多变量灰色预测模型算法的Matlab实现
灰色预测MATLAB程序
灰色预测作用：求累加数列、求a b的值、求预测方程、求残差clc %清屏，以使结果独立显示x=[71.1 72.4 72.4 72.1 71.4 72.0 71.6];format long; %设置计算精度if length(x(:,1))==1 %对输入矩阵进行判断，如不是一维列矩阵，进行转置变换 x=x';endn=length(x); %取输入数据的样本量z=0;for i=1:n %计算累加值，并将值赋予矩阵bez=z+x(i,:);be(i,:)=z;endfor i=2:n %对原始数列平行移位y(i-1,:)=x(i,:);endfor i=1:n-1 %计算数据矩阵B的第一列数据c(i,:)=-0.5*(be(i,:)+be(i+1,:));endfor j=1:n-1 %计算数据矩阵B的第二列数据e(j,:)=1;endfor i=1:n-1 %构造数据矩阵BB(i,1)=c(i,:);B(i,2)=e(i,:);endalpha=inv(B'*B)*B'*y; %计算参数矩阵即a b的值for i=1:n+1 %计算数据估计值的累加数列，如改为n+1为n+m可预测后m-1个值ago(i,:)=(x(1,:)-alpha(2,:)/alpha(1,:))*exp(-alpha(1,:)*(i-1))+alpha(2,:)/alpha(1,: );%显示输出预测值的累加数列endvar(1,:)=ago(1,:) %显示输出预测值for i=1:n %如改n为n+m-1，可预测后m-1个值var(i+1,:)=ago(i+1,:)-ago(i,:); %估计值的累加数列的还原，并计算出下一预测值endfor i=1:nerror(i,:)=x(i,:)-var(i,:); %计算残差endc=std(error)/std(x); %调用统计工具箱的标准差函数计算后验差的比值c ago %显示输出预测值的累加数列alpha %显示输出参数数列var %显示输出预测值error %显示输出误差c %显示后验差的比值作用：数据处理判断是否可以用灰色预测、求级比、求累加数列、求a b的值、求预测方程clc,clearx0=[71.1 72.4 72.4 72.1 71.4 72.0 71.6]'; %注意这里为列向量n=length(x0);lamda=x0(1:n-1)./x0(2:n) %计算级比range=minmax(lamda') %计算级比的范围x1=cumsum(x0) %累加运算B=[-0.5*(x1(1:n-1)+x1(2:n)),ones(n-1,1)];Y=x0(2:n);u=B\Y %拟合参数u(1)=a,u(2)=bx=dsolve('Dx+a*x=b','x(0)=x0'); %求微分方程的符号解x=subs(x,{'a','b','x0'},{u(1),u(2),x0(1)}) %代入估计参数值和初始值yuce1=subs(x,'t',[0:n-1]); %求已知数据的预测值y=vpa(x,6) %其中的6表示显示6位数字yuce=[x0(1),diff(yuce1)] %差分运算，还原数据。
利用matlab进行灰色预测
(k ) 1 (
1 0.5a ) ( k ) 1 0.5a
如果 (k ) 0.2 ，则可认为达到一般要求，如果 (k ) 0.1 ，则认 为达到较高要求。 （4）预测
ˆ (0) (k ) ，根据实际需要，求出问 由模型GM（1,1）得到的预测值 x
文章地址 /logs/163249158.html 2
, n) 。
,n
求出均值数列： z (1) (k ) 0.5x(1) (k ) 0.5x(1) (k 1), k 2,3, 由此得到 z (1) ( z (1) (2), z (1) (3), 建立灰微分方程：
x(0) (k ) az (1) (k ) b, k 2,3, ,n , z (1) (n))
(0)
GM(1,1)的数据进行灰色预测。否则，需要对数列 x 入可容覆盖内。即取适当的常数c ，作平移变换
做必要的变换处理，使其落
y (0) x(0) (k ) c ,
使数列 y
(0)
k 1, 2,
,n
( y (0) (1), y (0) (2),
, y (0) (n)) 的级比 y (k ) 落入可容覆盖区内。
文章地址 /logs/163249158.html 1
, n 1
利用 Matlab 进行灰色预测
2. 灰色预测的步骤
（1）数据的检验与处理 首先，为了保证建模方法的可行性，需要对已知数据列做必要的检验处理。设参考 数据为 x
（3）检验预测值 a．残差检验：残差实际值与预测值之差，令残差为 (k ) ，计算
ˆ (0) (k ) x(0) (k ) x (k ) , x(0) (k ) k 1, 2, ,n
灰色模型预测GM（1,1）MATLAB程序代码
灰⾊模型预测GM（1,1）MATLAB程序代码版权所有引⽤请注明出处function gmcal=gm1(x)%% ⼆次拟合预测GM(1,1)模型%x = [5999,5903,5848,5700,7884];sizexd2 = size(x,2);%求数组长度k=0;for y1=xk=k+1;if k>1x1(k)=x1(k-1)+x(k);%累加⽣成z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1));%z1维数减1，⽤于计算Byn1(k-1)=x(k);elsex1(k)=x(k);endend%x1,z1,k,yn1sizez1=size(z1,2);%size(yn1);z2 = z1';z3 = ones(1,sizez1)';YN = yn1'; %转置B=[z2 z3];au0=inv(B'*B)*B'*YN;au = au0';afor = au(1);ufor = au(2);ua = au(2)./au(1);constant1 = x(1)-ua;afor1 = -afor;x1t1 = 'x1(t+1)';estr = 'exp';tstr = 't';leftbra = '(';rightbra = ')';strcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra) %输出时间响应⽅程k2 = 0;for y2 = x1k2 = k2 + 1;if k2 > kelseze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor);endendsizeze1 = size(ze1,2);z4 = ones(1,sizeze1)';G=[ze1' z4];X1 = x1';au20=inv(G'*G)*G'*X1;au2 = au20';Aval = au2(1);Bval = au2(2);strcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra) %输出时间响应⽅程nfinal = sizexd2-1 + 1; %决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传⼊%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;%预测的步骤数 1for k3=1:nfinalx3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;end%⼀次拟合累加值for k31=nfinal:-1:0if k31>1x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);elseif k31>0x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);elsex31fcast(k31+1) = x(1);endendendx31fcast%⼀次拟合预测值for k4=1:nfinalx4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;end%x4fcastfor k41=nfinal:-1:0if k41>1x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);elseif k41>0x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);elsex41fcast(k41+1) = x(1);endendendx41fcast,x%⼆次拟合预测值%***精度检验p C************//////////////////////////////////k5 = 0;for y5 = xk5 = k5 + 1;if k5 > sizexd2elseerr1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5);endend%err1%绝对误差xavg = mean(x);%xavg%x平均值err1avg = mean(err1);%err1avg%err1平均值k5 = 0;s1total = 0 ;for y5 = xk5 = k5 + 1;if k5 > sizexd2elses1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2;endends1suqare = s1total ./ sizexd2;s1sqrt = sqrt(s1suqare);%s1suqare,s1sqrt%s1suqare 残差数列x的⽅差 s1sqrt 为x⽅差的平⽅根S1k5 = 0;s2total = 0 ;for y5 = xk5 = k5 + 1;if k5 > sizexd2elses2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2;endends2suqare = s2total ./ sizexd2;%s2suqare 残差数列err1的⽅差S2Cval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);Cval%nnn = 0.6745 * s1sqrt%Cval C检验值k5 = 0;pnum = 0 ;for y5 = xk5 = k5 + 1;if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrtpnum = pnum + 1;%ppp = abs( err1(k5) - err1avg )elseendendpval = pnum ./ sizexd2;pval%p检验值%arr1 = x41fcast(1:6)%预测结果为区间范围预测步长和数据长度可调整程序参数进⾏改进。
灰色预测模型matlab程序精确版
%x=[1019,1088,1324,1408,1601];gm1(x); 测试数据%二次拟合预测GM(1,1)模型function gmcal=gm1(x)if nargin==0x=[1019,1088,1324,1408,1601]endformat long gsizex=length(x);%求数组长度k=0;for y1=xk=k+1;if k>1x1(k)=x1(k-1)+x(k);%累加生成z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1));%z1维数减1，用于计算Byn1(k-1)=x(k);elsex1(k)=x(k);endend%x1,z1,k,yn1sizez1=length(z1);%size(yn1);z2 = z1';z3 = ones(1,sizez1)';YN = yn1'; %转置%YNB=[z2 z3];au0=inv(B'*B)*B'*YN;au = au0';%B,au0,auafor = au(1);ufor = au(2);ua = au(2)./au(1);%afor,ufor,ua%输出预测的 a u 和 u/a的值constant1 = x(1)-ua;afor1 = -afor;x1t1 = 'x1(t+1)';estr = 'exp';tstr = 't';leftbra = '(';rightbra = ')';%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbrastrcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+ ',leftbra,num2str(ua),rightbra)%输出时间响应方程%******************************************************%二次拟合k2 = 0;for y2 = x1k2 = k2 + 1;if k2 > kelseze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor);endend%ze1sizeze1=length(ze1);z4 = ones(1,sizeze1)';G=[ze1' z4];X1 = x1';au20=inv(G'*G)*G'*X1;au2 = au20';%z4,X1,G,au20Aval = au2(1);Bval = au2(2);%Aval,Bval%输出预测的 A,B的值strcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',lef tbra,num2str(Bval),rightbra)%输出时间响应方程nfinal = sizex-1 + 1;（其中+1可改为+5等其他数字，即可预测更多的数字）%决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;%预测的步骤数 1for k3=1:nfinalx3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;end%x3fcast%一次拟合累加值for k31=nfinal:-1:0if k31>1x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);elseif k31>0x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);elsex31fcast(k31+1) = x(1);endendendx31fcast%一次拟合预测值for k4=1:nfinalx4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;end%x4fcastfor k41=nfinal:-1:0if k41>1x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);elseif k41>0x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);elsex41fcast(k41+1) = x(1);endendendx41fcast,x%二次拟合预测值%***精度检验p C************////////////////////////////////// k5 = 0;for y5 = xk5 = k5 + 1;if k5 > sizexelseerr1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5);endend%err1%绝对误差xavg = mean(x);%xavg%x平均值err1avg = mean(err1);%err1avg%err1平均值k5 = 0;s1total = 0 ;for y5 = xk5 = k5 + 1;if k5 > sizexelses1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2;endends1suqare = s1total ./ sizex;s1sqrt = sqrt(s1suqare);%s1suqare,s1sqrt%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S1 k5 = 0;s2total = 0 ;for y5 = xk5 = k5 + 1;if k5 > sizexelses2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2; endends2suqare = s2total ./ sizex;%s2suqare 残差数列err1的方差S2Cval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);Cval%nnn = 0.6745 * s1sqrt%Cval C检验值k5 = 0;pnum = 0 ;for y5 = xk5 = k5 + 1;if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrtpnum = pnum + 1;%ppp = abs( err1(k5) - err1avg )elseendendpval = pnum ./ sizex;pval%p检验值%arr1 = x41fcast(1:6)%预测结果为区间范围预测步长和数据长度可调整程序参数进行改进运行结果x =1019 1088 1324 1408 1601ans =x1(t+1)=8908.4929exp(0.11871t)+(-7889.4929)ans =x1(t+1)=8945.2933exp(0.11871t)+(-7935.7685)x31fcast =Columns 1 through 31019 1122.89347857097 1264.43142178303 Columns 4 through 61423.80987235488 1603.27758207442 1805.36675232556 x41fcast =Columns 1 through 31019 1118.05685435129 1269.65470492098 Columns 4 through 61429.69153740195 1609.90061644041 1812.82460377782 x =1019 1088 1324 1408 1601Cval =0.139501578334155 pval =1。
灰色预测MATLAB程序
灰色预测心设尹曲⑴#为原始数列，其1次累＜加生成数列为炉=(孝①宀2\S,其中©=2^°:⑺卫=12…止i-1尋定文沙的灰导数为d(Jt)=玄㈣(Jt)=尤⑴的-工⑴(*-1).令尹为数列壬⑴的邻值生成数列，即尹)(町=加小(町十(1—a)x山(k-1).于是定文GM(1T1)的灰微分方程模型为d(k)+az①(上)=&_即或.严⑹+盘⑴懐)=乩⑴在式(1)中口①的称为灰导数’熬称为发展系数'弧称为白化背景值，b称为灰作用量。
将时刻表庄=23…用代入(O式有j<0)(2)-az⑴(2)=工®⑶—俺叫巧=»于是GMIL)樫型可表示为r=现在问题归结为求巧h在值。
用一元绒性回归，即最小二垂進求它们的估计值住=[]卜护跖护F奕厢上回归分析中求诂计值是用软件计算的，有标淮程博求解，如山訥甜等。
GM(1.1)的白化型对于的(1-1)的获微分方程⑴，如果将解导教矿悶的时報=%…屮观対连续叢里"则工⑴衩为时间i函敕卅®,于是-<'W耐应于导敕重级必％),白化背杲值刃(時对应于导數申⑴。
于是GM(1，1)的换微分方嗨对应于的白微分方程为写®4曲％「)=也⑵GAI(1>1)换色预刪的步叢1-數堀的椅噓弓处理为了保证©M(B1)屋複方达的可行性・需要対已却皴堀锁必要的检峻处Ho 设療皓数攥列为了-计算埶列的级比如果所有的级比都落在可容覆盖区间盂-內・则數摒列X糾可咲建立G*ICL-1)複型且可以避行页色预测。
否则，丙軌据懺适当的叢换处理，如平移銮换：取C使得敕培列严⑹二工蚀盘)+匚用二12…”的级比都落在可啓禎盖内。
(1)残差檢验：计算相对薙差Z 建立GM (L T 1)複型不妬设少弋以m 叫唠霸足上面的要求，以它芮議堀列建立GM(1>1)型蛊(仍(i)+血C1\A)=b ・用回归分祈求得目上的估计值"于是相应的白化模型为 气^十小卄工解为工叱)=0)①—勺中1-色-⑶ 应Q于是停到预测值壬⑴(上+1)=0叫1)一勺>加+仝血二12…卫一1=aa伙而相应地得到预«=x co \t +1)=x 0)(t+l)-x a)(i)3i =1,2,-?n-l ?如果对所有的^<0.1・则认为达到鞭嵩的要求：否则，若耐所有的|^)1<0^，则认対达到一般要求©(2)级比偏差値桧验：计算能)=1-呂学©如果对所有的|，则认为达列较高的要求孑吾则若对斫有的，则认为达到一般要求O灰色预测计算实例^…;=:=-■■■■昏例北方某城市1986—1992年道路交通噪声平均声级数据见表6序号年吶寺表拆市近年来交通噪声数据[眶(应)]二諾;二319S872.4第—爭:级比检验建立丢通噪屛均声级数锯时间序列如下：4198972.1j 1990?1.4 619?17201199771.6艸=(•严①卫购(2)厂卅⑺) =(711,72.4.71.4,72.1.71.4,7UQ.71.6)些(1)求级比k(k)忠防护住T)2=(几⑵山⑶.…也⑺)g=(0.982JJ.0042J.0098-0.9917J.0056)(2)级比判断由于所有的X.(10e[0.982J.009S],k=2,3.6故可以用双0)作满意的GM(1,1)建模’第二步：GM(1,1)建模(1)对原始数据X®作一次累加，即卞⑴=(71.L143.5215.9.288359.4.431.4,503)(2)构造数据矩阵B及数据向量Y-2)—H 弋3/>1⑶讦算1T心求解得F'⑴=(工倒〔1〉_-)e 弋Q f+-1*^+1)=0＜l,U)--)£-t +-=-3092^--^+31000⑶求生咸数列值歸型齊看:n令“is 那血由上面的碉醯数可甲得，其中取菱由龙⑴(i}=恥壮曲5加得丁I —"炉閃=进悶-进德-尊(71儿72.4.72.2:72.1:71.9:71.7,71.6)^}=(s"a ＞亍⑴⑵，…，网⑺A＜第三步;模型检验•＞模型的各种检验指标值的计算结果见表工 •t*表7GM(1检验表＜序号年俯原始值模型值残差相对误差级比偏差•>1 19S6 71.1 71.1<219S7 72.4 72.4 -0.0057 0.01%0.0023 <3 19S S 72.4 72.2 0.163S 0.23%0.0203 •>4 19S9 72.1 72.1 0.0329 0.05%-O.(K H8 •>5199071.4 71.9 -0-49S4 0.7%-0.0074 <61991 72.0 71.7 0.21599 037%0.0107<71992 71.6 71.6 0.037S0.05%-0.0032于是得到目=山的餡,立欖型7-B)'1B TY=(dt0.0023 72.6573dt+0.002ix (1>=72.657^心经验证・该模型的精度较高.可进行预测和预报计算的Matlab 程序如下:仃坝测和预报n=length(x); z=0;%取输入数据的样本量for i=1:nz=z+x(i,:)be(i,:)=z; %计算累加值，并将值赋予矩阵beend for i=2:n %对y(i-1,:)=x(i,:)%对原始数列平行移位 endfor i=1：n-1%计算数据矩阵B 的第一列数据c(i,:)=-0.5*(be(i,:)+be(i+1,:)); clCjdearxO=[71H 72.472A 72J71477m c n.lengthtxO)；*'b%注意这里为列帖lamda =xD(l ：n-1),A0(2：n)%计算级比range =minmaxflamda f )%计算级比的范阖 X1=cumsum(xO)；%累加运算B=['0,5*(xl(l ；n ^l)+xl(2:n))t ones(n -1,1)]TY 二甸(2：町；口=B\Y%拟合参数u(l>=a .u(2)=bx=dsolve (+a 'x =b\f x(0)-xO^J ；%求徴分方程的特号解x =subs(xJ*a\,b r /xO ，Mu(l)P u(2)t xO(l)|)i%代入荷计痹擞值和初蜡值yucel =subs %求巳知数擁的扳测位y-vpa(x,6)奄其中的石表示显不白位数字yuce=[x0(l)T diff(yucel)]%羔分运算，还原数据 epsiIon=-yuce%计算战羞作用：求累加数列、求ab 的值、求预测方程、求残差clc %清屏，以使结果独立显示x=[71.172.472.472.171.472.071.6]; format long ;%设置计算精度if length(x(:,1))==1%对输入矩阵进行判断，如不是一维列矩阵，进行转置变换x=x endM.I-JTVorhlllst 模型endfor j=1:n-1%计算数据矩阵B的第二列数据e(j,:)=1;endfor i=1:n-1%构造数据矩阵BB(i,1)=c(i,:);B(i,2)=e(i,:);endalpha=inv(B'*B)*B'*y;%计算参数矩阵即ab的值for i=1:n+1%计算数据估计值的累加数列，如改为n+1为n+m可预测后m-1个值ago(i,:)=(x(1,:)-alpha(2,:)/alpha(1,:))*exp(-alpha(1,:)*(i-1))+alpha( 2,:)/alpha(1,:);%显示输出预测值的累加数列endvar(1,:)=ago(1,: )for i=1:n%显示输出预测值%如改n为n+m-1，可预测后m-1个值var(i+1,:)=ago(i+1,:)-ago(i,:);%估计值的累加数列的还原，并计算出下一预测值endfor i=1:nerror(i,:)=x(i,:)-var(i,:);%计算残差endc=std(error)/std(x);%调用统计工具箱的标准差函数计算后验差的比值cago alpha var%显示输出预测值的累加数列%显示输出参数数列%显示输出预测值error %显示输出误差c %显示后验差的比值作用：数据处理判断是否可以用灰色预测、求级比、求累加数列、求ab的值、求预测方程clc,clearx0=[71.172.472.472.171.472.071.6]';%注意这里为列向量n=length(x0);lamda=x0(1:n-1)./x0(2:n)%计算级比range=minmax(lamda')%计算级比的范围x1=cumsum(x0)%累加运算B=[-0.5*(x1(1:n-1)+x1(2:n)),ones(n-1,1)];Y=x0(2:n);u=B\Y%拟合参数u(1)=a,u(2)=bx=dsolve('Dx+a*x=b','x(0)=x0');%求微分方程的符号解x=subs(x,{'a','b','x0'},{u(1),u(2),x0(1)})%代入估计参数值和初始值yuce1=subs(x,'t',[0:n-1]);%求已知数据的预测值y=vpa(x,6)%其中的6表示显示6位数字yuce=[x0(1),diff(yuce1)]%差分运算，还原数据。
灰色系统预测GM(1-1)模型及其Matlab实现
灰色系统预测GM(1,1)模型及其Matlab 实现预备知识（1）灰色系统白色系统是指系统内部特征是完全已知的;黑色系统是指系统内部信息完全未知的;而灰色系统是介于白色系统和黑色系统之间的一种系统，灰色系统其内部一部分信息已知,另一部分信息未知或不确定。
(2)灰色预测 灰色预测，是指对系统行为特征值的发展变化进行的预测，对既含有已知信息又含有不确定信息的系统进行的预测,也就是对在一定范围内变化的、与时间序列有关的灰过程进行 预测。
尽管灰过程中所显示的现象是随机的、杂乱无章的，但毕竟是有序的、有界的，因此得到的数据集合具备潜在的规律。
灰色预测是利用这种规律建立灰色模型对灰色系统进行预测。
目前使用最广泛的灰色预测模型就是关于数列预测的一个变量、一阶微分的ＧＭ（1，1)模型。
它是基于随机的原始时间序列，经按时间累加后所形成的新的时间序列呈现的规律可用一阶线性微分方程的解来逼近。
经证明，经一阶线性微分方程的解逼近所揭示的原始时间序列呈指数变化规律。
因此，当原始时间序列隐含着指数变化规律时，灰色模型GM(1,1)的预测是非常成功的。
1 灰色系统的模型GM(1,１）１．1 GM(1，1)的一般形式设有变量X (0)={X (0)(i ）,i ＝1,2,．..，n}为某一预测对象的非负单调原始数据列，为建立灰色预测模型:首先对X（0)进行一次累加（１—ＡGO ， Acum ｕl ａt ｅｄ Ge ｎeｒa ｔｉng Opera ｔo ｒ)生成一次累加序列: X (1)={X（1）(k ),k =1，2,…,n}其中X (1）(k )＝∑=ki 1X (0）(i)＝X (1)(ｋ-１）+ X （0）(ｋ) (1)对X（1)可建立下述白化形式的微分方程：dtdX )1(十)1(aX =u (2)即G Ｍ（１，1)模型。
上述白化微分方程的解为(离散响应): ∧X（1)(k +１)＝(X (０)(1)－a u ）ake -+au (3）或∧X （1）（k )=(X (0）(1)-a u ))1(--k a e +au （４)式中：k 为时间序列，可取年、季或月。
MATLAB实现灰色预测程序
MATLAB实现灰色预测程序function [y,p,e]=huise_1_1(X,k) %灰色模型的malab程序%Example [y,p]=gm_1_1([200 250 300 350],2)%接口描述：X的预测的初始数列，|X|>4，K是指向后进行预测的个数%命令格式：程序保存的文件名，eg：huise.m 则命令是：huise([579.8 547.5 527.0 492.3 437.0],5) if nargout>3;error('Too many output argument.');endif nargin==1,k=1;x_orig=X;elseif nargin==0|nargin>2error('Wrong number of input arguments.');endx_orig=X;predict=k; %AGO 处理，即是对初始数列进行一阶累加x=cumsum(x_orig); %计算系数(a 和u)------------------------n=length(x_orig); %生成矩阵Bfor i=1:(n-1);B(i)=-(x(i)+x(i+1))/2;endB=[B' ones(n-1,1)]; %生成矩阵Yfor i=1:(n-1);y(i)=x_orig(i+1);endY=y'; %计算系数a=au(1) u=au(2)au=(inv(B'*B))*(B'*Y); %--------------------------------------------------------%把huise模型公式转换成符号coef1=au(2)/au(1);coef2=x_orig(1)-coef1;coef3=0-au(1);costr1=num2str(coef1);costr2=num2str(abs(coef2));costr3=num2str(coef3);eq=strcat(costr1,'+',costr2,'e^',costr3,'*(t-1))'); %计算每一个值for t=1:(n+predict)mcv(t)=coef1+coef2*exp(coef3*(t-1));endx_mcv0=diff(mcv);x_mcve=[x_orig(1) x_mcv0] %输出图形中的各点x_mcv=diff(mcv(1:end-predict));x_orig_n=x_orig(2:end);x_c_error=x_orig_n-x_mcv;x_error=mean(abs(x_c_error./x_orig_n));if x_error>0.2 %相对误差的均值disp('model disqualification!');elseif x_error>0.1disp('model check out');elsedisp('model is perfect!');endplot(1:n,x_orig,'o',1:n+predict,x_mcve);p=x_mcve(end-predict+1:end); %画出预测模型和初始数列的点xlabel('年份(从第一个数据年份起)');ylabel('产水量（万吨）');title('灰度模型GM(1,1)');grid ony=eq;e=x_error;p=x_mcve(end-predict+1:end);。
数学建模-灰色预测模型GM（1,1）_MATLAB
数学建模-灰⾊预测模型GM（1,1）_MATLAB %GM(1,1).m%建⽴符号变量a(发展系数)和b(灰作⽤量)syms a b;c = [a b]';%原始数列 AA = [174, 179, 183, 189, 207, 234, 220.5, 256, 270, 285];%填⼊已有的数据列！n = length(A);%对原始数列 A 做累加得到数列 BB = cumsum(A);%对数列 B 做紧邻均值⽣成for i = 2:nC(i) = (B(i) + B(i - 1))/2;endC(1) = [];%构造数据矩阵B = [-C;ones(1,n-1)];Y = A; Y(1) = []; Y = Y';%使⽤最⼩⼆乘法计算参数 a(发展系数)和b(灰作⽤量)c = inv(B*B')*B*Y;c = c';a = c(1);b = c(2);%预测后续数据F = []; F(1) = A(1);for i = 2:(n+10) %这⾥10代表向后预测的数⽬，如果只预测⼀个的话为1F(i) = (A(1)-b/a)/exp(a*(i-1))+ b/a;end%对数列 F 累减还原,得到预测出的数据G = []; G(1) = A(1);for i = 2:(n+10) %10同上G(i) = F(i) - F(i-1); %得到预测出来的数据enddisp('预测数据为：');G%模型检验H = G(1:10); %这⾥的10是已有数据的个数%计算残差序列epsilon = A - H;%法⼀：相对残差Q检验%计算相对误差序列delta = abs(epsilon./A);%计算相对误差Qdisp('相对残差Q检验：')Q = mean(delta)%法⼆：⽅差⽐C检验disp('⽅差⽐C检验：')C = std(epsilon, 1)/std(A, 1)%法三：⼩误差概率P检验S1 = std(A, 1);tmp = find(abs(epsilon - mean(epsilon))< 0.6745 * S1);disp('⼩误差概率P检验：')P = length(tmp)/n%绘制曲线图t1 = 1995:2004;%⽤⾃⼰的，如1 2 3 4 5...t2 = 1995:2014;%⽤⾃⼰的，如1 2 3 4 5... plot(t1, A,'ro'); hold on;plot(t2, G, 'g-');xlabel('年份'); ylabel('污⽔量/亿吨');legend('实际污⽔排放量','预测污⽔排放量'); title('长江污⽔排放量增长曲线'); %都⽤⾃⼰的grid on;。
灰色预测模型—MATLAB代码
y=x0';
y(1)=[];
b(:,1)=-z';
b(:,2)=1;
b(1,:)=[];
ab=inv(b'*b)*b'*y; %计算参数 矩阵
a=ab(1);
b=ab(2);
px0(1)=x0(1);
%计算GM(1,1)模型的X1(k+1)值
end
end
end
if nargin==1 %对输入矩阵进行判断，如不是一维列矩阵，进行转置变换
number=max(size(x0));
end
n=max(size(x0)); %取输入数据的样本量
x1=zeros(size(x0));
for k=1:n
disp(px0(2:n+1));
%% 检验和判断模型的精度
%残差检验
for k=1:n
e0(k)=px0(k)-x0(k);
end
epsilon=e0./x0; %相对误差
epsilon=abs(epsilon);
rel_err=sum(epsilon)/(n-1)*100;
%关联度检验
p=0.5;
max_err=max(abs(e0));
r=0;
for k=1:n
r=r+p*max_err/(abs(e0(k))+p*max_err);
end
r=r/n; %r表示关联度
str = sprintf( '关联度为 %g%% ',r*100);
disp(str);
%方差比和小误差概率检验
灰色预测的matlab实现,代码大全
disp('确定的模型为:x1(k+1)=(x(1)-u_a)*exp(-k*a)+u_a') 改进灰色模型代码： for i=1:inf if i==1
e(i)=input('输入数据:'); else if e(i-1)==0 break; else end
e(i)=input('输入数据:');
6
1
x2(k+1)=(x0(1)-u_a)*exp(-k*a)+u_a; end %求出新数列的模拟值 x2 x3=x2; x3(m2+k0)=[]; x4=[0 x3]; x5=x2-x4;%利用累减生成法求出原始数据的模拟值 x5 disp('3.一次累加（1-AGO）生成的数据的模拟值:') Y=''; for z=1:m2+k0 Y=strcat(Y,'(',num2str(x2(z)),')'); end disp(Y); disp('4.原始数据的模拟值:') Y=''; for z=1:m2+k0 Y=strcat(Y,'(',num2str(x5(z)),')'); end disp(Y); % 4. 模型检验（算出的值到等级参照表中检查其精度等级） %计算后验差比 C 和残差序列 Q x6=x5(1:m2); Q=x0-x6;%Q 为残差序列 s1=std(Q);%s1 为残差序列 Q 的标准差 s2=std(x0);%s2 为初始序列 x0 的标准差 C=s1/s2;%后验差比 C(越小越好) w1=1:m2; w1=[ones(m2,1) w1']; w2=Q'; [bb,bint,r1,rint,stats]=regress(w2,w1); rcoplot(r1,rint) C1=strcat('5.后验差比(均方差比值): C=',num2str(C));disp(C1); if C<=0.35 disp(' 由于 C<=0.35，则此模型精度等级为 1 级（好） 。'); else if C<=0.5 disp(' 由于 0.35<C<=0.5，则此模型精度等级为 2 级（合格） 。'); else if C<=0.65 disp(' 由于 0.5<C<=0.65，则此模型精度等级为 3 级（勉强） 。'); else disp(' 由于 C>0.65，则此模型精度等级为 4 级（不合格） 。'); end end end
灰色神经网络预测建模的Matlab实现
|观测时间序列|
|输出预测结秦1
1 图 灰色神经网络组合预测流程图
2 M atlab 设计与实现
2.1 灰 色 神 经 网 络 预 测 程 序 总 体 框 架 及 功 能 模 块 该 程 序 能 自 动 实 现 原 始 观 测 沉 降 量 的 数 据 的 读 人 ，灰色
GM(1 ，1)预测以及灰色神经网络组合预测，沉降与预测曲线的绘 制 。总体框架及功能模块如图2 所 示 。Matlab神经网络工具箱功 能十分完善，提供了 B P 建 立 的 函 数 （newff) ，传 递 函 数 （logsig， purelin 等 ），学习函数(leamgd,leamgdm) ,训练函数（trainbr，trainlm 等 ），仿真函数(sim) ,可以根据工程需要对神经网络进行设计
法 预 测 、人 工 神 经 网 络 预 测 以 及 各 种 组 合 预 测 方 法 。大 量 实 践 也
证 明 ，组 合 预 测 模型的精度会优于单一模型的预测精度 [M]。但 是不 管哪种预测模型哪种算法,计算复杂且计算量也相 当 大 ，为
了 提 高 计 算 速 度 及 准 确 度 ，大 多 数 算 法 都 要 通 过 程 序 实 现 。而
式中:《— 发 展系数；
b--- 灰作用量。
累减得到预测值：
Z (。) = Z ⑴ ⑷ - Z ⑴ （fc-1)
(4)
1.2 B P 神 经网络
人工神经网络网（ Artificial Neural Network)是在生物神经系
统 研 究的启示下发展而来的一种信息处理方法。在计算机的帮
助 下 ，可 以 模 拟 人 脑 中 神 经 网 络 的 某 些 结 构 与 功 能 ，它不需要任 何 数学模型，而通过学习就可以处理许多非线性的、模 糊 的 数 据 。
灰色预测及MATLAB实现
3.1灰色预测基础知识
什么是灰色预测？
灰色预测是就灰色系统所做的预测。所谓灰色系统是介于白 色系统和黑箱系统之间的过渡系统，其具体的含义是：如果某一 系统的全部信息已知为白色系统，全部信息未知为黑箱系统，部 分信息已知，部分信息未知，那么这一系统就是灰色系统。一般 地说，社会系统、经济系统、生态系统都是灰色系统。例如物价 系统，导致物价上涨的因素很多，但已知的却不多，因此对物价 这一灰色系统的预测可以用灰色预测方法。 灰色系统理论认为对既含有已知信息又含有未知或非确定信 息的系统进行预测，就是对在一定方位内变化的、与时间有关的 灰色过程的预测。尽管过程中所显示的现象是随机的、杂乱无章 的，但毕竟是有序的、有界的，因此这一数据集合具备潜在的规 律，灰色预测就是利用这种规律建立灰色模型对灰色系统进行预 测。
ˆ （4）用最小二乘法求解灰参数 a ( a, ) ( B B )
T T
1
B Yn 。
T
ˆ （5）将灰参数 a 代入
ˆ x dy
(1)
dx
(1)
ax
(1)
，求解得
(1)
dt
(t 1) ( x
(0)
a
)e
at
a
dx ˆ ˆ (1) 由于 a 是通过最小二乘法求出的近似值，因此 x (t 1) 事近似表达
(1)
ˆ 序列，得到近似数据序列 x ˆ x
(0)
(0)
ˆ (t 1) x
(1)
ˆ (t 1) x
(t )
（7）建立灰色预测模型进行检验，步骤如下：
① 计算 x
(0)
与x
(0)
(t ) 之间的残差和相对误差 (t ) x
灰色模型GM11matlab实现
单位：亿请根据1978-2012年的全国人口数据，用GM(1,1)来预测未来人口数量，能预测50年内的数据吗？100年呢？为什么？摘要：关键字：人口预测、GM(1,1)一、问题的重述二、问题的分析三、模型假设1、假设本问题所使用的数据均真实有效，具有统计分析价值2、不考虑战争、灾害、疾病对人口数目的影响；3、...4、...四、符号说明与名词解释4.1符号说明见模型假设。
4.2名词解释...五、模型的建立与求解5.1模型建立在灰色系统理论中，称抽象的逆过程为灰色模型，也称GM。
它是根据关联度、生成数灰导数，灰微分等观点和一系列数学方法建立起来的连续型的微分方程。
通常GM表示为GM(n,h)。
当n=h=1时即构成了单变量一阶灰色预测模型。
设原始时间序列为：(0)(0)(0)(0)(0)[(1),(2),(3),,()]X x x x x n=L设(1)X为(0)X的一次累加序列：即：(1)(0)(1)(1)(1)(1)(0)()(-1)(),2,, x xx k x k x k k n ⎧=⎪⎨⎪=+=⎩L得(1)(1)(1)(1)(1)[(1),(2),(3),,()] X x x x x n=L利用(1)X 计算GM(1,1)模型参数a 、u ，令ˆ[,]T aa u =, 则有1ˆ()T T N aB B B Y -= 其中(1)(1)(1)(1)(1)(1)1((1)(2))121((2)(3))121((1)())12x x x x B x n x n ⎡⎤-+⎢⎥⎢⎥⎢⎥-+⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥--+⎢⎥⎣⎦L L (0)(0)(0)[(2),(3),,()]T N Y x x x n =L由此获得：(1)(1)ˆ(1)((1))ak u uxk x e a a -+=-+ 于是：(0)(1)(1)ˆˆˆ(1)(1)()1xk x k x k +=+-（）或(0)(0)ˆ(1)-((1))ak uxk a x e a-+=-（2）注：（1）式是根据(0)X 和(1)X 的关系的到的（2）式是利用数学求导还原得到的至于用哪个，最好看相对误差5.2模型求解：求解得：六、模型检验6.1残差检验残差大小检验，即对模型值和实际值的残差进行逐点检验。
多变量灰色预测模型算法的Matlab实现 - 副本
多变量灰色预测模型算法的 /01203 实现黄现代，王丰效（陕西理工学院数学系，陕西 汉中 /!+"""）摘 要：文章讨论了多变量灰色预测模型的建模方法及其算法思想，得到了多变量灰色预测模型的检验方 法。
为了简化模型求解，给出多变量灰色预测模型的 %01203 程序实现。
通过应用实例说明算法程序的应用和效果。
关键词：多变量；灰色预测模型；算法；%01203 中图分类号：>!:&文献标识码：?引 言自从邓聚龙教授提出灰色系统理论以来，灰色预测 d X (t ) = A Xd t(t ) + B（&）模型在许多领域得到了广泛应用。
许多的研究工作者对 如果规定初始条件为 X (t )| = = X (1) ，则动态微分方程组 于动态微分方程模型 $%（&，&）进行了广泛的研究，为了 模型的连续时间响应函数为X (t ) = e X (1) + A -(e- I )B 。
提高模型精度，提出了一些改进的 $%（&，&）模型’&(!)。
近 年来* 许多文献从不同的角度给出了非等间距灰色预测 模型的改进’+,-)，然而实际的社会、经济系统中往往包含 多个变量，各变量相互影响、相互作用。
为了解决多变量 为了得到模型参数的估计值，需要将上述微分方程 组转化为离散形式，从而可得到参数的估计值，如果记 D= (A , B ) ，如果 %&% 可逆，则利用最小二乘法可以得到’ 的估计值为等间距原始数据的灰色预测问题，文献’.,/)分别讨论了多 变量等间距和非等间距预测模型的建模方法和应用。
多 Dˆ = (A ˆ, B ˆ ) 其中= (L L )-L Y（!）变量灰色模型的参数估计、模型预测以及模型的精度检 ⎛ (x (1)+x (2))/2 (x (1)+x (2))/2 ÷ (x (1)+x (2))/2 1⎫⎪ 验都需要一些比较复杂的计算。
多变量灰色预测模型算法的Matlab实现
多变量灰色预测模型算法的Matlab实现
黄现代;王丰效
【期刊名称】《四川理工学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2008(021)001
【摘要】文章讨论了多变量灰色预测模型的建模方法及其算法思想,得到了多变量灰色预测模型的检验方法.为了简化模型求解,给出多变量灰色预测模型的Maflab 程序实现.通过应用实例说明算法程序的应用和效果.
【总页数】3页(P44-46)
【作者】黄现代;王丰效
【作者单位】陕西理工学院数学系,陕西,汉中,723000;陕西理工学院数学系,陕西,汉中,723000
【正文语种】中文
【中图分类】O241
【相关文献】
1.多变量灰色预测模型算法的Matlab程序 [J], 李茜;王丰效;李晓静
2.一阶多变量灰色预测模型GM(1,N)应用实证分析 [J], 蔡素丽
3.基于扩展卡尔曼滤波和GSA的多变量灰色经济预测模型 [J], 高志熙; 韩晓红
4.多变量灰色预测模型在国民生产总值指数预测中的应用 [J], 曹雪静; 王海霞; 李同兴
5.新型灰色多变量预测模型下我国产业能源强度预测 [J], 刘潇彤
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
灰色预测模型实验以及例题分析实验报告
1.0691 1.2371
预测数据与实际数据的比较图如下：
2.P3-2（P34）
结果如下：
a=-0.0624
b =156.6162
预测数据与实际数据的比较图如下：
3.预测与会代表人数”（P35）
结果如下：
G=
Columns 1 through 9
0.1810 0.1980 0.1735 0.1520 0.1331 0.1166 0.1021 0.0895 0.0784
实验名称
灰色预测模型实验
实验目的
用MATLAB编程验证程序P3-1（P32）及P3-2（P34），并用其解决“预测与会代表人数”（P35）问题。
学会使用matlab编程做灰色预测实验。
实验内容（算法、程序、步骤和方法）
实验内容（算法、程序、步骤和方法）
实验内容（算பைடு நூலகம்、程序、步骤和方法）
1.P3-1（P32）
D=A;D(1)=[];
D=D';
E=[-C;ones(1,n-1)];
c=inv(E*E')*E*D;
c=c';
a=c(1);b=c(2); %预测后续数据
F=[];F(1)=A(1);
for i=2:(n+10)
F(i)=(A(1)-b/a)/exp(a*(i-1))+b/a;
end
G=[];G(1)=A(1);
for i=2:(n+10)
G(i)=F(i)-F(i-1); %得到预测出来的数据
end
t1=1:4;
t2=1:14;
G
plot(t1,A,'o',t2,G) %原始数据与预测数据的比较
灰色预测matlab代码
%灰色预测function gm(x0,m) %定义函数gm(x0,m) ,x0为原始数据，m为预测个数n=length(x0);x1=zeros(1,n);x1(1)=x0(1);for i=2:n %计算累加序列x1x1(i)=x1(i-1)+x0(i);endi=2:n; %对原始数列平行移位并赋给yy(i-1)=x0(i);y=y'; %将y变成列向量for i=1:n-1; %计算数据矩阵B 的第一列数据c(i)=-0.5*(x1(i)+x1(i+1));endB=[c' ones(n-1,1)];%构造矩阵Bau=inv(B'*B)*B'*y;%计算参数a,u 矩阵for i=1:n+1+m; %计算预测累加数列的值ago(i)=(x0(1)-au(2)/au(1))*exp(-au(1)*(i-1))+au(2)/au(1);endyc(1)=ago(1);for i=1:n-1; %还原数列的值yc(i+1)=ago(i+1)-ago(i);endfor i=2:n;error(i)=yc(i)-x0(i); %计算残差值endyc(1)=ago(1);for i=1:n-1+m; %修正的还原数列的值yc(i+1)=ago(i+1)-ago(i);endc=std(error)/std(x0); %计算后验差比p=0;for i=2:nif(abs(error(i)-mean(error))<0.6745*std(x0))p=p+1;endendp=p/(n-1);w1=min(abs(error));w2=max(abs(error));for i=1:n; %计算关联度w(i)=(w1+0.5*w2)./(abs(error(i))+0.5*w2);endw=sum(w)/(n-1);%axis([1979+m,1988+m,30,160]); %x，y,(z)坐标范围plot([1979:n+1978],x0,'+',[1979:n+1978+m],yc,'*'); %grid on;xlabel('时序');ylabel('沉降量(mm)');title('地面沉降灰色模型预测拟和曲线');legend('实测值','预测值',4);fprintf('a,u值:')fprintf('%g ',au) %输出参数a,u 的值fprintf('\n累加数列:\n')fprintf('%g ',ago) %输出累加数列ago 的值fprintf('\n原始序列:\n')fprintf('%g ',x0) %输出原始序列值fprintf('\n预测:\n')fprintf('%g ',yc) %输出预测的值fprintf('\n残差:\n')fprintf('%g ',error) %输出残差的值fprintf('\n后验差比:\n')fprintf('%g',c) %输出后验差比的值fprintf('\n小误差概率:\n')fprintf('%g',p) %输出小误差概率的值fprintf('\n关联度:\n')fprintf('%g\n',w) %输出关联度w。