娘子关泉水流量的GM(1,2)时滞预测模型

娘子关泉位于山西省阳泉市平定娘子关附近,多年平均流量10.93m3/s,是我国北方最大的岩溶泉群。泉域西高东低,西部多为古生界二叠系、中生界三叠系砂页岩覆盖,大气降水入渗在这里形成浅层地下水,这些浅层水是深层岩溶含水层的间接补给水源;泉域东部为岩溶裸露区,大气降水直接入渗补给深层岩溶水。由于岩溶泉域地质结构的复杂性和含水介质的多重性,泉域降水对泉水补给具有明显的灰色动态特征和时滞效应。本文应用灰色系统理论方法,建立了GM(1,2)时滞模型,运用该模型对娘子关泉水流量进行了预测,结果与实际相接近。

带有时滞的GM(1,2)模型及应用

本文在GM(1,2)模型中引入滞后项,给出时滞的确定方法.举例说明带有时滞的GM(1,2)模型能更好地反映两变量间的动态关系.

GM(1,2)短期现货电价灰色预测模型

在电力市场中,电价预测对市场参与者具有非常重要的意义。该文检验了GM(1,2)灰色模型在现货电价预测中的应用效果。在对GM(1,2)模型进行修正的基础上,分别建立了计及负荷因子的预测模型和计及预测时刻前一小时电价的预测模型,并对模型进行了等维新息处理。对美国PJM电力市场的峰荷时段、腰荷时段和低谷时段的LMP实时电价分别进行了预测。预测结果表明,计及预测时刻前一小时电价的预测模型具有较好的预测效果。

灰色GM(1,2,M,N)在地面沉降预测中的应用

通过分析地面沉降过程与地下水开采量之间可能存在的时滞性以及非线性关系,将原有的灰色GM(1,2)模型改进为灰色GM(1,2,M,N)模型。通过对天津市塘沽、汉沽以及大港三区的沉降实例进行计算,发现新的模型能够较好地拟合和预测历史沉降过程,并且预测结果合理。

基于GM(1,2)模型的多步自调节灰色预测控制算法

基于GM(1,2)灰色模型和一种新型综合偏差,提出了基于GM(1,2)模型的多步自调节灰色预测控制算法.该算法可对系统输出偏差和预测偏差进行合成形成一个在线多步综合偏差,用此偏差代替传统最优控制算法中的偏差项,这样算法既有在线预测系统未来多步行为的功能,又能根据预测模型精度实时调节预测值在控制回路中的作用,减小了预测误差对系统的不利影响.仿真结果表明,该算法可获得较好的控制跟踪效果.

基于GM(1,2)模型的矿井涌水量模拟与预测

针对常规矿井涌水量预测方法考虑影响因素多、预测精度低的问题,以赵家寨煤矿为例,考虑矿井涌水量和水位降深2个因素建立GM(1,2)模型,实现了对已知涌水量的模拟和后期涌水量的预测。预测结果表明,未来3个月的涌水量相对稳定。经检验,预测结果平均相对误差为3.69%。

岚河流域径流中长期GM(1,2)时滞预测模型

针对半干旱地区的降雨径流机制比较复杂这一特点,应用灰色系统理论,提出一种较适合于水文实测资料缺乏情况下的中长期预报方法,建立了岚河流域径流中长期GM(1,2)时滞预测模型。运用该模型对岚河流域的未来径流量进行了预测,结果表明,模型具有比较高的预测精度,且考虑2年时滞效应的灰色预测模型具有比较好的预测结果。

时滞系统基于离散GM(1,2,τ_d)模型的新型控制算法

本文采用系统的输出反馈 ,通过引进趋近律 ,提出了一种基于离散GM ( 1,2 ,τd)模型的分数时滞系统的滑模控制 (SMC)算法。在设计控制器时 ,仅仅利用了系统的输出反馈而非系统的状态反馈 ,故该算法既实用 ,又易于实现。

顾及降雨影响的动态优化时滞时序GM(1,2)模型在滑坡位移预测中的应用

滑坡体除了因自身重力产生位移外,还受到降雨的影响,但通常降雨对滑坡位移的作用具有滞后性。为了分析并预测降雨对滑坡位移的影响,本文提出一种顾及降雨影响的动态优化时滞时序GM(1,2)滑坡位移预测模型。首先,利用经验模态分解(EMD)分解位移序列并通过时间序列重构得到周期位移序列和趋势位移序列,对降雨数据和滑坡周期位移序列进行时滞分析和相关分析,确定时滞时间和影响程度,建立基于背景值优化的动态时滞GM(1,2)模型预测降雨量变化导致的滑坡周期位移变化;然后,建立门限自回归模型预测滑坡趋于自然变化的趋势位移;最后,通过时序叠加得到顾及降雨影响的滑坡预测位移,建立了顾及降雨因素的动态优化时滞时序GM(1,2)组合预测方法。本文以福宁高速公路八尺门滑坡和秭归县八字门滑坡监测数据为例,验证了动态优化时滞GM(1,2)模型的精度,并与其他模型的预测结果进行了对比分析。试验结果表明,动态优化时滞时序GM(1,2)组合预测模型能准确地预测降雨影响导致的滑坡位移变化,预测效果较好,该组合模型对滑坡灾害的预警与防治具有一定的参考价值。

基于灰色关联定权的迟滞GM(1,2)组合预测

提出一种基于灰色关联度和GM(1,2)迟滞模型的组合预测方法。首先,利用数据建立不同迟滞时间的GM(1,2)模型,其次运用不同迟滞因子变量与单个行为变量的不同关联度确定权值,建立组合模型,进而利用组合模型进行数据的预测。用该方法,利用社会固定资产投资对我国第二产业进行预测,其模型预测精度较高,表明本文所提出的预测方法是有效的。

树木材积的分数阶GM(1,2)灰色预测模型

为了以尽量少的胸径和树高数据来预测材积,利用灰色理论建立以日本落叶松平均材积和D^2H这2个因素的分数阶GM(1,2)模型,该模型通过寻找在0阶与1阶之间的最优阶数r=0.26,从而使得模型的精度得到大幅度提高,模型的平均相对误差为1.905%;模型精度为98.005%;与传统的GM(1,2)模型相比,分数阶GM(1,2)模型更为优秀。分数阶GM(1,2)模型为树木材积的预测提供了一种新方法。

灰色GM模型在工程测试数据处理中的应用研究

针对数理统计方法在试验数据处理中存在的缺陷，提出应用灰色系统理论和建模的方法进行工程试验数据处理。以苎麻纤维细度测试数据为依据，通过灰生成方式获得苎麻纤维细度测试值之间的函数关系，进而建立了苎麻纤维细度测试结果分析的灰微分方程模型。经白化处理、误差分析和采样验证，证明其模型计算值与实际值能很好地拟合。其拟合残差于小于工程要求值。从而证明了灰色系统理论及建模方法在工程试验数据处理中具有传统的数理统计方法不可忽视的优越性。所建立的苎麻纤维细度测试模型为纺织生产工艺控制、产品质量检验和监督提供了一种简便而科学的办法。

GM(1,2)模型改进方法研究及应用

针对GM(1,2)建模难点和模型缺陷提出两种改进方法:一是运用相关匹配算法,在历史数据库中搜索与主序列具有强关联特性的数据序列,确定为模型参考序列;二是引入粒子群算法,以模型预测性能评价指标为目标函数对模型参数进行辨识,改善模型预测性能.算例结果表明了改进方法的适用性和有效性.

基于GM(1,2)模型的住院量模拟与预测

目的：探讨在医院住院量的影响因素和在因素影响下对住院量进行预测，为医院管理者作出科学决策提供依据。方法应用 EXCEL 软件和相关公式，以灰色关联度筛选相关因素，并建立 GM（1,2）预测模型。结果住院量关联影响最大的因素是门急诊总量， GM （1,2）预测模型为$y=（419100.0616-x（）（12 k＋1））e-0.8986 k＋0.0616 x（）（12 k＋1）预测值的相对误差小于20%，模型精度为优秀（C=0.219，P=1.000），预测效果好。2015年～2019年医院住院量预测值分别为215961，250570，290792，337505，391740。结论灰色预测模型结果可为管理决策提供依据和信息，医院在面对增长迅速的住院量要提高其内涵建设，以满足患者需求和适应发展要求。

热带山地雨林生态系统的水分生态效应——冠层淋溶、水化学贮滤

以小集水区定位测定方法，系统地测定了海南尖峰岭热带山地雨林更新林系统水文分量及水化学组成，分析比较了热带林生态系统降水化学含量及冠层的淋溶效应；其本实验区年降水量在１８２２．２ｍｍ～３２２５．８ｍｍ，林冠层年均截留率为１４．３％，年径流系数在０．３３～０．７１之间，降水养分元素输入总量均值为８５．８１ｋｇ／ｈｍ２．ａ，林层的淋溶效应使养分元素增加５７．０４ｋｇ／ｈｍ２．ａ。５～１０月是降水、水化学物主要输入以及林层淋溶率颇高的季节，降水占年总量８５．４％、水体各元素量占相应年总量在５８．１％～９０．０％，淋溶量在７２．２％～８９．２％；系统具有良好的化学调节能力和化学贮滤机制，有效地抑制了水及化学组成物质的流失，仅以Ｋ、Ｓｉ、Ａｌ和有机Ｃ流失量大于输入量，表现出良好的生态效益。水化学林溶量与降水量间，以灰色关联动态方法建立的动态模式ＧＭ（１，２），精度较高，宜于系统水化学淋溶量的动态估算。

矿井涌水对大气降水响应的非线性研究

矿井涌水量是煤矿安全生产的一个重要基础性指标,深部矿井涌水量与地表水、地下水之间的定量关系一直是水文过程研究的一个难点问题。本文采用Mann-Kendall检验法、R/S分析法、GM(1,2)模型和现场分析等方法,以平煤七矿为例,研究矿井涌水量对降水量变化的响应。结果表明:降水量序列Hurst指数为0.3677,该序列具有反持续性,其平均循环周期为5个月;涌水量序列Hurst指数为0.8973,该序列具有正持续性,其平均循环周期为20个月;降水量对矿井涌水量的影响滞后1.5~3个月。以此为基础建立矿井涌水量的GM(1,2)预测模型,预测精度达到了94.25%。该模型对同类型矿井涌水量预测具有借鉴价值。

洪山泉域水均衡分析及泉流量预测

基于洪山泉流量日益衰减的现状,以该泉域2001—2013年的泉流量、开采量等系列资料为基础,分析了泉域水均衡状况,得出其流量衰减的主要原因为不断增加的岩溶水开采和煤矿矿井排水。利用灰色综合关联度方法,对不同时滞影响下的降水量与还原泉流量进行灰色关联分析,确定降水量对还原泉流量影响的滞后时间为8 a。将多元回归模型计算的有效降水量作为还原泉流量的相关序列,建立了灰色GM(1,2)预测模型,并进行了残差修正。利用修正后的模型,对2014—2017年不同降水保证率下的还原泉流量进行了预测。结果表明:2015年当降水保证率为95%时,洪山泉将发生断流。

基于灰色广义预测模型的自适应PID控制算法

将控制对象视为灰色系统,建立了基于灰色理论的广义预测模型(GM(1,2)-GPC),并将该模型的丢番图解与传统PID控制算法相结合,实现了PID参数的自适应整定。对系统模型中的参数通过递推最小二乘法进行辨识。建立的PID新算法为解决系统时滞问题提供了新的思路。仿真结果表明,预测控制算法具有超调量小、收敛速度快、鲁棒性强及较好的适应性和工程应用前景。

应用灰色理论分析麦麸多糖提取中的工艺条件

麦麸多糖提取工艺中的提取率与温度、料水比、pH值和时间有关.建立4个因素之间的GM(1,2)模型,把原正交试验结果切换成灰色关联分析,并比较了两种分析方法的特点.

基于灰色阈值模型风险价值的贝叶斯估计

基于现货电价具有信息不完全和不确定的特征，提出了一个基于灰色系统和极值理论的两阶段风险价值计算模型。该模型首先采用灰色GM（1，2]模型对电价序列进行过滤，以获得统计特性更好的独立同分布残差序列，然后运用极值理论的阈值模型直接拟合残差序列的尾部分布，从而获得准确有效的风险价值估计结果。采用基于马尔可夫链蒙特卡罗模拟的贝叶斯方法估计阈值模型的参数，克服了超阈值样本数据匮乏的问题。实证分析表明：该模型能对现货电价的变化做出迅速的反应，风险价值的估计结果在各置信水平下均准确有效，其计算工作量远小于现有的两阶段风险价值计算模型，可进一步提高电力市场参与者使用风险价值进行风险管理的能力。