分数阶灰色预测模型及其在复杂装备费用测算中的应用研究

基本信息
批准号:71401051
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:23.00
负责人:吴利丰
学科分类:
依托单位:河北工程大学
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:姚立根,牛丽文,商亦诺,王新,王瑞芳
关键词:
灰色预测模型分数阶模型灰色系统理论费用测算
结项摘要

Due to the low quality and limited quantity of cost data on complex equipment cost estimation, establishing grey prediction model aimed to achieve to excavate the potential information of limited sample as much as possible, a new fractional grey modeling techniques is put forward by taking the "in between" idea from fractional order as the main line. Firstly, the defects and shortcomings of traditional grey prediction model are proved via the matrix perturbation theory, to address these problems, grey model with fractional accumulation and grey model with fractional derivative are developed by factorial formula and fractional Laplace transform respectively. Secondly, fractional order buffer operator is introduced via matrix algorithms, the mechanism of the order number impact on buffer intensity and the relationship between strengthening buffer operator and weakening buffer operator are revealed further. Thirdly, combining with new grey similar correlation, multi- variate buffer operator is constructed to solve the problem about cost data disru- pted by a variety of factors. Fourthly, the relationship between stability and sample size, priority of recent information and other mathematical properties of the new model are investigated further, and its advantages on prediction complex equipment costs are verified by theoretical proof and real examples. Finally, one complex equipment is selected as a case, the proposed model is used to estimate the life cycle cost of the equipment.

针对复杂装备费用估算中费用数据质量低、数量少的特点,以构建能够实现最少信息最大挖掘的灰色预测模型为目标,以分数阶的“in between”思想为研究主线,提炼出一套新的分数阶灰建模技术。首先通过矩阵扰动理论证明以往灰色预测模型的缺陷,为解决这些问题,分别运用阶乘公式和分数阶拉普拉斯变换提出分数阶累加灰色模型与分数阶导数灰色模型;接着运用矩阵运算法则,引入分数阶缓冲算子,并揭示阶数对缓冲强度的影响机理以及强、弱化缓冲算子之间的关系;再结合新型灰色相似关联度,构造多元缓冲算子,解决多种因素对费用数据的干扰问题;进一步探讨新模型稳定性与样本量的关系、模型的新信息优先性等一些数学性质,通过理论证明和实例验证揭示新模型在复杂装备费用测算方面的优势;最后,以我国某复杂装备作为实际案例进行研究,运用新模型测算该装备全寿命周期的费用。

项目摘要

以分数阶的“in between”思想为研究主线,分别提出了分数阶累加灰色模型、分数阶导数灰色模型、分数阶缓冲算子,实现了充分挖掘新信息和微调缓冲强度的目标,并探讨了新模型稳定性与样本量的关系等一些数学性质。构造的多元缓冲算子解决了多种因素对装备费用数据的干扰问题。再结合新型灰色相似关联度,提出相似信息优先的复杂装备费用预测模型。从理论上证明了基于相似关联度的GM(0,N)模型的建模优势。最后,通过实例验证了新模型在复杂装备费用预测中的实用性和有效性。本项目研究成果对完善灰色预测理论,拓展模型应用范围具有重要意义;运用本项目的模型预测新装备的费用,可以为装备发展建设提供决策支持。课题组在《Information Sciences》、《Applied Soft Computing》、《Energy》、《IEEE Transactions on Systems Man and Cybernetics: Systems》、《Applied Mathematics and Computation》、《IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica》、《系统工程理论与实践》等国内外期刊发表论文28篇,其中SCI检索12篇(SCI一区2篇,二区3篇),EI检索8篇。项目主持人以第一作者发表16篇,在科学出版社出版专著1部。研究成果获得省部级一等奖2次。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

DOI:10.13836/j.jjau.2020047
发表时间:2020
2

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
3

基于LASSO-SVMR模型城市生活需水量的预测

基于LASSO-SVMR模型城市生活需水量的预测

DOI:10.19679/j.cnki.cjjsjj.2019.0538
发表时间:2019
4

拥堵路网交通流均衡分配模型

拥堵路网交通流均衡分配模型

DOI:10.11918/j.issn.0367-6234.201804030
发表时间:2019
5

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019

吴利丰的其他基金

批准号:71871084
批准年份:2018
资助金额:48.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

数据驱动的分数阶灰色预测模型及其应用研究

批准号:71871084
批准年份:2018
负责人:吴利丰
学科分类:G0104
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
2

复杂分数阶模型的数值模拟及其应用

批准号:11001090
批准年份:2010
负责人:沈淑君
学科分类:A0504
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
3

分数阶灰色系统控制问题研究

批准号:61673094
批准年份:2016
负责人:薛定宇
学科分类:F0301
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
4

局域势场中复杂量子体系分数阶模型的改进与求解及应用研究

批准号:11701278
批准年份:2017
负责人:董建平
学科分类:A0308
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目