馬爾可夫鏈綠色住宅需求預(yù)測模型

為了獲得更精確的公路客運(yùn)量預(yù)測結(jié)果,經(jīng)分析,以公路客運(yùn)量、人口和國內(nèi)生產(chǎn)總值數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),將灰色模型預(yù)測方法gm(1,3)和馬爾可夫鏈預(yù)測結(jié)合,構(gòu)成組合模型,對公路客運(yùn)量作出預(yù)測.通過對杭州市公路客運(yùn)量預(yù)測的實(shí)例分析,對比預(yù)測值和實(shí)際值,得出基于灰色gm(1,3)-馬爾可夫鏈模型獲得的預(yù)測結(jié)果比灰色預(yù)測更加準(zhǔn)確的結(jié)論,研究結(jié)果表明:該模型對公路客運(yùn)量預(yù)測有一定的實(shí)用價(jià)值.

基坑預(yù)測問題關(guān)系到工程施工的安全,在施工過程中對基坑進(jìn)行周密的監(jiān)測和變性預(yù)測分析顯得尤為重要.針對傳統(tǒng)預(yù)測模型存在固有偏差和可靠性低的缺點(diǎn),采用新陳代謝的原理對無偏灰色加權(quán)馬爾科夫模型進(jìn)行改進(jìn).該模型先用無偏灰色模型擬合系統(tǒng)的總體變化趨勢,然后,對擬合殘差進(jìn)行馬爾可夫狀態(tài)劃分,并根據(jù)各階權(quán)重對不同步長的轉(zhuǎn)移矩陣進(jìn)行加權(quán)處理,用加權(quán)后的無偏灰色馬爾科夫模型進(jìn)行預(yù)測.在每一步的預(yù)測中,利用新陳代謝的原理不斷更新建模所使用的數(shù)據(jù).將該模型用于基坑沉降預(yù)測,并通過實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證.實(shí)驗(yàn)表明:基于新陳代謝的無偏灰色加權(quán)馬爾科夫模型提高了基坑沉降預(yù)測的精度和可靠性,預(yù)測精度與未改進(jìn)模型相比提高了8.54%.

基于灰色理論和馬爾科夫理論,建立傳統(tǒng)的灰色預(yù)測模型和灰色馬爾科夫預(yù)測模型,對西安地鐵客流量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析預(yù)測；然后對原始數(shù)據(jù)序列滑動平均處理,再用無偏gm(1,1)模型擬合系統(tǒng)的發(fā)展變化趨勢,將修正后得到的模型與馬爾科夫模型進(jìn)行結(jié)合,提出改進(jìn)的灰色馬爾科夫模型預(yù)測方法。利用改進(jìn)后的新模型對地鐵客流的預(yù)測結(jié)果與傳統(tǒng)的灰色馬爾科夫模型進(jìn)行對比。結(jié)果表明,改進(jìn)后的灰色馬爾科夫模型預(yù)測精度有顯著提高。

針對深基坑變形難以建立準(zhǔn)確的計(jì)算模型進(jìn)行預(yù)報(bào)問題,本文運(yùn)用非等時(shí)距灰色-馬爾科夫鏈對深基坑變形量進(jìn)行預(yù)測。首先基于原始實(shí)測數(shù)據(jù),建立非等時(shí)距灰色預(yù)測模型；然后采用馬爾科夫鏈對預(yù)測值殘差序列進(jìn)行修正,進(jìn)一步提高預(yù)測模型的預(yù)測精度；最后對濰日高速跨鐵路轉(zhuǎn)體橋深基坑4個(gè)測點(diǎn)的變形量進(jìn)行預(yù)測。研究表明,灰色-馬爾科夫鏈模型的預(yù)測精度明顯高于灰色模型,預(yù)測值與實(shí)測值吻合較好,預(yù)測值后驗(yàn)差為0.07、0.37、0.16和0.33,精度等級均為1級,該模型為深基坑變形預(yù)測提供一種新方法。

科學(xué)的貨運(yùn)量預(yù)測對鐵路發(fā)展戰(zhàn)略的制定具有十分重要的意義。采用灰色模型預(yù)測方法gm（1,1）和馬爾可夫鏈預(yù)測相結(jié)合,提出了灰色-馬爾可夫鏈改進(jìn)預(yù)測方法,利用偏差對灰色模型值進(jìn)行狀態(tài)劃分,并采用馬爾可夫狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣對狀態(tài)的轉(zhuǎn)移變化進(jìn)行分析,并針對我國鐵路貨運(yùn)量的未來趨勢進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)預(yù)測的分析,確定待測年份偏差最可能處于的狀態(tài)。

針對隨機(jī)波動較大的施工質(zhì)量成本預(yù)測問題,結(jié)合灰色scgm(1,1)預(yù)測模型和馬爾可夫預(yù)測模型的優(yōu)點(diǎn),建立了灰色馬爾可夫scgm(1,1)預(yù)測模型,并以實(shí)例證明灰色馬爾可夫預(yù)測模型對隨機(jī)波動性較大的施工質(zhì)量成本的數(shù)據(jù)列的預(yù)測,具有較高的準(zhǔn)確性。

將結(jié)合灰色系統(tǒng)理論與馬爾可夫理論,對公路交通事故進(jìn)行預(yù)測.利用灰色馬爾可夫預(yù)測模型,可有效地處理類似交通事故等隨機(jī)性、波動較大的數(shù)據(jù)。

針對公路運(yùn)量預(yù)測中彈性系數(shù)隨機(jī)波動性較大的問題,結(jié)合灰色模型可以揭示預(yù)測數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢以及馬爾可夫預(yù)測適合描述隨機(jī)波動性較大的預(yù)測問題的優(yōu)點(diǎn),建立了公路運(yùn)量預(yù)測中彈性系數(shù)的灰色馬爾可夫預(yù)測模型;用該模型對北京市公路客運(yùn)彈性系數(shù)進(jìn)行預(yù)測,驗(yàn)證了模型對公路運(yùn)量中彈性系數(shù)進(jìn)行預(yù)測的合理性。研究結(jié)果表明,灰色馬爾可夫預(yù)測模型能夠較好地提高公路運(yùn)量預(yù)測中彈性系數(shù)的預(yù)測精度,對于提高公路運(yùn)量預(yù)測精度具有重要意義。

灰色模型不適合長期、隨機(jī)性和波動性較大的數(shù)據(jù)序列預(yù)測,針對這一問題引入馬爾可夫預(yù)測理論,建立了公路運(yùn)輸彈性系數(shù)的灰色馬爾可夫預(yù)測模型。模型兼有灰色預(yù)測和馬爾可夫預(yù)測的優(yōu)點(diǎn),克服了隨機(jī)波動性數(shù)據(jù)對公路運(yùn)輸彈性系數(shù)預(yù)測精度的影響,拓寬了灰色預(yù)測模型的應(yīng)用范圍。通過湖南省公路客運(yùn)彈性系數(shù)預(yù)測的實(shí)例證明,基于灰色馬爾可夫的公路運(yùn)輸彈性系數(shù)預(yù)測模型的預(yù)測精度普遍高于灰色gm(1,1)模型的預(yù)測精度,具有較好的實(shí)用性。

采用傳統(tǒng)灰色gm(1,1)模型預(yù)測道路交通事故這類隨機(jī)性、波動性較大的數(shù)據(jù),存在擬合較差、精度不足等問題。運(yùn)用馬爾可夫模型對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化,并建立灰色馬爾可夫預(yù)測模型。將該模型應(yīng)用于1998~2007年全國道路交通事故數(shù)據(jù)來預(yù)測2008年事故次數(shù),結(jié)果表明采用該模型預(yù)測精度達(dá)到96.9%,明顯優(yōu)于單獨(dú)使用gm(1,1)模型的預(yù)測結(jié)果。

根據(jù)公路橋梁荷載的特點(diǎn),采用新維改進(jìn)灰色馬爾科夫模型進(jìn)行公路橋梁荷載預(yù)測。通過實(shí)例預(yù)測結(jié)果和實(shí)測結(jié)果比較可知,應(yīng)用該預(yù)測模型對橋梁荷載進(jìn)行預(yù)測,其預(yù)測精度、準(zhǔn)確度較高,本荷載預(yù)測模型可以直接應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和耐久性研究。

中長期負(fù)荷預(yù)測在電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃編制中占有重要地位,而其關(guān)鍵是數(shù)學(xué)模型的建立。本文建立了基于馬爾科夫修正的灰色負(fù)荷預(yù)測模型,利用灰色預(yù)測模型對未來負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測,對預(yù)測結(jié)果采用馬爾可夫鏈預(yù)測方法進(jìn)行改進(jìn),提高其預(yù)測的準(zhǔn)確性。采用灰色馬爾科夫模型對某市用電需求負(fù)荷建立預(yù)測模型,預(yù)測了2006至2008年的用電負(fù)荷,與實(shí)際用電負(fù)荷進(jìn)行對比,結(jié)果驗(yàn)證了灰色馬爾科夫模型在對電力負(fù)荷進(jìn)行長期預(yù)測時(shí)具有較高的精度。

針對房地產(chǎn)營銷過程中,價(jià)格變化隨機(jī)性的特點(diǎn),將灰色gm(1,1)預(yù)測與馬爾柯夫預(yù)測有機(jī)結(jié)合,構(gòu)成灰色-馬爾柯夫預(yù)測模型,對未來某一時(shí)段的房價(jià)進(jìn)行預(yù)測。結(jié)果表明,該模型是可行的和有效的。

根據(jù)2010年中國公路貨運(yùn)價(jià)格指數(shù),利用二狀態(tài)一階馬爾柯夫模型對公路貨運(yùn)價(jià)格進(jìn)行研究,并預(yù)測2011年部分月份數(shù)據(jù)。結(jié)果表明運(yùn)價(jià)上漲和下跌狀態(tài)之間存在不同的轉(zhuǎn)移概率,其平均持續(xù)期分別為1.71、1.91個(gè)月,中國公路貨物運(yùn)輸價(jià)格指數(shù)的持續(xù)期不是很長,可變性較大。

橋梁耐久性預(yù)測不僅可以揭示橋梁在整個(gè)使用期間耐久性退化過程和變化趨勢,而且是采取合理維修加固方案的依據(jù).合理的耐久性預(yù)測模型保證了橋梁維持在較高的服務(wù)水平上,降低了重大安全事故發(fā)生的概率,在經(jīng)濟(jì)和社會方面都具有重要意義.本文結(jié)合馬爾科夫過程的特點(diǎn),建立橋梁耐久性退化模型,總結(jié)模型退化步驟,并以具體實(shí)例進(jìn)行計(jì)算,得到期望等級與時(shí)間的關(guān)系曲線,為確定合理的維修加固方案和剩余壽命預(yù)測奠定理論基礎(chǔ).

本文用加權(quán)馬爾科夫鏈模型預(yù)測水庫含沙量,結(jié)合水庫實(shí)測入庫含沙量數(shù)據(jù),分析加權(quán)馬爾科夫鏈模型在水庫含沙量預(yù)測精度。研究結(jié)果表明：加權(quán)馬爾科夫鏈模型適用于水庫含沙量的預(yù)測,在年尺度上預(yù)測值和實(shí)測值之間的相對誤差在14.47%~19.25%,過程擬合系數(shù)0.7以上;在小時(shí)尺度上預(yù)測值和實(shí)測值之間的相對誤差低于15%,過程擬合系數(shù)可達(dá)到0.65以上,預(yù)測精度符合入庫含沙量預(yù)測規(guī)范的要求。研究成果對于水庫含沙量預(yù)測方法提高參考價(jià)值。

變形監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析和預(yù)報(bào)一直是建筑物施工及運(yùn)營管理中的重要內(nèi)容,其預(yù)報(bào)的可靠性在很大程度上取決于正確選擇科學(xué)的預(yù)測方法。本文在分析現(xiàn)有建筑變形預(yù)測方法的基礎(chǔ)上,針對灰色系統(tǒng)理論中的gm(1,1)預(yù)測的局限性,通過狀態(tài)劃分及計(jì)算馬爾柯夫轉(zhuǎn)移概率矩陣的方法,提出了適合于建筑物變形預(yù)測的灰色-馬爾柯夫鏈模型,同時(shí)對該模型進(jìn)行了實(shí)例驗(yàn)證和分析。研究結(jié)果表明,灰色-馬爾柯夫鏈模型綜合了灰色預(yù)測和馬爾柯夫鏈預(yù)測兩種模型的優(yōu)點(diǎn),大大提高了預(yù)測的準(zhǔn)確度,為建筑物變形監(jiān)測的數(shù)據(jù)處理與預(yù)報(bào)提供了一種更為科學(xué)和有效的方法。

為快速準(zhǔn)確地獲得住宅工程造價(jià)時(shí)間序列變化的內(nèi)在規(guī)律,提高住宅工程造價(jià)預(yù)測效果,將灰色gm(1,1)預(yù)測方法和馬爾可夫概率轉(zhuǎn)移方法有效結(jié)合起來,建立灰色馬爾可夫模型對住宅工程造價(jià)進(jìn)行預(yù)測,并應(yīng)用該模型對成都市住宅工程造價(jià)實(shí)例進(jìn)行預(yù)測分析,其預(yù)測結(jié)果與實(shí)際值吻合較好,表明所建立的該預(yù)測模型是可行的,在住宅工程造價(jià)預(yù)測中具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

為改善水利工程投資失控現(xiàn)象,結(jié)合凈現(xiàn)值,采用idgm(1,1)-馬爾可夫鏈預(yù)測模型,以已完成項(xiàng)目的實(shí)際投資月凈現(xiàn)值為計(jì)算依據(jù),對未完成項(xiàng)目進(jìn)行投資預(yù)測,并結(jié)合工程算例進(jìn)行驗(yàn)算,將該模型預(yù)測值與idgm(1,1)預(yù)測值、實(shí)際值進(jìn)行對比。結(jié)果表明,idgm(1,1)-馬爾可夫鏈模型預(yù)測精度更高,可為水利工程投資預(yù)測及控制提供可靠依據(jù)。

灰色模型是經(jīng)濟(jì)預(yù)測方法中最有效的方法之一,但灰色模型對波動性大的序列預(yù)測時(shí)精度較差。針對這一不足,提出灰色-馬爾可夫的改進(jìn)模型。新模型將原始序列進(jìn)行對數(shù)運(yùn)算提高數(shù)據(jù)光滑度,采用距離法降低灰色模型的相對誤差,馬爾可夫鏈對預(yù)測值進(jìn)一步修正。將改進(jìn)模型運(yùn)用到景德鎮(zhèn)陶瓷工業(yè)產(chǎn)值預(yù)測中,并與傳統(tǒng)灰色模型、灰色-馬爾可夫模型預(yù)測結(jié)果進(jìn)行對比。結(jié)果表明改進(jìn)模型的相對誤差遠(yuǎn)小于灰色模型,預(yù)測精度優(yōu)于灰色-馬爾可夫模型,更能反應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢。

建筑物作為一個(gè)特殊的物體,必須正確預(yù)測其變形發(fā)展趨勢,灰色gm(1,1)模型由于自身的局限性使其在沉降預(yù)測中顯得方法單一。本文提出一種預(yù)測模型,灰色馬爾可夫模型,該模型結(jié)合了灰色模型和馬爾可夫模型的優(yōu)點(diǎn),共同來判斷建筑物的發(fā)展趨勢,并通過實(shí)例來驗(yàn)證該方法的可行性。

以建筑施工過程中頻發(fā)的坍塌事故為研究對象,將灰色gm(1,1)模型與馬爾柯夫預(yù)測技術(shù)相結(jié)合,構(gòu)建坍塌事故的灰色馬爾柯夫預(yù)測模型,并以我國三級以上建筑工程坍塌事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),對我國坍塌事故進(jìn)行趨勢分析和狀態(tài)預(yù)測。