以寸滩站1950~2001 年年最高水位序列为研究对象,先用1950~2000年的数据建立灰色马尔科夫预测模型,再对2001 年最高水位进行预测,建模序列长度N=51。
时间相应函数为:
表10.13 寸滩年最高水位GM(1,1)模型计算成果表
续表
(2)根据马尔科夫链理论,对相对误差序列δ(k)建立马尔科夫预测模型,确定状态转移概率矩阵。
对寸滩站最高水位的预测,其状态界限是不确定的。因此求状态转移概率矩阵时,可以采用试算法:先选取一组状态临界值,求出概率转移矩阵,并用已知数据进行检验,合格率高者为选用的状态界限值。经过试算,选用的状态界限值η={-2%,-0.5%,0.5%,2%},将相对误差序列划分为五个区间,即状态数为m=5。相对误差的状态空间划分见表10.14。
表10.14 寸滩站年最高水位预测相对误差状态划分
据此可求出相对误差序列所处的状态,同时根据马尔科夫预测模型可以计算出状态转移概率矩阵。其中一步转移概率矩阵如图12.12所示。
图10.12 一步转移概率矩阵(www.xing528.com)
(3)预测2001 年寸滩年最高水位。由表10.13 可知,2000年GM(1,1)模型预测的相对误差为δ=1.09%,由于0.5%<δ<2%,所以目前状态为⊗4。考察一步转移概率矩阵,由图10.12 可知,由状态⊗4转移到状态⊗3的概率最大,于是可知GM(1,1)模型预测寸滩2001 年年最高水位的相对误差在-0.5%~0.5%之间。由于GM(1,1)模型的预测值为178.8m,由式(10.24)可得修正后的预测值为(177.91,179.70),即组合模型预测2001 年寸滩最高水位在177.91~179.70m 之间,实际值为178.19m,效果较好。
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