预测类算法原理详解:https://zhuanlan.zhihu.com/p/599455922
预测类算法优缺点总结 🤶🤶
一、 灰色预测模型
二、 插值与拟合
三、 时间序列预测法
四、 马尔科夫预测
五、 差分方程
六、 微分方程模型
七、 神经元网络
一、 灰色预测模型
适用范围: 该模型使用的不是原始数据的序列, 而是生成的数据序列。 核心体系是 Grey Model, 即对原始数据作累加生成(或其他处理生成) 得到近似的指数规律再进行建模的方法。
优点
: 在处理较少的特征值数据, 不需要数据的样本空间足够大, 就能解决历史数据少、 序列的完整性以及可靠性低的问题, 能将无规律的原始数据进行生成得到规律较强的生成序列。
缺点
: 只适用于中短期的预测, 只适合近似于指数增长的预测。
二、 插值与拟合
适用范围: 适用于有物体运动轨迹图像的模型。 如导弹的运动轨迹测量的建模分析。
优点: 分为曲面拟合和曲线拟合, 拟合就是要找出一种方法(函数) 使得到的仿真曲线(曲面) 最大程度地接近原来的曲线(曲线) , 甚至重合。
这个拟合的好坏程度可以用一个指标来判断。
三、 时间序列预测法
适用范围: 根据客观事物发展的这种连续规律性, 运用过去的历史数据, 通过统计分析, 进一步推测市场未来的发展趋势。 时间序列, 在时间序列分析预测法处于核心位置。
优点
: 一般用 ARMA 模型拟合时间序列, 预测该时间序列未来值。 Daniel 检验平稳性。 自动回归 AR(Auto regressive) 和 移动平均 MA(Moving Average)预测模型。
缺点
: 当遇到外界发生较大变化, 往往会有较大偏差, 时间序列预测法对于中短期预测的效果要比长期预测的效果好。
四、 马尔科夫预测
适用范围: 适用于随机现象的数学模型(即在已知现情况的条件下, 系统未来时刻的情况只与现在有关, 而与过去的历史无直接关系) 。
优点
: 研究一个商店, 在未来某一时刻的销售额, 当现在时刻的累计销售额已知。
缺点
: 不适宜用于系统中长期预测。
五、 差分方程
适用范围: 利用差分方程建模研究实际问题, 常常需要根据统计数据用最小二乘法来拟合出差分方程的系数。
优点
: 适用于商品销售量的预测、 投资保险收益率的预测。
缺点
: 数据系统的稳定性还要进一步讨论代数方程的求根。
六、 微分方程模型
适用范围: 适用于基于相关原理的因果预测模型, 大多是物理或几何方面的典型问题, 假设条件, 用数学符号表示规律, 列出方程, 求解的结果就是问题的答案。
优点
: 优点是短、 中、 长期的预测都适合。 如: 传染病的预测模型、 经济增长(或人口) 的预测模型、 Lanchester 战争预测模型。
缺点
: 反应事物内部规律及其内在关系, 但由于方程的建立是以局部规律的独立性假定为基础, 当作为长期预测时, 误差较大, 且微分方程的解比较难以得到。
七、 神经元网络
适用范围: 数学建模中常用的是 BP 神经网络和径向基函数神经网络的原理及其在预测中的应用; BP 神经网络拓扑结构及其训练模式; RBF 神经网络结构及其学习算法。
模型案例: 预测某水库的年径流量和因子特征值。