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时间序列是变量按时间间隔的顺序而形成的随机变量序列.在自然科学、社会经济等领域,很多指标都依年、季、月或日统计其数据,随着时间的推移,形成了这些指标的时间序列,因此,时间序列是某一统计指标长期变动的数量表现.比如一个国家连续若干年的国民生产总值、居民人均消费水平、工业生产总值、商品各期销售量等.这些数据由于受到各种偶然因素的影响,往往表现出某种随机性.时间序列的主要任务就是研究和认识该序列的结构特征(如数据波动的周期、振幅、趋势和种类等),揭示其规律,进而预测和控制.传统的时间序列模型重点描述了随机性,而模糊性是不同于随机性的另一种不确定性,将模糊性引入到时间序列分析模型是一个重要课题.Song和Chissom首先将模糊集理论用于时间序列模型,并给出了模糊时间序列的定义.此后,模糊时间序列理论被人们广泛应用于股票走势,油田产量,上证指数等领域.经典模糊时间序列模型计算量大且较为复杂,本论文在经典模糊时间序列的基础上,主要研究如何简化模型,降低模型计算量,且保持模型良好的预测效果.本文具体内容包括:
首先,介绍研究了由Chen提出的基于函数原理的模糊数运算法则,相对于Zadeh的扩张原理,该原理可简化模糊数的运算,且可以保持运算后的模糊数隶属函数图形形状不变。
其次,基于函数原理,构建了两个模糊时间序列模型:模糊自回归移动平均模型(FARMA)和模糊自回归移动平均求和模型(FARIMA).本文先从最简单的FAR模型入手,研究了模糊时间序列模型的定阶、参数估计问题.然后在经典时间序列模型的基础上,研究了该建模型的定阶问题.再根据模型阶数将模糊回归理论与模糊时间序列理论结合,基于函数原理,将模糊时间序列模型参数估计问题转化为一个数学规划模型.该方法计算量较小,便于操作,且预测效果良好。