1200字范文,内容丰富有趣,写作的好帮手!
1200字范文 > 数学建模—灰色关联分析

数学建模—灰色关联分析

时间:2023-12-13 17:06:14

相关推荐

数学建模—灰色关联分析

1、灰色关联分析概述

对于多因素共同决定的抽象系统,人们往往希望知道,哪些是主要因素,哪些是次要因素;哪些因素对系统的发展影响较大,哪些因素对系统的影响较小。从而需要对系统进行分析。

数理统计中常用的回归分析,主成分分析,分差分析存在不足之处:

(1)要求有大量的数据,数据量少就难以找到规律。

(2)要求样本服从典型的概率分布,要求各因素与系统特征数据之间呈线性关系,这种要求往往难以满足。

(3)可能出现量化结果和定性分析不相符的情况。

灰色关联分析的基本思想:根据序列曲线几何形状的相似程度来判断其联系是否紧密。曲线形状越接近,相应序列之间的关联度就越大,反之就越小。

具体应用:分析产业对GDP的影响程度

下表为某地区国内生产总值的统计数据(以百万元计),问该地区从2000年到之间哪一种产业对GDP总量影响最大。

第一步:对以上变量进行统计分析

分析:

(1)四个产业均呈上升趋势;(2)第二产业增幅明显;(3)第二产业和第三产业后两年差距拉大;(4)第一产业平稳增长。

第二步:确定分析数列

(1)母系列(又称参考系列、母指标):能反映系统行为特征的数据系列(类似于因变量Y,此处记为X0)。

(2)子序列(又称为比较序列,子指标):影响系统行为的因素组成的数据系列(类似于自变量X)。

在本例中,国内生产总值是母序列,其他产业是子序列。

第三步:对变量进行预处理(两个目的:去量纲,缩小变量范围简化计算)

对母序列和子序列中的每个指标进行预处理:先求出每个指标的均值,再用该指标中的每个元素除以该均值。

第四步:计算各指标与母序列的关联系数

记:x0=(0.7320, 0.7588, 0.8597......1.4013);x1=(0.8361, 0.8838, ......., 1.2152);x2=(......);x3=(......);记两级最小差:a = min(min(xi(k)-x0(k))),记两极最大差:b=max(max(xi(k)-x0(k)));

定义:,为分辨系数一般去0.5

第五步:对得到的y进行求平均就得到了灰色关联度。

第六步:通过比较三个子序列和母序列的关联度可以得出:该地区在2000年-间的国内生产总值受到第三产业的影响最大(因为其灰色关联度最大)。

讨论:(1)什么时候用标准化回归,什么时候用灰色关联分析?

当样本个数比较大的时候用标准化回归,当样本个数比较小的时候用灰色关联分析。

(2)如果母序列中有多个指标,应该怎么分析?

例如:y1, y2是母序列,x1,x2.....xn是子序列

那么我们首先计算y1和x1,x2.....xn灰色关联分析,再求y1和x1,x2.....xn灰色关联分析

对应代码:

%%灰色关联分析

clear;clc

load gdp.mat %导入数据矩阵

Mean = mean(gdp); % 求出每一列的均值以供后续数据预处理

gdp = gdp./repmat(Mean,size(gdp,1),1); % size(gdp,1)=6,计算gdp矩阵的行数

% repmat(Mean,6,1),可以将函数进行扩展,扩展与gdp同型的矩阵,然后进行点除

disp("预处理后的矩阵为:");

disp(gdp)

y = gdp(:,1); %母序列

x = gdp(:,2:end); %子序列

absx0_xi = abs(x - repmat(y,1,size(x,2))) % 计算|X0-Xi|矩阵(在这里我们把X0定义为了Y)

a = min(min(absx0_xi)); %计算两级最小差

b = max(max(absx0_xi)); %计算两级最大差

rho = 0.5;

gmma = (a + rho*b)./(absx0_xi + rho*b) %计算子序列各个指标和母序列的灰色关联系数

disp("子序列与母指标的各个关联系数为:")

disp(mean(gmma))

本内容不代表本网观点和政治立场,如有侵犯你的权益请联系我们处理。
网友评论
网友评论仅供其表达个人看法,并不表明网站立场。