2021年12月的基线数据拟合GM(1,1)灰色预测模型,预测2022—2030年卫生专业技术人员的需求情况。结果构建的GM(1,1)灰色预测模型的拟合程度和精度均比较高,而且预测结果显示,卫生专业技术人员、执业(助理)医师和注册护士的数量都呈逐年上升趋势。结论2022—2030年,聊城市不同类型卫生人员数量都有显著增加,注册护士的增幅大于执业(助理)医师的增幅,医护人员结构不合理,需要不断优化卫生人力资源配置,使医护比趋于合理化,同时也可看出GM(1,1)灰色预测模型适用于卫生专业技术人员的预测。

基于灰色GM(1,1)模型的眉山市生鲜农产品冷链物流需求预测

冷链物流是将冷冻冷藏类食品原料及成品在生产、储存、运输以及售卖等各个环节中始终放置于规定的低温环境中,以保证运输过程中食品的质量。本文以眉山市生鲜农产品冷链物流现状出发,同时整合2015—2021年眉山市冷链物流需求的相关数据。利用灰色GM(1,1)模型对眉山市生鲜农产品冷链物流未来5年的需求以及各种影响因素进行分析。期望能够为其发展规划与决策提供参考,并为农产品冷链物流产业的持续进步夯实基础。

湖北省农产品物流需求预测研究——基于GM(1,N)模型

农产品物流既是保障民生的基础,也关乎现代农业的发展。文中基于湖北省2011-2020年数据,对湖北省农产品物流需求量的相关因子进行分析,采用一阶多变量的GM(1,N)灰色预测模型,构建湖北省农产品物流需求预测指标体系,以灰色关联度计算为依据,选出与湖北省农产品物流需求量相关程度高的相关因子作为预测指标,构建灰色GM(1,6)模型,结果显示预测模型精确度和可信度较高,并根据预测结果提出农产品物流发展相关建议,为湖北省农产品物流业制定规划、提供参考。

基于GM(1,1)模型的青岛港物流需求预测研究

港口是国际贸易的关键通道,对城市现代化和区域经济发展起着至关重要的作用,提高港口的物流服务水平能带动区域经济发展,而对港口的物流需求进行预测是优化港口物流活动的重要举措之一。青岛港具有先天的地理优势且有国家利好政策的加持,故而拥有很大的发展潜力。为了在制定青岛港高质量发展战略的过程中为其提供可靠的参考依据,文章利用GM(1,1)模型预测了青岛港未来五年的物流需求,发现未来五年青岛港的物流需求逐年在稳定提升,模型精度较好,预测值比较可靠,进而结合青岛港发展现状提出相应的发展对策与建议。

基于GM(1,1)模型的中国能源消费预测研究

以1985～2004年中国能源消费总量为原始数据，构建了中国能源消费GM（1，1）预测模型。研究表明，中国能源消费呈准指数增长规律，GM（1，1）预测模型对20年能源消费量的拟合精度达94．53％，模型的发展系数为0．04，适用于作中长期经济预测。预计“十一五”期间中国能源消费将以4．30％的速度增长，2010年能源消费量达到217730万t标准煤。

基于GM-SVM的边境封控油料保障需求预测

为解决边境封控油料保障需求预测问题,针对油料保障需求不仅呈现线性变化,且蕴含非线性变化规律,传统的单一模型很难同时对线性和非线性规律加以预测的特点,提出一种基于灰色支持向量机(GM-SVM)的边境封控油料保障需求组合预测模型。首先,运用灰色模型对油料保障需求进行预测,挖掘其线性变化规律;然后,采用支持向量机进行预测,描述油料保障需求的非线性变化规律;最后,将两种预测结果进行加权平均,作为边境封控油料保障需求预测的最终结果。预测结果表明,GM-SVM组合预测模型预测精度较高,较好地克服了单一预测模型的缺陷。

灰色振荡序列GM(1,1)模型及在城市用水中的应用

GM(1,1)模型是城市用水量预测的一种有效的方法,但利用GM(1,1)模型难以反映序列的随机波动性。本文提出的平移变换和几何平均变换方法,不仅能构造更适合建立GM(1,1)模型的单调递增序列,也能有效地弱化原始序列的随机性,并保持其单调性,使其变化梯度趋于平缓。通过大连市2000～2006年用水量的预测结果表明,此方法能够反映出城市用水量所具有的波动特性,提高GM(1,1)模型的预测精度,可应用于对灰色振荡序列建立GM(1,1)模型,从而扩大了GM(1,1)模型的应用范围。

预测陕西关中地区需水量的改进GM(1,1)模型

需水量评价与预测是水资源规划与管理一项重要的研究内容。本文采用定额法计算需水量。通过对陕西关中地区需水量要素组成的分析,认为需水量要素属平稳时间序列,且一阶累加生成数据系列满足指数规律,符合灰色预测条件。为了提高GM(1,1)模型的精度,采用一种改变背景值的新方法,即:中心逼近方法。通过精度检验,中心逼近式GM(1,1)模型平均误差百分比、误差平方和分别比传统的GM(1,1)模型提高了0.147和1.579。用中心逼近式GM(1,1)模型预测需水量各要素近期和中长期值,经检验,其中非农业人口、农业人口、耕地面积、工业总产值预测模型满足一级模型,等级为良好。牲畜头数预测模型为不合格模型,分析其原因,主要是因为时间序列数据不完全符合指数规律。通过定额法计算,预计75%保证率时2005年和2010年关中地区工农业需水量分别占总需水量的92.21%和89.75%,生活需水量分别占7%和9.04%。

基于灰色预测GM(1,1)模型的城镇生活需水量预测

鉴于科学的需水量预测是水资源合理配置的重要依据,基于围场县2006～2010年城镇生活用水量的统计资料,利用灰色预测GM(1,1)模型对实际用水量进行了模拟分析,模拟结果与实际用水量的平均误差为1.53%。灰色预测GM(1,1)模型适用于围场县城镇生活需水量的预测,进而预测了围场县不同期限(短期、中期、长期)的城镇生活需水量。通过一次供需平衡分析明确了未来水资源的供需矛盾,提出了城镇生活用水高效利用对策,可在一定程度上缓解城镇生活用水的供需矛盾。

基于GM(1,1)模型的铜绿山矿井水害预测与防治

本文针对铜绿山矿区复杂的水文地质条件,分析了其含水层和隔水层的分布特征以及矿井突水原因和充水因素,同时在分析矿井涌水影响因素复杂机理的基础上,建立了灰色GM(1,1)预测模型,预测了未来涌水量的发展变化趋势,并针对矿区水害威胁源的实际情况,提出了在青山河流域、南北露采坑、井下同时开展综合防治水的措施,以为矿山的安全生产提供依据。

基于ARIMA与GM(1,1)的区域用水总量预测模型及应用——以广州市为例

区域用水总量控制是落实最严格水资源管理制度的重要内容,提高用水总量预测水平是其关键支撑环节。分别利用ARIMA与GM(1,1)构建区域用水总量预测模型,并基于广州市时序用水特点,对其2002-2016年的用水总量进行模拟预测,在验证模型有效性基础上选用ARIMA(1,1,1)模型预测其2017-2020年用水总量。研究结果表明,ARIMA(1,1,1)对其用水总量模拟预测的相对误差呈现逐步收敛趋势,而GM(1,1)模型则具有先收敛后发散的特点,而结合平均与绝对相对误差验证ARIMA(1,1,1)适用于用水总量预测精度要求;通过预测发现广州市到2020年用水总量将面临超过其用水总量控制红线的危机,而从其2011-2015年用水结构中发现工业和农业用水仍是制约用水总量控制的关键点。因此,在后期水资源规划与调控中,广州市需要进一步加强工业用水效率和农业灌溉技术的提高。

GM(1,1)模型在滦河下游地区地下水位预测中的应用

首先对GM(1,1)模型的结构进行了研究和改进,给出了模型参数计算方法和精度检验方法。依据所建GM(1,1)模型,选用滦河下游地区节水工程改造后地下水位资料,对滦河下游地区地下水动态进行分析和数值模拟,利用实测资料对计算结果进行了验证。研究表明,模型预测拟合精度高,方法简便,可操作性强,对灌区地下水位预测评价和地下水合理开发利用具有一定的实用价值。

GM组合模型用于城市生活用水量预测

以天津市为例,采用GM组合模型预测城市生活用水量,力求提高预测的精度。首先,通过对往年城市用水特点的分析,运用多元逐步回归的方法和等维灰数递补动态模型对天津市城市生活用水量进行预测,预测的平均误差分别为7.59%和11.55%;然后,采用上述两种模型的GM组合模型对天津市城市生活用水量进行预测,预测的平均误差降低为5.06%。实践证明,GM组合模型适用于城市生活用水量的预测,精度令人满意。

改进的GM(1,1)模型在城市需水量预测中的应用

基本GM(1,1)模型未充分利用新信息,且背景值构造不合理,对变化非平稳的数据序列预测精度较低,为此,本文采用重构背景值和等维递补原理对基本GM(1,1)模型进行改进,建立重构背景值的GM(1,1)等维递补模型,并运用改进模型预测北方某市需水量,结果表明,改进模型预测精度更高,为需水量的预测提供了一种新方法。

基于双向差分建模的优化GM(1,1)模型及其在中长期电力负荷预测中的应用

针对电力负荷预测,论述了一种基于双向差分计算的GM(1,1)建模方法,采用向前差分与向后差分建模的拟合误差平方和最小的原则进行参数估计。为了进一步提高GM(1,1)模型的拟合及预测精度,利用拟合值和原始值误差平方和最小的原则对预测模型的初始值进行了优化,摆脱了原有模型的初始值必经过历史数据中的某一点的束缚。以太原地区电力负荷和重庆地区的农村用电量为例,采用了几种典型GM(1,1)模型进行了拟合和预测对比分析,结果表明所提出的优化GM(1,1)模型的拟合、预测精度更高,适应性更强。

灰色预测GM(1,1)模型在张家口市需水量预测中的应用

为解决张家口市水资源供需矛盾,使有限的水资源得以充分利用,以张家口市2010年为现状年,2020年为重点规划年,2030年为远期规划年,运用灰色预测GM(1,1)模型预测了张家口市居民生活需水量、公共事业需水量和万元工业增加值需水量。结果表明,张家口市需水量在未来20年总体呈增长趋势,但后期增幅有所减缓,根据预测结果提出的合理化建议,可为供水系统优化调度和水资源的合理配置提供参考。