灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用學(xué)習(xí)心得

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1、灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用學(xué)習(xí)心得1.灰色系統(tǒng)理論的產(chǎn)生現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在高度分化的基礎(chǔ)上又呈現(xiàn)了高度綜合的大趨勢，導(dǎo)致了具有方法論意義的系統(tǒng)科學(xué)學(xué)科群的出現(xiàn)。系統(tǒng)科學(xué)揭示了事物之間更為深刻、更具本質(zhì)性的內(nèi)在聯(lián)系，大大促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的整體化進(jìn)程；許多科學(xué)領(lǐng)域中長期難以解決的復(fù)雜問題隨著系統(tǒng)科學(xué)新學(xué)科的出現(xiàn)迎刃而解；人們對自然界和客觀事物演化規(guī)律的認(rèn)識也由于系統(tǒng)科學(xué)新學(xué)科的出現(xiàn)而逐步深化。20世紀(jì)40年代末誕生的系統(tǒng)論、信息論、控制論，產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代末、70年代初的耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)、突變論、分形理論以及70年代中后期相繼出現(xiàn)的超循環(huán)理論、動力系統(tǒng)理論、泛系理論等都是具有

2、橫向性、交叉性的系統(tǒng)科學(xué)新學(xué)科。在系統(tǒng)研究中，由于內(nèi)外擾動的存在和認(rèn)識水平的局限，人們所得到的信息往往帶有某種不確定性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類社會的進(jìn)步，人們對各類系統(tǒng)不確定性的認(rèn)識逐步深化，不確定性系統(tǒng)的研究也日益深入。20世紀(jì)后半葉，在系統(tǒng)科學(xué)和系統(tǒng)工程領(lǐng)域，各種不確定性系統(tǒng)理論和方法的不斷涌現(xiàn)形成一大景觀。如扎德（L.A.Zadeh）教授于60年代創(chuàng)立的模糊數(shù)學(xué)，鄧聚龍教授于80年代創(chuàng)立的灰色系統(tǒng)理論，帕拉克（Z.Pawlak）教授于80年代創(chuàng)立的粗糙集理論（RoughSetsTheory）和王光遠(yuǎn)教授于90年代創(chuàng)立的未確知數(shù)學(xué)等，都是不確定性系統(tǒng)研究的重要成果

3、。這些成果從不同角度、不同側(cè)面論述了描述和處理各類不確定性信息的理論和方法。1982年，中國學(xué)者鄧聚龍教授創(chuàng)立的灰色系統(tǒng)理論，是一種研究少數(shù)據(jù)、貧信息不確定性問題的新方法?；疑到y(tǒng)理論以“部分信息已知，部分信息未知”的“小樣本”、“貧信息”不確定性系統(tǒng)為研究對象，主要通過對“部分”已知信息的生成、開發(fā)，提取有價(jià)值的信息，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行行為、演化規(guī)律的正確描述和有效監(jiān)控。社會、經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生態(tài)、生物等許多系統(tǒng)，是按照研究對象所屬的領(lǐng)域和范圍命名的，而灰色系統(tǒng)確是按顏色命名的。在控制論中，人們常用顏色的深線形容信息的明確程度，如艾什比將內(nèi)部信息未知的對象稱為黑箱，這種

4、稱謂已為人們普遍接受。我們用“黑”表示信息未知，用“白”表示信息完全明確，用“灰”表示部分信息明確、部分信息不明確。相應(yīng)地，信息完全明確的系統(tǒng)稱為白色系統(tǒng)，信息未知的系統(tǒng)稱為黑色系統(tǒng)，部分信息明確、部分信息不明確的系統(tǒng)稱為灰色系統(tǒng)?；疑到y(tǒng)理論已應(yīng)用范圍已拓展到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、社會、經(jīng)濟(jì)、能源、地質(zhì)、石油等眾多科學(xué)領(lǐng)域，成功地解決了生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的大量實(shí)際問題，取得了顯著成果。2.灰色系統(tǒng)理論的主要內(nèi)容系統(tǒng),是由兩種或兩種以上因素構(gòu)成的,它們之間相互作用、相互影響,構(gòu)成具有一定功能的整體。信息部分明確、部分不明確的系統(tǒng)為灰色系統(tǒng)?；疑到y(tǒng)理論以“部分信息已知,部分信

5、息未知”的“小樣本”“,貧信息”不確定性系統(tǒng)為研究對象,主要通過對“部分”已知信息的生成、開發(fā),提取有價(jià)值的信息,實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律的正確描述和有效控制。灰色系統(tǒng)理論經(jīng)過20多年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)基本建立起一門新興學(xué)科的結(jié)構(gòu)體系。其主要內(nèi)容包括以灰色代數(shù)系統(tǒng)，灰色方程、灰色矩陣等為基礎(chǔ)的理論體系。以灰色序列生成為基礎(chǔ)的方法體系，以灰色關(guān)聯(lián)空間為依托的分析體系。以灰色模型（GM）為核心的模型體系，以系統(tǒng)分析，評估，建模，預(yù)測，決策，控制，優(yōu)化為主體的技術(shù)體系。它的主要內(nèi)容如下:(1)灰色朦朧集、灰色代數(shù)系統(tǒng)、灰色矩陣、灰色方程等是灰色系統(tǒng)理論的基礎(chǔ),第3頁共3頁從學(xué)科體系本

6、身的優(yōu)美、完善出發(fā),這里有許多問題值得進(jìn)一步深入研究。(2)灰色系統(tǒng)分析除灰色關(guān)聯(lián)外,還包括灰色聚類和灰色統(tǒng)計(jì)評估方面的內(nèi)容。灰色關(guān)聯(lián)分析是對一個(gè)系統(tǒng)發(fā)展變化態(tài)勢的定量比較與描述,其目的是通過一定的方法,尋求系統(tǒng)各因素(或稱子系統(tǒng))之間的重要關(guān)系,找出影響目標(biāo)值的重要因素?；疑垲愂歉鶕?jù)灰色關(guān)聯(lián)矩陣或灰數(shù)的白權(quán)化函數(shù)將一些觀測指標(biāo)或觀測對象聚集成若干個(gè)可定義類別的方法。它主要用于同類因素的歸并,以使復(fù)雜系統(tǒng)簡化。(3)灰色序列的生成是通過對原始數(shù)據(jù)的整理來尋求其變化規(guī)律,它的序列算子主要包括緩沖算子(弱化算子、強(qiáng)化算子)、均值生成算子、累加生成算子和累減生成算子等。(4

7、)灰色模型按照五步建模思想構(gòu)建,通過灰色生成或序列算子的作用弱化隨機(jī)性,挖掘潛在的規(guī)律,通過灰色差分方程與灰色微分方程之間的互換實(shí)現(xiàn)了利用離散的數(shù)據(jù)序列建立連續(xù)的動態(tài)微分方程的新飛躍。模型的建立,一般要經(jīng)歷思想開發(fā)、因素分析、量化、動態(tài)化、優(yōu)化五個(gè)步驟?；疑A(yù)測是基于GM模型做出的對系統(tǒng)行為特征值的發(fā)展變化的預(yù)測;對行為特征值中的異常值發(fā)生的時(shí)刻進(jìn)行估計(jì);對在特定時(shí)區(qū)發(fā)生的時(shí)間做未來時(shí)間分布的計(jì)算等。按照其功能和特征可分成數(shù)列預(yù)測、區(qū)間預(yù)測、災(zāi)變預(yù)測、季節(jié)突變預(yù)測、波形預(yù)測和系統(tǒng)預(yù)測等幾種模型。一般預(yù)測的模型是因素模型,為了避免墜入因素的