Разработка алгоритмов и процедур повышения надежности и точности прогнозирования процессов, представленных короткими временными рядами

• Автор: Ермаков, Вячеслав Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 169 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕДУР ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ, ПРЕДСТАВЛЕННЫХ КОРОТКИМИ ВРЕМЕННЫМИ РЯДАМИ

1.1. Цели, этапы и методы анализа временных рядов

1.2. Анализ временных рядов

1.2.1. Детерминированная и случайная составляющие временного ряда

1.2.2. Порядок анализа временных рядов.

1.2.3. Методы сведения к стационарности

1.2.4. Методы исследования структуры стационарного временного ряда.

1.2.5. Линейные модели временных рядов.

1.3. Существующие системы анализа данных статистические пакеты

1.4. Существующие пакеты анализа временных рядов.

1.5. Недостатки традиционных методов и существующих систем анализа временных рядов и способы их устранения
1.6. Классификация формальных описаний процессов, применимых для прогнозирования процессов с детерминированной составляющей.
1.7. Основные результаты.
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ИСЧИСЛЕНИЯ ФОРМАЛЬНЫХ МНЕНИЙ ДЛЯ КВАЛИФИКАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ
2.1. Предварительные замечания.
2.2. Основные понятия и утверждения
2.2.1. Матрицы с нормализованными столбцами
2.2.2. Правильная матрица парных сравнений.
2.3. Метрика в пространстве мнений экспертов. Объединение и вычитание мнений.
2.4. Унификация мнений. Показатель однородности мнения эксперта
2.5. Альтернативные способы унификации мнений
2.5.1. Унификация мнений с помощью предела степени нормализованной матрицы парных сравнений.
2.5.2. Унификация мнений с помощью усреднения столбцов нормализованной матрицы парных сравнений.
2.5.3. Унификация мнений с помощью собственного вектора матрицы парных сравнений метод Саати.
2.6. Методика сравнения альтернативных способов
унификации мнений
2.7. Согласование мнений группы экспертов
2.8. Ранжирование мнений экспертов.
2.9. Отбраковка мнений.
2 Группирование мнений.
2 Основные результаты
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫБОРА ЗНАЧЕНИЙ СВОБОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОГНОЗИРУЮЩИХ ОПИСАНИЙ И ОБОБЩЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ АЛЬТЕРНАТИВНОГО
ПРОГНОЗА
3.1. Постановка задачи
3.2. Варианты метода тестовой последовательности для определения наилучшего порядка модели.
3.2.1. Метод последней точки
3.2.2. Метод тестовой последовательности фиксированной длины
3.2.3. Метод тестовой последовательности оптимальной длины
3.3. Оценка точности воспроизведения тенденций
3.4. Критерии качества прогноза. Выяснение адекватности модели прогнозируемого процесса
3.4.1. Векторный критерий качества прогноза.
3.4.2. Характеристики прогнозирующих моделей
3.5. Уточнение наилучшего порядка модели по методу группирования результатов прогноза
3.5.1. Способ автоматического уточнения свободного параметра модели посредством группирования последовательных результатов прогноза
3.5.2. Результаты прогнозирования на основе уточненного порядка модели
3.6. Балансовый метод.
3.7. Консолидация прогнозов, полученных альтернативными моделями.
3.7.1. Методика получения консолидированного прогноза
3.7.2. Результат консолидации прогнозов, полученных альтернативными моделями.
3.7.3. Анализ тенденций изменения прогнозируемых показателей.
3.7.4. Оценка консолидированного прогноза по балансовой схеме
3.8. Основные результаты
ГЛАВА 4. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕДУР ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ, ПРЕДСТАВЛЕННЫХ КОРОТКИМИ ВРЕМЕННЫМИ РЯДАМИ
4.1. Предварительные замечания.
4.2. Формулировка требований к разрабатываемой системе
4.3. Архитектура интеллектуальной автоматизированной системы поддержки прогнозирования ИАСПП
4.4. Подробное описание модулей системы и их функциональное назначение.
4.5. Проектные решения
4.5.1. Выбор средств разработки
4.5.2. Общая структура программы и принцип ее функционирования
4.5.3. Систематическая работа с программой Авгур.
Интерфейс пользователя.
4.5.4. Технические и программные требования для создания и функционирования системы.
4.5.5. Результаты внедрения
4.6. Основные результаты
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1 Основные статистические пакеты на российском рынке
программного обеспечения
Приложение 2 Исходные данные для проведения прогнозирования.
Приложение 3 Показатели качества прогнозирующих моделей
Приложение 4 Результаты прогнозирования на основе уточненного
порядка модели
Приложение 5 Документы по внедрению.

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций, Рязань, г. ВПМ РГРТА. Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано печатных работ, среди которых 2 статьи, 9 тезисов к докладам на международных и всероссийской научнотехнических конференциях. Получено 1 свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и пяти приложений. Основной текст содержит 4 страницы, таблиц, рисунков. Список литературы состоит из 7 наименований. Приложения выполнены на страницах. Во введении дается обоснование актуальности темы работы, формулируются цели и задачи исследований, представляются основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту. Первая глава посвящена обоснованию темы диссертации. В главе намечены направления исследований, определяются основные цели и задачи, решаемые в диссертационной работе. Приводится обзор работ по теме диссертации, вводятся основные понятия и определения. Для достижения поставленной цели в диссертационной работе предложено использовать многоальтернативное прогнозирование, призванное компенсировать потенциальные ошибки частных прогнозов, обусловленные неполным восстановлением процессов частными описаниями. В качестве одного из прогнозирующих описаний предложено использовать рекуррентную схему, аппроксимирующую процесс в целом. Во второй главе излагаются теоретические результаты, которые могут быть квалифицированы как начала теории исчисления формальных мнений. Определяется понятие формального мнения. Устанавливаются операции объединения, вычитания, унификации, согласования, упорядочения, отбраковки, коррекции и группирования мнений. Стимулом к созданию исчисления формальных мнений являются исследования возможных подходов к решению задачи квалификации проблемных процессов в алгоритмах автоматического построения формальных описаний. Базой исследований является один из продуктивных инструментов теории групповых решений матрица парных сравнений, используемая для представления мнений экспертов относительно нескольких вариантов выбора. Применительно к рассматриваемой задаче речь идет как о реальных экспертахсубъектах, так и о некоторых критериях качества, вычисляемых в процессе автоматического построения модели. Рассмотрены альтернативные варианты метода тестовой последовательности для определения наилучшего порядка прогнозирующей модели, оценки точности и надежности прогноза. Вводятся новые показатели качества прогноза актуального процесса, наиболее полно отражающие точность воспроизведения знаков приращений процесса. Определен векторный критерий качества прогнозирующей модели, включающий дополнительные оценки наджности прогноза. Предложен способ автоматического уточнения наилучшего значения свободного параметра прогнозирующей модели. Рассмотрено применение балансовой схемы прогнозирования в качестве дополнительного способа построения прогнозирующего описания. Предложена методика обобщения прогнозов, полученных альтернативными моделями. Все теоретические предпосылки и предлагаемые алгоритмы сопровождаются результатами вычислений, основанных на реальных данных Федеральной службы государственной статистики. В четвертой главе излагается концепция построения интеллектуальной автоматизированной системы поддержки прогнозирования ИАСПП процессов, представленных короткими временными рядами. Формулируются требования, предъявляемые к разрабатываемой системе. Предлагается архитектура ИАСПП с подробным описанием модулей системы и их функциональным назначением. Приведена общая структура и принципы функционирования системы прогнозирования процессов с детерминированной составляющей Авгур, реализующей отдельные принципы, идеи и положения концепции построения ИАСПП. Рассмотрены принципы систематической работы с программой Авгур, приведены технические и программные требования, предъявляемые к ней, предложен интерфейс пользователя. В заключении приводится обобщение основных результатов диссертационной работы.