新的WBO算子及其在城市道路网交通事故预测中的应用研究

王宏等

摘要： 以有效提高系统特征数据序列的光滑性为目的，在已有缓冲算子研究的基础上，根据新息优先原理，构建了一个新的WBO（Weakening Buffer Operator），克服了现有算子对新信息利用不充分的缺陷，并通过城市道路网交通事故预测案例与已有的系列WBO进行了弱化效果的比较。研究结果表明，受扰动因素冲击后的系统特征序列经新WBO作用后，建模精度得到了显著提高。

Abstract： The aim of this paper is to advance the smoothing of original data sequence. According to the theory of prior using of new information， based on the present theories of buffer operators and some already existed weakening buffer operators， a new weakening buffer operator is established. Meanwhile， it is compared with the existed weakening buffer operators in effectiveness through traffic accident prediction of urban road network. The contradictions between quantitative analysis and qualitative analysis in pretreatment for vibration data sequences is resolved effectively. The research shows that the new weakening buffer operator increases the forecast precision of grey forecast model remarkably.

关键词： 灰色系统；GM（1，1）；WBO；建模精度

Key words： grey system；GM（1，1）；weaking buffer operator；modeling accuracy

中图分类号：U491.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）14-0003-02

0 引言

客观世界中，表征各类系统的序列时常因受到众多扰动因素的冲击而失去其真实面目。为了准确挖掘系统的发展规律，须消除扰动因素的冲击。作为消除扰动冲击、提高序列光滑性的重要手段之一，缓冲算子通过灰序列生成，弱化系统数据序列的随机性，还其真实面目，从而能进行准确预测。排除外界冲击因素的干扰是一个十分具备研究价值的科学问题。目前，已有众多学者对该问题进行了深入研究，并取得了较为丰硕的成果。刘思峰教授原创性提出缓冲算子的概念，并构建了若干个弱化缓冲算子[5-8]。谢乃明提出了一种新的弱化缓冲算子[9]。党耀国教授在上述基础上构建了若干个强化与弱化缓冲算子[10]。综合已有文献可知，现有弱化算子在提高了序列的光滑性上效果并不理想，一般需要通过多阶弱化进行缓冲才能达到目的。通过计算可得，1998-2004年该市城市道路交通事故平均年增长率为26.06%。大家一致认为该市城市道路交通事故不可能长期保持该增速。采用原始数据构建模型进行预测，建模结果与实际相差甚远。之所以在1998至2004年期间，该市交通事故增速较大，主要源于在该市发展过程中，国家给予了该市特殊的政策，使得该市人口增长快速，随之而来的交通事故数也呈现高速增长态势。经过十余年的发展，该市人口已趋于饱和，加之该城市加强交通管制，今后交通事故不可能保持高速增长。为对该市交通事故演变趋势进行合理预测，须对其原始数据序列进行弱化缓冲作用，使得采用缓冲作用后序列构建的模型预测精度更高。3 结论

系统数据序列的光滑性对GM（1，1）模型的预测精度影响显著。文章在已有成果基础上，构建一种新的弱化缓冲算子，并对其进行了数理证明，并利用对前半部分增长速度较快，后半部分增长速度较慢序列数据进行弱化缓冲，然后分别建立GM（1，1）模型，并进行预测精度比较。结果表明，新弱化缓冲算子具有结构简单、弱化效果显著的良好特性。

参考文献：

[1]Deng JL. The Grey Exponential Law of AGO， Grey System[M]. Beijing： China Ocean Press，1988：31-39.

[2]邓聚龙.灰理论基础[M].武汉：华中科技大学出版社，2002：10-15.

[3]邓聚龙.灰色系统基本方法[M].武汉：华中科技大学出版社，2004：26-34.

[4]Liu Sifeng， Li Yi， Grey Information： Theory and Practical Applications [M]. London： Springer-Verlag， 2006.

[5]Liu Sifeng， The Three Axioms of Buffer Operator and Their Application [J]. The Journal of Grey System，1991，3（1）：39-48.

[6]刘思峰，党耀国，方志耕.灰色系统理论及其应用[M].第3版.北京：科学出版社，2004：1-8.

[7]刘思峰.冲击扰动系统预测陷阱与缓冲算子[J].华中理工大学学报，1997，25（1）：25-27.

[8]刘思峰.缓冲算子及其应用[J].灰色系统理论与实践，1992，2（1）：45-50.

[9]谢乃明，刘思峰.一种新的弱化缓冲算子[J].中国管理科学，2003，11：46-48.

[10]党耀国，刘思峰，刘斌等.关于弱化缓冲算子的研究[J].中国管理科学，2004，12（2）：108-111.

[11]党耀国，刘斌，关叶青，关于强化缓冲算子的研究[J].控制与决策，2005，20（12）：1332-1336.

[12]中国统计局编.中国统计年鉴1998-2006[Z].北京：中国统计出版社，2007.

摘要： 以有效提高系统特征数据序列的光滑性为目的，在已有缓冲算子研究的基础上，根据新息优先原理，构建了一个新的WBO（Weakening Buffer Operator），克服了现有算子对新信息利用不充分的缺陷，并通过城市道路网交通事故预测案例与已有的系列WBO进行了弱化效果的比较。研究结果表明，受扰动因素冲击后的系统特征序列经新WBO作用后，建模精度得到了显著提高。

Abstract： The aim of this paper is to advance the smoothing of original data sequence. According to the theory of prior using of new information， based on the present theories of buffer operators and some already existed weakening buffer operators， a new weakening buffer operator is established. Meanwhile， it is compared with the existed weakening buffer operators in effectiveness through traffic accident prediction of urban road network. The contradictions between quantitative analysis and qualitative analysis in pretreatment for vibration data sequences is resolved effectively. The research shows that the new weakening buffer operator increases the forecast precision of grey forecast model remarkably.

关键词： 灰色系统；GM（1，1）；WBO；建模精度

Key words： grey system；GM（1，1）；weaking buffer operator；modeling accuracy

中图分类号：U491.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）14-0003-02

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客观世界中，表征各类系统的序列时常因受到众多扰动因素的冲击而失去其真实面目。为了准确挖掘系统的发展规律，须消除扰动因素的冲击。作为消除扰动冲击、提高序列光滑性的重要手段之一，缓冲算子通过灰序列生成，弱化系统数据序列的随机性，还其真实面目，从而能进行准确预测。排除外界冲击因素的干扰是一个十分具备研究价值的科学问题。目前，已有众多学者对该问题进行了深入研究，并取得了较为丰硕的成果。刘思峰教授原创性提出缓冲算子的概念，并构建了若干个弱化缓冲算子[5-8]。谢乃明提出了一种新的弱化缓冲算子[9]。党耀国教授在上述基础上构建了若干个强化与弱化缓冲算子[10]。综合已有文献可知，现有弱化算子在提高了序列的光滑性上效果并不理想，一般需要通过多阶弱化进行缓冲才能达到目的。通过计算可得，1998-2004年该市城市道路交通事故平均年增长率为26.06%。大家一致认为该市城市道路交通事故不可能长期保持该增速。采用原始数据构建模型进行预测，建模结果与实际相差甚远。之所以在1998至2004年期间，该市交通事故增速较大，主要源于在该市发展过程中，国家给予了该市特殊的政策，使得该市人口增长快速，随之而来的交通事故数也呈现高速增长态势。经过十余年的发展，该市人口已趋于饱和，加之该城市加强交通管制，今后交通事故不可能保持高速增长。为对该市交通事故演变趋势进行合理预测，须对其原始数据序列进行弱化缓冲作用，使得采用缓冲作用后序列构建的模型预测精度更高。3 结论

系统数据序列的光滑性对GM（1，1）模型的预测精度影响显著。文章在已有成果基础上，构建一种新的弱化缓冲算子，并对其进行了数理证明，并利用对前半部分增长速度较快，后半部分增长速度较慢序列数据进行弱化缓冲，然后分别建立GM（1，1）模型，并进行预测精度比较。结果表明，新弱化缓冲算子具有结构简单、弱化效果显著的良好特性。

参考文献：

[1]Deng JL. The Grey Exponential Law of AGO， Grey System[M]. Beijing： China Ocean Press，1988：31-39.

[2]邓聚龙.灰理论基础[M].武汉：华中科技大学出版社，2002：10-15.

[3]邓聚龙.灰色系统基本方法[M].武汉：华中科技大学出版社，2004：26-34.

[4]Liu Sifeng， Li Yi， Grey Information： Theory and Practical Applications [M]. London： Springer-Verlag， 2006.

[5]Liu Sifeng， The Three Axioms of Buffer Operator and Their Application [J]. The Journal of Grey System，1991，3（1）：39-48.

[6]刘思峰，党耀国，方志耕.灰色系统理论及其应用[M].第3版.北京：科学出版社，2004：1-8.

[7]刘思峰.冲击扰动系统预测陷阱与缓冲算子[J].华中理工大学学报，1997，25（1）：25-27.

[8]刘思峰.缓冲算子及其应用[J].灰色系统理论与实践，1992，2（1）：45-50.

[9]谢乃明，刘思峰.一种新的弱化缓冲算子[J].中国管理科学，2003，11：46-48.

[10]党耀国，刘思峰，刘斌等.关于弱化缓冲算子的研究[J].中国管理科学，2004，12（2）：108-111.

[11]党耀国，刘斌，关叶青，关于强化缓冲算子的研究[J].控制与决策，2005，20（12）：1332-1336.

[12]中国统计局编.中国统计年鉴1998-2006[Z].北京：中国统计出版社，2007.

摘要： 以有效提高系统特征数据序列的光滑性为目的，在已有缓冲算子研究的基础上，根据新息优先原理，构建了一个新的WBO（Weakening Buffer Operator），克服了现有算子对新信息利用不充分的缺陷，并通过城市道路网交通事故预测案例与已有的系列WBO进行了弱化效果的比较。研究结果表明，受扰动因素冲击后的系统特征序列经新WBO作用后，建模精度得到了显著提高。

Abstract： The aim of this paper is to advance the smoothing of original data sequence. According to the theory of prior using of new information， based on the present theories of buffer operators and some already existed weakening buffer operators， a new weakening buffer operator is established. Meanwhile， it is compared with the existed weakening buffer operators in effectiveness through traffic accident prediction of urban road network. The contradictions between quantitative analysis and qualitative analysis in pretreatment for vibration data sequences is resolved effectively. The research shows that the new weakening buffer operator increases the forecast precision of grey forecast model remarkably.

关键词： 灰色系统；GM（1，1）；WBO；建模精度

Key words： grey system；GM（1，1）；weaking buffer operator；modeling accuracy

中图分类号：U491.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）14-0003-02

0 引言

客观世界中，表征各类系统的序列时常因受到众多扰动因素的冲击而失去其真实面目。为了准确挖掘系统的发展规律，须消除扰动因素的冲击。作为消除扰动冲击、提高序列光滑性的重要手段之一，缓冲算子通过灰序列生成，弱化系统数据序列的随机性，还其真实面目，从而能进行准确预测。排除外界冲击因素的干扰是一个十分具备研究价值的科学问题。目前，已有众多学者对该问题进行了深入研究，并取得了较为丰硕的成果。刘思峰教授原创性提出缓冲算子的概念，并构建了若干个弱化缓冲算子[5-8]。谢乃明提出了一种新的弱化缓冲算子[9]。党耀国教授在上述基础上构建了若干个强化与弱化缓冲算子[10]。综合已有文献可知，现有弱化算子在提高了序列的光滑性上效果并不理想，一般需要通过多阶弱化进行缓冲才能达到目的。通过计算可得，1998-2004年该市城市道路交通事故平均年增长率为26.06%。大家一致认为该市城市道路交通事故不可能长期保持该增速。采用原始数据构建模型进行预测，建模结果与实际相差甚远。之所以在1998至2004年期间，该市交通事故增速较大，主要源于在该市发展过程中，国家给予了该市特殊的政策，使得该市人口增长快速，随之而来的交通事故数也呈现高速增长态势。经过十余年的发展，该市人口已趋于饱和，加之该城市加强交通管制，今后交通事故不可能保持高速增长。为对该市交通事故演变趋势进行合理预测，须对其原始数据序列进行弱化缓冲作用，使得采用缓冲作用后序列构建的模型预测精度更高。3 结论

系统数据序列的光滑性对GM（1，1）模型的预测精度影响显著。文章在已有成果基础上，构建一种新的弱化缓冲算子，并对其进行了数理证明，并利用对前半部分增长速度较快，后半部分增长速度较慢序列数据进行弱化缓冲，然后分别建立GM（1，1）模型，并进行预测精度比较。结果表明，新弱化缓冲算子具有结构简单、弱化效果显著的良好特性。

参考文献：

[1]Deng JL. The Grey Exponential Law of AGO， Grey System[M]. Beijing： China Ocean Press，1988：31-39.

[2]邓聚龙.灰理论基础[M].武汉：华中科技大学出版社，2002：10-15.

[3]邓聚龙.灰色系统基本方法[M].武汉：华中科技大学出版社，2004：26-34.

[4]Liu Sifeng， Li Yi， Grey Information： Theory and Practical Applications [M]. London： Springer-Verlag， 2006.

[5]Liu Sifeng， The Three Axioms of Buffer Operator and Their Application [J]. The Journal of Grey System，1991，3（1）：39-48.

[6]刘思峰，党耀国，方志耕.灰色系统理论及其应用[M].第3版.北京：科学出版社，2004：1-8.

[7]刘思峰.冲击扰动系统预测陷阱与缓冲算子[J].华中理工大学学报，1997，25（1）：25-27.

[8]刘思峰.缓冲算子及其应用[J].灰色系统理论与实践，1992，2（1）：45-50.

[9]谢乃明，刘思峰.一种新的弱化缓冲算子[J].中国管理科学，2003，11：46-48.

[10]党耀国，刘思峰，刘斌等.关于弱化缓冲算子的研究[J].中国管理科学，2004，12（2）：108-111.

[11]党耀国，刘斌，关叶青，关于强化缓冲算子的研究[J].控制与决策，2005，20（12）：1332-1336.

[12]中国统计局编.中国统计年鉴1998-2006[Z].北京：中国统计出版社，2007.