灰色模型GM（1，1）在漁貨卸港量預(yù)測中的應(yīng)用

周長祿+王翔宇

摘 要：采用灰色模型GM（1，1），依據(jù)五個漁港實際漁貨卸港量資料，對漁港漁貨卸港量進(jìn)行預(yù)測，并與時間序列法的預(yù)測結(jié)果對比，結(jié)果表明該模型預(yù)測精度要優(yōu)于時間序列法，可以在漁貨卸港量預(yù)測中加以應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：漁貨卸港量；灰色模型GM（1，1）；預(yù)測方法

簡介

漁港是漁業(yè)生產(chǎn)的重要依托，是漁區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，如何選取優(yōu)勢漁港進(jìn)行合理資金投入是我國漁港建設(shè)中面臨的一個重要問題，漁貨卸港量是衡量漁港規(guī)模大小以及發(fā)展能力的一項重要決策指標(biāo)，科學(xué)準(zhǔn)確地對漁貨卸港量水平進(jìn)行預(yù)測，對于合理進(jìn)行漁港規(guī)劃布局建設(shè)以及發(fā)掘優(yōu)勢漁港滿足當(dāng)?shù)貪O業(yè)需求具有更貼合實際的意義[1]。

目前在各地漁港的工程可行性研究報告中普遍采用時間序列法對漁貨卸港量進(jìn)行預(yù)測，將年份或者序號與卸港量分別作為回歸方程的自變量和因變量，建立一元線性回歸方程[2]，該方法需要較多年份資料令計算結(jié)果容易出現(xiàn)偏差?；疑到y(tǒng)理論主要研究小樣本不確定問題[3]，預(yù)測樣本不需要有規(guī)律性分布，灰色模型GM（1，1）是灰色預(yù)測模型中得到最普遍應(yīng)用的核心模型[4]，通過灰色生成或序列算子的作用弱化隨機(jī)性，挖掘潛在的規(guī)律，該模型在建模時不需要大量的數(shù)據(jù)就能取得較好的預(yù)測效果，已被廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)管理、自然科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、工程技術(shù)等各個領(lǐng)域[5]。

1 基本思路

本文采用灰色系統(tǒng)理論中的GM（1.1）預(yù)測模型對漁港漁貨卸港量進(jìn)行預(yù)測，并與時間序列法的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果表明采用灰色模型GM（1.1）的預(yù)測精度更高，預(yù)測結(jié)果更加接近實際值。

2 算例

2.1 灰色模型GM（1，1）

利用灰色模型GM（1，1），使用前陽一級漁港1996-2005年的漁貨卸港量資料對2006年的漁貨卸港量進(jìn)行預(yù)測。（見表1）

2.1.1 卸港量累加序列的計算結(jié)果如下。（見表2）

2.1.2 分別建立矩陣B，y

2.1.3 求逆矩陣

2.1.4 根據(jù) 計算估計值■和■：

將■和■的值帶入時間響應(yīng)方程，得時間響應(yīng)方程為：

2.1.5 求出擬合值■（1）（i），根據(jù)■（1）（1）=■（0）（1），■（1）（2）=■（0）（2）+■（0）（1）…，進(jìn)行后減運(yùn)算還原，可依次得到■（0）（i）值，相關(guān)計算結(jié)果如表3所示。

表3 計算值統(tǒng)計表

2.1.6 精度驗算與預(yù)測

使用殘差檢驗對結(jié)果進(jìn)行檢驗，由表3可知，相對殘差的數(shù)值均小于10%，可知預(yù)測方程可用。進(jìn)行外推預(yù)測，依次令k=9、10代入預(yù)測方程，可得前陽一級漁港2006年的漁貨卸港量預(yù)測值為：■（0）（11）=92105.4噸。如果采用時間序列法預(yù)測，預(yù)測值為93418.83噸。而2006年石城漁港卸港量的實際值為90132噸（見表1）

建立各預(yù)測方法對比表格如表4：

表4 漁貨卸港量預(yù)測結(jié)果比較

從表中可以看出采用灰色模型GM（1，1）預(yù)測的漁貨卸港量數(shù)值比時間序列法要精確。

表5 各漁港漁貨卸港量預(yù)測結(jié)果比較

2.2 數(shù)據(jù)對比

采用灰色模型GM（1.1）分別對海星漁港，將軍石漁港，杏樹漁港，四塊石漁港的漁貨卸港量進(jìn)行預(yù)測，并與采用時間序列法的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行比較，比較結(jié)果如表5：

通過以上五個漁港卸港量預(yù)測結(jié)果的對比可以發(fā)現(xiàn)，在漁貨卸港量的預(yù)測中，灰色模型GM（1.1）比時間序列法的預(yù)測結(jié)果更加精確，誤差更小。

3 結(jié)束語

通過與傳統(tǒng)的時間序列預(yù)測法進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)灰色模型GM（1.1）在漁貨卸港量預(yù)測中的預(yù)測結(jié)果更加接近實際值。灰色模型GM（1.1）如果借助MATLAB進(jìn)行編程計算，計算繁瑣程度甚至?xí)陀跁r間序列法，可以考慮在漁港的工程可行性研究報告中應(yīng)用，該模型的低誤差預(yù)測更加利于漁港的前期建設(shè)布局，同時有助于選取優(yōu)勢漁港進(jìn)行擴(kuò)建改造，更加精準(zhǔn)的漁貨卸港量預(yù)測值對當(dāng)?shù)貪O業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也有著更深遠(yuǎn)的實際意義。

參考文獻(xiàn)

[1]桂勁松.我國漁港卸魚量發(fā)展水平預(yù)測方法探討[J].大連水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報，1995，10（3）：75-78.

[2]郭子堅.港口規(guī)劃與布置[M].北京：人民交通出版社，2011（6）.

[3]劉思峰，史本廣.灰色系統(tǒng)理論在科學(xué)發(fā)展中的作用和地位[J].農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究，2000，16（3）：168-170.

[4]劉思峰，黨耀國，方志耕，等.灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2010（5）.

[5]李孜軍.1992-2001年我國灰色系統(tǒng)理論應(yīng)用研究進(jìn)展[J].系統(tǒng)工程，2003，21（5）：8-12.endprint

摘 要：采用灰色模型GM（1，1），依據(jù)五個漁港實際漁貨卸港量資料，對漁港漁貨卸港量進(jìn)行預(yù)測，并與時間序列法的預(yù)測結(jié)果對比，結(jié)果表明該模型預(yù)測精度要優(yōu)于時間序列法，可以在漁貨卸港量預(yù)測中加以應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：漁貨卸港量；灰色模型GM（1，1）；預(yù)測方法

簡介

漁港是漁業(yè)生產(chǎn)的重要依托，是漁區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，如何選取優(yōu)勢漁港進(jìn)行合理資金投入是我國漁港建設(shè)中面臨的一個重要問題，漁貨卸港量是衡量漁港規(guī)模大小以及發(fā)展能力的一項重要決策指標(biāo)，科學(xué)準(zhǔn)確地對漁貨卸港量水平進(jìn)行預(yù)測，對于合理進(jìn)行漁港規(guī)劃布局建設(shè)以及發(fā)掘優(yōu)勢漁港滿足當(dāng)?shù)貪O業(yè)需求具有更貼合實際的意義[1]。

目前在各地漁港的工程可行性研究報告中普遍采用時間序列法對漁貨卸港量進(jìn)行預(yù)測，將年份或者序號與卸港量分別作為回歸方程的自變量和因變量，建立一元線性回歸方程[2]，該方法需要較多年份資料令計算結(jié)果容易出現(xiàn)偏差?；疑到y(tǒng)理論主要研究小樣本不確定問題[3]，預(yù)測樣本不需要有規(guī)律性分布，灰色模型GM（1，1）是灰色預(yù)測模型中得到最普遍應(yīng)用的核心模型[4]，通過灰色生成或序列算子的作用弱化隨機(jī)性，挖掘潛在的規(guī)律，該模型在建模時不需要大量的數(shù)據(jù)就能取得較好的預(yù)測效果，已被廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)管理、自然科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、工程技術(shù)等各個領(lǐng)域[5]。

1 基本思路

本文采用灰色系統(tǒng)理論中的GM（1.1）預(yù)測模型對漁港漁貨卸港量進(jìn)行預(yù)測，并與時間序列法的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果表明采用灰色模型GM（1.1）的預(yù)測精度更高，預(yù)測結(jié)果更加接近實際值。

2 算例

2.1 灰色模型GM（1，1）

利用灰色模型GM（1，1），使用前陽一級漁港1996-2005年的漁貨卸港量資料對2006年的漁貨卸港量進(jìn)行預(yù)測。（見表1）

2.1.1 卸港量累加序列的計算結(jié)果如下。（見表2）

2.1.2 分別建立矩陣B，y

2.1.3 求逆矩陣

2.1.4 根據(jù) 計算估計值■和■：

將■和■的值帶入時間響應(yīng)方程，得時間響應(yīng)方程為：

2.1.5 求出擬合值■（1）（i），根據(jù)■（1）（1）=■（0）（1），■（1）（2）=■（0）（2）+■（0）（1）…，進(jìn)行后減運(yùn)算還原，可依次得到■（0）（i）值，相關(guān)計算結(jié)果如表3所示。

表3 計算值統(tǒng)計表

2.1.6 精度驗算與預(yù)測

使用殘差檢驗對結(jié)果進(jìn)行檢驗，由表3可知，相對殘差的數(shù)值均小于10%，可知預(yù)測方程可用。進(jìn)行外推預(yù)測，依次令k=9、10代入預(yù)測方程，可得前陽一級漁港2006年的漁貨卸港量預(yù)測值為：■（0）（11）=92105.4噸。如果采用時間序列法預(yù)測，預(yù)測值為93418.83噸。而2006年石城漁港卸港量的實際值為90132噸（見表1）

建立各預(yù)測方法對比表格如表4：

表4 漁貨卸港量預(yù)測結(jié)果比較

從表中可以看出采用灰色模型GM（1，1）預(yù)測的漁貨卸港量數(shù)值比時間序列法要精確。

表5 各漁港漁貨卸港量預(yù)測結(jié)果比較

2.2 數(shù)據(jù)對比

采用灰色模型GM（1.1）分別對海星漁港，將軍石漁港，杏樹漁港，四塊石漁港的漁貨卸港量進(jìn)行預(yù)測，并與采用時間序列法的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行比較，比較結(jié)果如表5：

通過以上五個漁港卸港量預(yù)測結(jié)果的對比可以發(fā)現(xiàn)，在漁貨卸港量的預(yù)測中，灰色模型GM（1.1）比時間序列法的預(yù)測結(jié)果更加精確，誤差更小。

3 結(jié)束語

通過與傳統(tǒng)的時間序列預(yù)測法進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)灰色模型GM（1.1）在漁貨卸港量預(yù)測中的預(yù)測結(jié)果更加接近實際值。灰色模型GM（1.1）如果借助MATLAB進(jìn)行編程計算，計算繁瑣程度甚至?xí)陀跁r間序列法，可以考慮在漁港的工程可行性研究報告中應(yīng)用，該模型的低誤差預(yù)測更加利于漁港的前期建設(shè)布局，同時有助于選取優(yōu)勢漁港進(jìn)行擴(kuò)建改造，更加精準(zhǔn)的漁貨卸港量預(yù)測值對當(dāng)?shù)貪O業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也有著更深遠(yuǎn)的實際意義。

參考文獻(xiàn)

[1]桂勁松.我國漁港卸魚量發(fā)展水平預(yù)測方法探討[J].大連水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報，1995，10（3）：75-78.

[2]郭子堅.港口規(guī)劃與布置[M].北京：人民交通出版社，2011（6）.

[3]劉思峰，史本廣.灰色系統(tǒng)理論在科學(xué)發(fā)展中的作用和地位[J].農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究，2000，16（3）：168-170.

[4]劉思峰，黨耀國，方志耕，等.灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2010（5）.

[5]李孜軍.1992-2001年我國灰色系統(tǒng)理論應(yīng)用研究進(jìn)展[J].系統(tǒng)工程，2003，21（5）：8-12.endprint

摘 要：采用灰色模型GM（1，1），依據(jù)五個漁港實際漁貨卸港量資料，對漁港漁貨卸港量進(jìn)行預(yù)測，并與時間序列法的預(yù)測結(jié)果對比，結(jié)果表明該模型預(yù)測精度要優(yōu)于時間序列法，可以在漁貨卸港量預(yù)測中加以應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：漁貨卸港量；灰色模型GM（1，1）；預(yù)測方法

簡介

漁港是漁業(yè)生產(chǎn)的重要依托，是漁區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，如何選取優(yōu)勢漁港進(jìn)行合理資金投入是我國漁港建設(shè)中面臨的一個重要問題，漁貨卸港量是衡量漁港規(guī)模大小以及發(fā)展能力的一項重要決策指標(biāo)，科學(xué)準(zhǔn)確地對漁貨卸港量水平進(jìn)行預(yù)測，對于合理進(jìn)行漁港規(guī)劃布局建設(shè)以及發(fā)掘優(yōu)勢漁港滿足當(dāng)?shù)貪O業(yè)需求具有更貼合實際的意義[1]。

目前在各地漁港的工程可行性研究報告中普遍采用時間序列法對漁貨卸港量進(jìn)行預(yù)測，將年份或者序號與卸港量分別作為回歸方程的自變量和因變量，建立一元線性回歸方程[2]，該方法需要較多年份資料令計算結(jié)果容易出現(xiàn)偏差。灰色系統(tǒng)理論主要研究小樣本不確定問題[3]，預(yù)測樣本不需要有規(guī)律性分布，灰色模型GM（1，1）是灰色預(yù)測模型中得到最普遍應(yīng)用的核心模型[4]，通過灰色生成或序列算子的作用弱化隨機(jī)性，挖掘潛在的規(guī)律，該模型在建模時不需要大量的數(shù)據(jù)就能取得較好的預(yù)測效果，已被廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)管理、自然科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、工程技術(shù)等各個領(lǐng)域[5]。

1 基本思路

本文采用灰色系統(tǒng)理論中的GM（1.1）預(yù)測模型對漁港漁貨卸港量進(jìn)行預(yù)測，并與時間序列法的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果表明采用灰色模型GM（1.1）的預(yù)測精度更高，預(yù)測結(jié)果更加接近實際值。

2 算例

2.1 灰色模型GM（1，1）

利用灰色模型GM（1，1），使用前陽一級漁港1996-2005年的漁貨卸港量資料對2006年的漁貨卸港量進(jìn)行預(yù)測。（見表1）

2.1.1 卸港量累加序列的計算結(jié)果如下。（見表2）

2.1.2 分別建立矩陣B，y

2.1.3 求逆矩陣

2.1.4 根據(jù) 計算估計值■和■：

將■和■的值帶入時間響應(yīng)方程，得時間響應(yīng)方程為：

2.1.5 求出擬合值■（1）（i），根據(jù)■（1）（1）=■（0）（1），■（1）（2）=■（0）（2）+■（0）（1）…，進(jìn)行后減運(yùn)算還原，可依次得到■（0）（i）值，相關(guān)計算結(jié)果如表3所示。

表3 計算值統(tǒng)計表

2.1.6 精度驗算與預(yù)測

使用殘差檢驗對結(jié)果進(jìn)行檢驗，由表3可知，相對殘差的數(shù)值均小于10%，可知預(yù)測方程可用。進(jìn)行外推預(yù)測，依次令k=9、10代入預(yù)測方程，可得前陽一級漁港2006年的漁貨卸港量預(yù)測值為：■（0）（11）=92105.4噸。如果采用時間序列法預(yù)測，預(yù)測值為93418.83噸。而2006年石城漁港卸港量的實際值為90132噸（見表1）

建立各預(yù)測方法對比表格如表4：

表4 漁貨卸港量預(yù)測結(jié)果比較

從表中可以看出采用灰色模型GM（1，1）預(yù)測的漁貨卸港量數(shù)值比時間序列法要精確。

表5 各漁港漁貨卸港量預(yù)測結(jié)果比較

2.2 數(shù)據(jù)對比

采用灰色模型GM（1.1）分別對海星漁港，將軍石漁港，杏樹漁港，四塊石漁港的漁貨卸港量進(jìn)行預(yù)測，并與采用時間序列法的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行比較，比較結(jié)果如表5：

通過以上五個漁港卸港量預(yù)測結(jié)果的對比可以發(fā)現(xiàn)，在漁貨卸港量的預(yù)測中，灰色模型GM（1.1）比時間序列法的預(yù)測結(jié)果更加精確，誤差更小。

3 結(jié)束語

通過與傳統(tǒng)的時間序列預(yù)測法進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)灰色模型GM（1.1）在漁貨卸港量預(yù)測中的預(yù)測結(jié)果更加接近實際值?；疑Ｐ虶M（1.1）如果借助MATLAB進(jìn)行編程計算，計算繁瑣程度甚至?xí)陀跁r間序列法，可以考慮在漁港的工程可行性研究報告中應(yīng)用，該模型的低誤差預(yù)測更加利于漁港的前期建設(shè)布局，同時有助于選取優(yōu)勢漁港進(jìn)行擴(kuò)建改造，更加精準(zhǔn)的漁貨卸港量預(yù)測值對當(dāng)?shù)貪O業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也有著更深遠(yuǎn)的實際意義。

參考文獻(xiàn)

[1]桂勁松.我國漁港卸魚量發(fā)展水平預(yù)測方法探討[J].大連水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報，1995，10（3）：75-78.

[2]郭子堅.港口規(guī)劃與布置[M].北京：人民交通出版社，2011（6）.

[3]劉思峰，史本廣.灰色系統(tǒng)理論在科學(xué)發(fā)展中的作用和地位[J].農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究，2000，16（3）：168-170.

[4]劉思峰，黨耀國，方志耕，等.灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2010（5）.

[5]李孜軍.1992-2001年我國灰色系統(tǒng)理論應(yīng)用研究進(jìn)展[J].系統(tǒng)工程，2003，21（5）：8-12.endprint