第 34卷 第 10期 控 制 与 决 策 Vol.34 No.10
2019年 10月 Control and Decision Oct. 2019
文章编号: 1001-0920(2019)10-2221-08 DOI: 10.13195/j.kzyjc.2018.0163
新信息优先原理下非等间距GM(1,1)模型优化研究
奚 雷
1,2
, 丁 松
3†
, 徐 宁
4
, 熊萍萍
5
(1. 南京航空航天大学 经济与管理学院,南京 211106;2. 安徽科技学院 管理学院,安徽 滁州 233100;
3. 浙江财经大学 经济学院,浙江 杭州 310018;4. 南京审计大学 管理科学与工程学院,南京 211815;
5. 南京信息工程大学 数学学院,南京 210044)
摘 要: 针对现实工程应用中存在非等间距序列问题, 基于新信息优先原理提出非等间距 GM(1, 1)优化模型. 在
对现有初始条件优化方法的缺陷进行分析的基础上, 基于新信息优先原理, 利用一阶累加生成序列的各分量加权
和重构模型的初始条件, 并利用各时点分量大小计算新旧信息间的权重分配比例, 强化新信息对发展趋势的修正
作用; 在相对误差平方和最小准则下, 给出时间参数的求解公式, 进而构建优化模型. 通过递增和递减两个类型实
例研究,表明所提出优化模型能够充分利用新信息,预测精度优于其他初始条件改进模型.
关键词: 新信息优先;非等间距GM(1,1)模型;初始条件;优化
中图分类号: N941.5 文献标志码: A
Research on optimization of non-equidistant GM(1, 1) model based on the
principle of new information priority
XI Lei
1,2
, DING Song
3†
, XU Ning
4
, XIONG Ping-ping
5
(1. College of Economics and Management,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 211106,
China;2. College of Management,Anhui Science and Technology University,Chuzhou 233100,China;3. School
of Economics,Zhejiang University of Finance & Economics,Hangzhou 310018,China;4. College of Management
Science and Engineering,Nanjing Audit University,Nanjing 211815,China;5. College of Mathematics and Statistics,
Nanjing University of Information Science and Technology,Nanjing 210044,China)
Abstract: Aiming at the non-equidistant problems, an optimized non-equidistant GM(1, 1) model is designed based on
the principle of new information priority. After analyzing the defects of previous optimized initial conditions, a new
initial condition is designed by using the weighted sum of each component in 1-AGO sequence based on the principle of
the new information priority. In order to show the modified effects of the new data points, the weight of each component
in this newly proposed initial condition is calculated based on its value. Under the premise of minimizing the square
sum of the relative error between the original series and the forecasting sequences, the solution to the newly generating
parameter is presented. To verify the effectiveness of the novel model, two cases of increasing and decreasing sequences
are conductd. The experimental results show that the optimized model can make full use of the new information, so as to
achieve better forecasts than the previous modified models.
Keywords: new information priority;non-equidistant GM(1, 1) model;initial condition;optimization.
0 引
灰色预测理论是灰色系统理论中最重要的分支
之一, 自邓聚龙教授首次提出灰色系统理论以来
[1]
,
灰色预测理论因其能相对准确描述含有“少数据、贫
信息”特征的系统发展趋势, 被广泛应用到电力
[2]
、
高新技术产业
[3]
、碳排放
[4]
等多个领域. GM(1, 1) 模
型是灰色预测理论中最核心模型之一, 其凭借简单
的建模结构和便捷的计算过程获得了众多学者的青
睐. 然而, GM(1, 1)及其优化模型均是在等间距序列
基础上进行建模分析,现实中由于众多复杂原因可能
导致原始数据不完整,或者样本多属于非等间隔的状
态数据, 如大坝沉降
[5]
、股票波动
[6]
、材料疲劳度测
度
[7]
等数据. 这类型数据不满足传统 GM(1, 1) 及其
改进模型的建模条件, 因而预测效果较差, 需建立非
收稿日期: 2018-02-02;修回日期: 2018-04-26.
基金项目: 国家自然科 学基金项目 (71901191, 71771119, 71701101, 71701105);江苏省高校 自然科学研究 项目
(16KJD120001);江苏省社科基金重点研究项目(16GLA001).
责任编委: 张海涛.
†
通讯作者. E-mail: dingsong1129@163.com.