灰色模型GM(1,1)
GM(1,1)基本数学原理
在叙述灰色模型的建立之前,我们要说明什么是灰色系统:
灰色系统介于白色和黑色之间,灰色系统内的一部分信息是已知的,另一部分信息是未知的,系统内各因素间有不确定的关系。
灰色系统理论认为,尽管客观表象复杂,但总是有整体功能的,因此必然蕴含某种内在规律。关键在于如何选择适当的方式去挖掘和利用它。一切灰色序列都能通过某种生成弱化其随机性,显现其规律性。
灰色预测法是一种预测灰色系统的预测方法,通过鉴别系统因素之间发展趋势的相异程度,即进行关联分析,并对原始数据进行生成处理来寻找系统变动的规律,生成有较强规律性的数据序列,然后建立相应的微分方程模型,从而预测事物未来发展趋势的状况。
GM(1,1)模型组建步骤
(1)数据累加
数据往往受到各方面的干涉,通过累加不仅可以起到降噪的作用,而且有利于加强数据规律的显露。在这里,我们设有原始数列:
x ( 0 ) = ( x ( 0 ) ( 1 ) , x ( 0 ) ( 2 ) , . . . , x ( 0 ) ( n ) ) . x^{(0)}=(x^{(0)}(1),x^{(0)}(2),...,x^{(0)}(n)). x(0)=(x(0)(1),x(0)(2),...,x(0)(n)).
现在对原始数列进行累加(AGO)得到新数列:
x ( 1 ) = ( x ( 1 ) ( 1 ) , x ( 1 ) ( 2 ) , . . . , x ( 1 ) ( n ) ) . x^{(1)}=(x^{(1)}(1),x^{(1)}(2),...,x^{(1)}(n)). x(1)=(x(1)(1),x(1)(2),...,x(1)(n)).
其中, x ( 1 ) ( k ) x^{(1)}(k) x(1)(k)表示数列 x ( 0 ) x^{(0)} x(0)对应前k项数据的累加:
x ( 1 ) ( k ) = ∑ i = 1 k x ( 1 ) ( i ) , k = 1 , 2 , 3 , . . . , n x^{(1)}(k)=\sum\limits_{i=1}^kx^{(1)}(i),k=1,2,3,...,n x(1)(k)=i=1∑kx(