基于時間序列分析的鶴壁市AQI預(yù)測模型

牛艷飛

（鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南 鶴壁 458000）

隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，各種空氣污染問題日益凸顯，比如，霧霾、全球變暖以及空氣中的光化學(xué)污染等問題已經(jīng)成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)。為了預(yù)防和治理城市空氣污染問題，人們需要了解空氣污染的原因并掌握其變化趨勢。因此，準(zhǔn)確預(yù)測空氣質(zhì)量具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

在時間序列分析中，最常用于擬合平穩(wěn)序列的模型是ARMA模型。ARMA模型對時間序列的自相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述時，使用的是有限參數(shù)線性模型，它的擬合精度能達(dá)到實(shí)際工程的要求，并且由其可推導(dǎo)出適用的線性預(yù)報理論。利用ARMA模型描述的時間序列預(yù)報理論在經(jīng)濟(jì)、環(huán)境工程等領(lǐng)域均有著重要的理論意義[1]。目前，很多學(xué)者基于時間序列分析法對空氣質(zhì)量指數(shù)進(jìn)行研究，比如王建書[2]、王賽蘭[3]和張歡[4]等。本文將利用時間序列分析結(jié)合鶴壁市2021年6月1日—2021年12月31日的AQI數(shù)據(jù)建立新的預(yù)測模型。并運(yùn)用該模型對鶴壁市未來10天的空氣指數(shù)進(jìn)行預(yù)測。希望可以對市民出行活動給出參考意見，并且可以提高市民環(huán)境保護(hù)意識。

本文建模思路：首先，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，檢驗(yàn)是否為平穩(wěn)序列；其次，根據(jù)系數(shù)相關(guān)圖確定擬合模型及其階數(shù)；最后，可以根據(jù)AIC和SC準(zhǔn)則判斷模型的優(yōu)劣，以此確定最優(yōu)模型，根據(jù)模型畫出預(yù)測圖并得出預(yù)測結(jié)果，以此來進(jìn)一步判斷模型的好壞，并根據(jù)預(yù)測結(jié)果給出市民出行活動的參考意見。

1 理論基礎(chǔ)

時間序列模型預(yù)測方法的基本思想：通過研究現(xiàn)象的歷史數(shù)據(jù)來找出其中所蘊(yùn)含的變化規(guī)律，進(jìn)而通過這種規(guī)律來預(yù)測未來的數(shù)據(jù)。……