自助打印系統(tǒng)空閑時間短期預測

彭旺 王曉紅 王鳳琴

摘要：自助打印系統(tǒng)的核心問題是有效預測打印機的空閑打印時間，以便提前分配打印資源。為此，建立打印機狀態(tài)數(shù)據(jù)指導的打印機空閑時間預測至關(guān)重要，為此，本文應用灰色預測模型，實現(xiàn)對多臺打印機的空閑時間進行預測。實驗結(jié)果表明，本文的預測精度控制在5秒之類，有效提高了自助打印系統(tǒng)的效率。

關(guān)鍵詞：自助打印;灰色系統(tǒng);預測;

1引言

自助打印機帶來生活的很多便利，同時也由于繁忙時間的空閑時間預測不準而陷入長時間的排隊，面對這個問題，需要在多臺自助打印機之間協(xié)調(diào)，高精度的預測每一臺打印機的空閑時間，以提前準備和分配資源才是最為合理的策略。要做到合理協(xié)調(diào)，高效利用，就要做好打印機空閑狀態(tài)的預測，根據(jù)空閑狀態(tài)，很好的分配打印任務。而打印機的空閑狀態(tài)具有不確定性，這種不確定性主要體現(xiàn)在兩個方面，一方面是客觀因素，打印任務具有隨機性;另一方面，打印機自身存在的突發(fā)狀況，導致打印機在某一時間不能進行打印。這兩方面的原因給空閑狀態(tài)的預測帶來了困難，當前，關(guān)于時間序列的預測，有很多比較成熟的技術(shù)，如灰色預測系統(tǒng)[1]，非線性動力系統(tǒng)的時間序列預測技術(shù)[2]，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的預測系統(tǒng)[3]等等。

2 灰色預測模型

灰色預測理論于20世紀80年代由鄧聚龍教授提出。針對信息已知狀態(tài)的不同，對信息部分明確、部分不明確的系統(tǒng)稱為灰色系統(tǒng)[4]。灰色系統(tǒng)是應用灰色模型GM（1，1）對灰色系統(tǒng)進行分析、建模、求解、預測的過程。

2 打印機空閑狀態(tài)短期預測

本文選取學期初和學期末星期一到星期三中午11點到12點（每個5分鐘記錄一次，其中最后一個計數(shù)點作為需要預測的空閑時間）的5臺打印機空閑數(shù)據(jù)作為預測模型的研究對象，經(jīng)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)完整，波動范圍合理。數(shù)據(jù)流量信息如表1所示：

3.模型檢驗

根據(jù)后驗差比值和小誤差頻率可以綜合評價模型的精度。如表2所示：

表3可以看出，采用灰色模型對打印機空閑狀態(tài)進行預測基本合理，大多數(shù)下取得較好的精度和性能。

4.結(jié)論

為了緩解打印任務擁堵，事先了解將要實施打印任務的打印機狀態(tài)，使得各個打印機平衡利用，最終緩解打印任務。本文利用灰色理論，對打印機空閑時間進行短期預測，取得了較好的效果和較高的精度。雖然非平穩(wěn)序列會產(chǎn)生較大的灰色值，但是其最后的預測結(jié)果也在預測范圍之內(nèi)。

致謝：

本文受到：湖北師范大學《數(shù)字信號處理》微課建設(shè)項目（No.2017039）的資助

本文受到國家大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目（201710513035）的資助

參考文獻：

[1] 鄧聚龍.灰色理論基礎(chǔ)[M].武漢：華中科技大學出版社，2002.

[2] 郭俊.基于非線性動力系統(tǒng)的時間序列預測技術(shù)研究，

[3] 何余良，張曙光等.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預應力組合梁承載力預測[J].公路與汽運，2019（9）：95-99.

[4] 王鳳琴，柯亨進.灰色系統(tǒng)的交通流量短期預測[J].湖北師范大學學報，2015.

[5] 王小英，朱化平.基于灰色組合模型的道路網(wǎng)短時交通流量預測[J].城市建設(shè)理論研究，2013，（48）：66-69.

作者簡介：

彭旺，男，湖北，漢，1999.05，本科，學生

（作者單位：湖北師范大學物電學院）