3灰色模型GM(1-N)及其应用.doc

3 灰色模型GM(1,N)及其应用 客观系统无论本征非灰，还是本征灰，一般都存在能量吸收、储存、释放等过程，加之生成数列一般都有较强的指数变化趋势，所以灰色系统理论指出用离散的随机数，经过生成变为随机性被显著削减的较有规律的生成数，这样便可以对变化过程做较长时间的描述，进而建立微分方程形式的模型。建模的实质是建立微分方程的系数。 设有个数列 对做累加生成，得到生成数列 我们将数列的时刻看作连续的变量，而将数列转而看成时间的函数。如果数列对的变化率产生影响，则可建立白化式微分方程 （1）这个微分方程模型记为GM（1,N）。 方程（1）的参数列记为，再设，将方程（1）按差分法离散，可得到线性方程组，形如 （2）按照最小二乘法，有 （3）其中，利用两点滑动平均的思想，最终可得矩阵求出后，微分方程（1）便确定了。 若，则方程组（2）的方程个数少于未知数的个数，此时，是奇异矩阵，我们无法利用（3）式得到，我们称这时的信息为贫信息。考虑到向量的元素实际上是各子因素对母因素影响大小的反映，因此，引入矩阵对做加权极小化。对未来发展趋势减弱的子因素加以较大的权，对有发展潜力的子因素加以较小的权，这样做可把未来的可能情形也考虑进来，使之更好地反映未来的实际情况。具体地，令 其中，若对的影响有减弱的趋势，则相应较大；反之，若对的影响有增加的趋势，则相应较小。此时，计算向量可采用下面的公式 （4） 下表为某地区19811985年各项指标的统计数据。年 度19811982198319841985工业总产值13101333656373905153165231发电量21712817735172271863220343未来受教育职工31074812213138531519617979物耗41786519549215842934936117技术水平50.9680.9850.9451.0911.183滞销积累量62086522834264402857333588待业人数71514916247202263145934603 由于本问题的未知数有7个，而故不能按式（3）建立GM（1,7）模型，而必须按贫信息方法（4）式估计。按这种方法最终得到GM（1,7）模型（过程略）为从上式易知，2、4前的系数大，表明发电量和物耗对系统影响大；3、6是阻碍系统发展的因素；5、7无论是阻碍还是促进系统的发展，其作用皆不明显。