基于粒計算的時間序列分析與建模方法研究.pdf

1、博士學位論文基于粒計算的時間序列分析與建模方法研究TimeSeriesAnalysisandModeIingMethodResearchBasedonGranuIarComputing作者姓名：學號：指導教師：蘆髑10809014楊建華教授學科、專業(yè)：控制理論與控制工程答辯日期：2015年9月16日大連理工大學DalianUmvers塒ofTechnology大連理工大學博士學位論文摘要在當今大數(shù)據(jù)時代，個體樣本數(shù)據(jù)不再是關注的焦點，而

2、對數(shù)據(jù)的理解和認知要遠比個體樣本數(shù)據(jù)重要。傳統(tǒng)的時間序列建模方法由于(1)其建模過程過分依賴于個體樣本數(shù)據(jù)使得所構建的模型缺乏“可解釋性”；(2)所構建的模型是以追求“數(shù)值”層面的“精確性”為目標，然而在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，模型的精確性不是絕對必要的；(3)所構建的模型的輸出是單一的數(shù)值數(shù)據(jù)，這在大數(shù)據(jù)環(huán)境下很難為用戶所理解和認知，因而，它已不能完全滿足當今大數(shù)據(jù)時代背景下的時間序列分析和建模的實際應用需要。作為當前計算智能領域新興的、發(fā)展最

3、快的信息處理范式之一，“粒計算”具有揭示人類處理復雜信息的?；J知機理的能力，它能夠將具有不同理論基礎的形式體系(如集合論、模糊集、粗糙集等)聯(lián)系到一起，形成一個統(tǒng)一的表示、描述、計算和處理信息粒的平臺，這有可能誕生新的計算智能理論與方法。在這一背景下，本文從模擬人類處理復雜信息問題的?；J知機理出發(fā)，借鑒模糊集理論思想和建模方法，緊緊圍繞基于粒計算的時間序列分析和建模的三個核心問題——時間序列的合理信息?；?、基于信息粒化的時間序列分析

4、與解釋和基于信息?；臅r間序列建模，開展了研究，獲得的主要研究成果包括：(1)針對在時間序列信息?；^程中，傳統(tǒng)的信息粒化方法只能對時間窗口上的數(shù)據(jù)在單一信息粒度水平下進行信息?；?，這可能導致產(chǎn)生的信息粒無法捕獲相應數(shù)據(jù)的本質特征這一問題，提出了時間序列的多粒度區(qū)間信息?；椒?。所提出的?；椒軌蛟趨^(qū)間形式體系下，通過引入信息粒的合理性和特殊性概念，將時間序列在相應時間窗口上信息粒的合理構造問題轉換為一個受變量Q∈f0，1]約束的區(qū)間

5、信息粒邊界的優(yōu)化問題，而變量＆則代表了對時間序列相應時間窗口上的數(shù)據(jù)進行信息?；瘯r所使用的信息粒度水平。通過在不同的a取值下，對該優(yōu)化問題進行求解，來誘導相應Q信息粒度水平下的區(qū)間信息粒，即可實現(xiàn)對時間序列同一時間窗口上所呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的多粒度信息粒化。使用提出的多粒度區(qū)間信息?；椒；瘮?shù)據(jù)時，將產(chǎn)生一系列嵌套的區(qū)間信息粒，它們能夠被看成一個整體，即區(qū)間套信息粒，它代表了時間序列相應時間窗口上所呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)在不同信息粒度水平下進行區(qū)間信息粒化