交通事故次数灰色预测模型——预测与决策作业

灰色预测模型在交通运输规划中的应用研究交通运输规划是城市发展和管理中重要的一部分，它涉及到道路、铁路、航空、水运等各个交通领域的规划和设计。

而在交通运输规划中，灰色预测模型是一种被广泛应用的预测方法，可以帮助决策者在面对不确定性的情况下做出合理的规划和决策。

灰色预测模型是由我国学者陈纳德教授于1988年提出的，它是一种基于数据序列的预测方法。

相比于传统的统计模型，灰色预测模型可以更好地处理少样本、非线性、不确定性等问题，具有较强的适应性和预测精度。

在交通运输规划中，灰色预测模型可以应用于多个方面。

首先，灰色预测模型在交通需求预测中发挥着重要作用。

交通需求预测是交通规划的基础工作之一，它需要根据历史数据和相关因素进行未来交通需求的预测。

灰色预测模型可以根据已有的数据序列，通过建立灰色预测模型来预测未来的交通需求。

例如，可以根据历史交通流量数据，结合经济发展水平、人口增长率等因素，利用灰色预测模型来预测未来几年的交通需求，进而为交通规划提供依据。

其次，灰色预测模型在交通流量预测中也有广泛应用。

交通流量预测是指根据历史交通流量数据和相关影响因素，预测未来某一时段或某一路段的交通流量情况。

利用灰色预测模型可以较准确地预测未来的交通流量，有助于交通规划者制定合理的交通管理措施。

例如，可以通过对过去的交通流量数据进行分析和建模，利用灰色预测模型来预测未来某一时段的交通流量，以便为合理安排道路容量和交通信号灯时间提供依据。

此外，灰色预测模型还可以应用于交通事故预测。

交通事故是交通运输规划中需要关注的重要问题之一，通过预测交通事故的发生情况可以采取相应的交通管理措施来减少交通事故的发生。

利用灰色预测模型可以分析历史事故数据和相关因素，预测未来某一地区或某一路段的交通事故发生概率，从而为交通规划者提供减少事故发生的建议和决策参考。

此外，灰色预测模型还可以应用于公共交通出行需求的预测和优化。

公共交通出行需求的预测和优化是城市交通规划中的重要内容，通过合理预测公共交通出行需求，可以调整公交线路、增加公交车辆，提高公共交通的服务水平，促进城市交通的绿色发展。

物流预测与决策课程大作业院系:专业:班级:姓名:学号:GM(1,1)预测模型问题求解1.理论基础1.1 GM(1,1)预测模型介绍灰色系统理论是基于关联空间、光滑离散函数等概念定义灰导数与灰微分方程，进而用离散数据建立微分方程形式的动态模型，即灰色模型是利用离散随机数经过生成变为随机性被显著削弱而且较有规律的生成数，建立起的微分方程形式的模型，这样便于对其变化过程进行研究和描述。

GM(1,1)预测模型中G 表示grey （灰色），M 表示model （模型）。

1.2 计算公式灰色理论认为系统的行为现象尽管是朦胧的，数据是复杂的，但它毕竟是有序的，是有整体功能的。

灰数的生成，就是从杂乱中寻找出规律。

同时，灰色理论建立的是生成数据模型，不是原始数据模型。

因此，灰色预测的数据是通过生成数据的GM(1,1)模型所得到的预测值的逆处理结果。

GM （1,1）的具体模型计算式如下: 设非负原始序列()()(){}n x x x X )0()0()0()0(,...,2,1= 对)0(X 作一次累加()()∑==ki i x k x1)0()1( ; k=1,2,…,n得到生成数列为()()(){}n x x x X )1()1()1()1(,...,2,1=于是()k x )0(的GM （1,1）白化微分方程为u ax dtdx =+)1()1( (1—1)其中a,u 为待定参数，将上式离散化，即得()()()()u k x az k x =+++∆11)1()1()1(（1—2）其中()()1)1()1(+∆k x 为)1(x 在（k+1）时刻的累减生成序列，()()()[]()[])1()()1(11)0()1()1()()0()1()0()1()1(+=-+=∆-+∆=+∆k x k x k x k x k x k x r（1—3）()()1)1(+k x z 为在（k+1）时刻的背景值（即该时刻对应的x 的取值）()()()()()k x k x k x z )1()1()1(1211++=+ （1—4）将（1—3）和（1—4）带入（1—2）得()()()()u k x k x a k x +++-=+]121[1)1()1()0( （1—5）将（1—5）式展开得()()()()()()()()()()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+--+-+-=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡u a n x n x x x x x n x x x 1:11121:32212121:32)1()1()1()1()1()1()0()0()0( （1—6） 令()()()⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=n x x x Y )0()0()0(:32，()()()()()()()()()⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+--+-+-=1:11121:32212121)1()1()1()1()1()1(n x n x x x x x B ，[]Tu a =Φ 为待辨识参数向量，则（1—6）可以写成Φ=B Y （1—7）参数向量Φ可用最小二乘法求取，即[]()Y B B B u a T T T 1ˆ,ˆˆ-==Φ（1—8）把求取的参数带入（2—16）式，并求出其离散解为()()a u e a u x k xk a ˆˆˆˆ11ˆ)1()1(+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=+-) （1—9）还原到原始数据得()()()()()ka a e a u x e k x k x k x ˆ)1(ˆ)1()1()0(ˆˆ11ˆ1ˆ1ˆ-⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=-+=+ （1—10）（1—9）、（1—10）式称为GM （1,1）模型的时间相应函数模型，它是GM （1,1）模型灰色预测的具体计算公式。

灰色预测与决策灰色系统中的预测与决策部分主要包括序列算子生成；GM 预测模型即GM(1,1)，GM(1，N),GM(0，N),GM(2,1),Verhulst及GM(r,h)模型和离散灰色模型等；灰色系统预测；灰色关联分析；灰色聚类评估；灰色决策模型等内容。

我们知道灰色系统理论是研究少数据，贫信息不确定性问题的新方法，是通过对原始数据的挖掘、整理中寻求其变化规律。

而且传统的GM(1,1)模型利用的数据是近指数，低增长的数据，所以就需要我们对数据进行处理。

这里可以用缓冲算子、初值化生成算子、均值化生成算子、区间值化生成算子减少干扰或函数变换即对数变换、平移变换、开方变换、余弦函数变换、正切函数变换、负指数函数变换、幂函数变换、中心位似函数变换等缩小级比偏差，使数据适于建模。

1、灰色预测部分:1)、数据经过以上的处理后，基本适于建模，传统的预测模型有GM(1,1)模型，其原始形式如下： ()()b k ax k x =+)()(10，其基本形式如下：()()b k az k x =+)()(10， 此方程是用均值()()k z 1代替()()k x 1，使得数据更平滑，其中()()()()()()k x k x k z 111121)(+-=，叫做方程的背景值，-a 是发展系数，b 是灰作用量。

这里的a,b 是利用最小二乘法求出来的。

白化方程为：()()b k ax dtdx =+)(11 时间响应函数为：()()()()a b e a b x t x t a +⎪⎭⎫ ⎝⎛-=--1111)( 时间响应序列为：()()()a b e a b x k x ak +⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+-∧1)1(01 还原值是：()()()()()()()()()ak a e a b x e k x k x k x -∧∧∧⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-+=1110110 模型的求解是先用最小二乘法将a,b 求出，再利用白化微分方程求出解。