时间序列神经网络预测方法_文新辉

《时间序列神经网络预测方法_文新辉》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、。,.第5电子科学学刊Vo】16No516卷第期19JOURNALOFELECTRONICSSePt.19949斗年9月时间序列神经网络预测方法文新辉(西安电子科技大学神经网络研究中心西安710071),讨论了利用神经摘要本文从信息论的角度出发网络理论构造时间序列预测模型的可能,.性和关键问题并在此基础上提出3种时间序列神经网络预测方法它们是:神经网络非线性时间序、神经网络多维时间序列模型和神经网络组合顶测模型.列模型将上述模型应用于.,实例的结果表明,在迷一步对今后智非线性信息的处理能力和预测精度方面都有很大提高能信息预侧方法的发展方向进行了探

2、讨,提出了智能信息预测系统的结构模型..,,关键词信息论信息处理神经网络预测方法1碑1侣绪1了.亡1,愈来愈多的事物进人人们认识和研究的领域成为科学的研究随着科学技术的发展对象.而总括起来,构造所研究对象模型的方法有2种,即所谓唯理方法和唯象方法.唯理方法着重于揭示支配事物生成的动力系统.此时事物必须呈现出“灰箱”特性,,“”“”。通过对于事物变化规律的不断了解使得事物机制由灰箱向白箱转化但当班础理,“”.,论不存在或与之相差甚远时事物系统呈现出黑箱特性此时我们对于事物的了解仅局限于输人值和输出值,而不知道其内部结构.只有通过分析输人值与输出值之

3、间的联,,.系来推测未来的发展状况这就是所谓唯象研究方法时间序列分析方法实际上是一种唯象研究方法的特例【习.t:,:,,,,设有1组随肘间变化的序列{}(一12⋯T)那么传统的一维时间序列模型可以广义地用映射表示为x,+:切x,,::,,x:.一一(卜⋯卜)(l),,,如果将x替换为向量那么相应地(l)式中的映射甲变为向量值映射从而也就是多维时间序列间题.,,如果构造甲是线性映射那么(l)式称为线性时间字列模型如著名的AR和ARIMA,,,模型;相应地当构造甲是非线性映射时那么称(l)式为非线性时间序列漠型如TAR和sETAR模型.,,从上面的分

4、析可以看出要使时间序列模型具有较高的拟合精度关键在于映射甲与实际值的逼近程度.然丽,由于数学工具的局限性,人们通常只能通过线性的方法来实现中.,,映射因此我们提出这样一个问题能否采用其它技术来构造性地实现映射卯?19,2一12一22,1994一03一3一收到定稿.文新辉男,l,,,,60年生讲师博士生专业为系统工穆4,6:文新辉时间序列神经网络预测方法人工神经网络是人脑神经元网络的一种物理模型。它借助于网络中各神经元之间的。,相互作用来完成网络的信息处理能力由于其网络结构的物理特性从而使得它具有一,、、、、般非线性动力系统的共性即吸引性耗散性非平

5、衡性高维性广泛联结性和自适应性。,,。等因此本文旨在利用神经网络信息处理技术构造性地实现映射中而利用神经网络,、、.系统理论构造的时间序列预测模型具有并行处理高速度高可靠性的明显优越性它、、、、、、,能应用于经济生产计划销售股票人口统计昆虫预测库存控制等众多领域对国民经济建设具有普遍的意义.应用神,:经网络技术处理时间序列预测问题要解决的关键问题是(l)如何针对不同类型的时间序列预测问题构造相应的神经网络预测模型;(2)如何选择数据作预测;(3)如何构造神经网络的训练数据库.,.我们分别建立了3种新的神经网络预测模型它们是:下面神经网络非线性时间

6、,。序列模型神经网络多维时间序列模型和神经网络组合预测模型2神经网络非线性时间序列模型[z1非线性时间序列分析是目前一个迅速发展的方向.这是因为在现实世界中许多现象都不能用线性时间序列模型去很好地解决.本文利用神经,网络技术进行非线性信号处理从而构造了一种新的神经网络非线性时间序列模型.2.1神经网络非线性时间序列结构模型,.用x表:示在观察时间的实值随机变量了,.定义1时间序列{气}是一个石z的实值随机变量其中Z表示整数集我们首先构造网络的拓扑结构如图1所.Si示其结构是一个具有gmoid激励函数Jan.和平方误差准则的多层前馈网络.De,,L

7、2.LI输入单元对于任意时间,_‘),是相关的时间延迟即{x(’1(i(乙}给凡+‘一出L个实值输人单元.神经网络的第走步预l,奋一x12气一:测因子户(t+及一l)是由下式定义的x+:,。x、、、,x(:一:,,,,(,、,忠卜~F(卜⋯、了‘.+几一‘,一飞Zp一:,,、一x(+:卜:2,二(*;、,2,,卜⋯)(2)F.表示。其中网络的变换函数对.,于纯粹的自回归模型常常是很难反应其具有很强季节性的序列因此有必要对例络提供进一步的信息.一种直接的办法是增加一组12个二进制的月份单元。它利用.,··:,UZ,:一组较粗略的月份编码来表示当前月

8、份例如U~1一。~U~矶表示.,:,:,,;···i:一.一月份(Jan)而用U~ou一1u一。~U~~U表示二月份(Feb)等等。电子