[發(fā)明專利]基于遺傳編程的多元回歸預(yù)測模型優(yōu)化方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710227808.7 | 申請日: | 2017-04-10 |
| 公開(公告)號: | CN107145964A | 公開(公告)日: | 2017-09-08 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 黃震華 | 申請(專利權(quán))人: | 同濟(jì)大學(xué) |
| 主分類號: | G06Q10/04 | 分類號: | G06Q10/04 |
| 代理公司: | 上海科律專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙)31290 | 代理人: | 葉鳳 |
| 地址: | 200092 *** | 國省代碼: | 上海;31 |
| 權(quán)利要求書: | 查看更多 | 說明書: | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 基于 遺傳 編程 多元 回歸 預(yù)測 模型 優(yōu)化 方法 | ||
1.一種基于遺傳編程的多元回歸預(yù)測模型優(yōu)化方法,其特征在于,包括初始多元回歸預(yù)測模型簇構(gòu)造和多元回歸預(yù)測模型簇進(jìn)化兩個模塊,
所述初始多元回歸預(yù)測模型簇構(gòu)造模塊,通過2個步驟來實(shí)現(xiàn):
步驟1.1:多元回歸預(yù)測模型簇生成。從輸入端獲取所要預(yù)測問題的w個影響因素以及模型個體數(shù)量參數(shù)值m(m為正整數(shù)),順序產(chǎn)生m個多元回歸預(yù)測模型個體分別表示為:其中y[z](1≤z≤m)為第z個模型個體的因變量,即該模型個體的預(yù)測值;n[z]為第z個模型個體的自變量個數(shù),且n[z]≤w;a[z]i為第z個模型個體第i(1≤i≤n[z])個自變量的系數(shù);r[z]i為第z個模型個體第i個自變量的次冪。每個模型個體中的自變量均取自且不重復(fù)。從而,這m個多元回歸預(yù)測模型個體構(gòu)成一個集合PM,即為多元回歸預(yù)測模型簇。
步驟1.2:簇內(nèi)各模型個體參數(shù)優(yōu)化。從輸入端獲取數(shù)據(jù)樣本集合其中每個數(shù)據(jù)樣本均由和兩部分組成,為w個影響因素的取值,為實(shí)際預(yù)測值。然后,對于PM中的每一個模型個體基于Ψ,對中的n[z]個自變量系數(shù)a[z]1~a[z]n[z]進(jìn)行迭代優(yōu)化,并最終產(chǎn)生最優(yōu)的多元回歸預(yù)測模型個體。
所述多元回歸預(yù)測模型簇進(jìn)化模塊,通過5個步驟來實(shí)現(xiàn):
步驟2.1:多元回歸預(yù)測模型簇選擇。從輸入端獲取選擇率的取值s(0<s<1)和數(shù)據(jù)樣本集合計(jì)算模型簇PM中每個模型個體的預(yù)測準(zhǔn)確度,并從中選取個預(yù)測準(zhǔn)確度最高的模型個體,將它們組成集合OM,表示取上限整數(shù),并從PM中刪除OM中的模型個體。
步驟2.2:多元回歸預(yù)測模型簇解析。以步驟2.1中的模型簇PM為輸入,對于其中的每一個模型個體將其轉(zhuǎn)換成一棵二叉解析樹BP[z]。BP[z]需要同時滿足如下6個條件:1)任一個節(jié)點(diǎn)至多包含兩個子節(jié)點(diǎn),2)左葉子節(jié)點(diǎn)為自變量系數(shù),3)右葉子節(jié)點(diǎn)為自變量及其次冪,4)葉子節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)為乘法運(yùn)算(即“×”號),5)其余節(jié)點(diǎn)為加法運(yùn)算(即“+”號),6)右葉子節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)中的一個影響因素標(biāo)識符。從而,當(dāng)所有模型個體轉(zhuǎn)換完畢之后,將得到PM所對應(yīng)的二叉解析樹集合BM。
步驟2.3:多元回歸預(yù)測模型簇交叉。從輸入端獲取交叉率的取值c(0<c<1),并從步驟2.2獲得的BM中選取棵二叉解析樹,如果為奇數(shù),那么再從BM中選取一棵,使得最終共選取偶數(shù)棵(記為q)二叉解析樹,然后,將所選取的二叉解析樹分成q/2個組,每組包含兩棵二叉解析樹。接著,對每個分組所包含的兩棵樹進(jìn)行交叉處理,即分別在這兩個棵樹上選取一個相容節(jié)點(diǎn),然后互換以相容節(jié)點(diǎn)為根節(jié)點(diǎn)的子樹,從而得到兩棵新的二叉解析樹。兩個節(jié)點(diǎn)稱為相容節(jié)點(diǎn),它們需要滿足:1)運(yùn)算符號相同,或者2)均為左葉子節(jié)點(diǎn),或者3)均為右葉子節(jié)點(diǎn)。當(dāng)所有q/2個分組處理完畢之后,得到q棵新的二叉解析樹,并將它們?nèi)〈鶥M中原先q棵舊的樹,從而得到更新后的集合BM。
步驟2.4:多元回歸預(yù)測模型簇變異。從輸入端獲取變異率的取值h(0<h<1),并從步驟2.3更新的BM中選取棵二叉解析樹。對于每棵被選取的二叉解析樹進(jìn)行變異處理,即執(zhí)行如下4個變異操作中的任意一個操作:1)修改某一個左葉子節(jié)點(diǎn)所對應(yīng)的自變量系數(shù),2)修改某一個右葉子節(jié)點(diǎn)所對應(yīng)的自變量次冪,3)刪除以“×”號為根節(jié)點(diǎn)的子樹,同時刪除“×”號的父節(jié)點(diǎn),4)刪除以“+”號為根節(jié)點(diǎn)的子樹,同時刪除“+”號的父節(jié)點(diǎn)。當(dāng)所有棵二叉解析樹處理完畢之后,將它們?nèi)〈鶥M中原先棵舊的樹,從而得到更新后的集合BM。
步驟2.5:多元回歸預(yù)測模型簇評估。將步驟2.4得到集合BM中的每一棵二叉解析樹轉(zhuǎn)換成多元回歸預(yù)測模型個體,并合并步驟2.1得到的OM,從而獲得新的模型簇PM。從輸入端獲取數(shù)據(jù)樣本集合對PM中的每個模型個體進(jìn)行預(yù)測準(zhǔn)確度評估,獲取預(yù)測準(zhǔn)確度最高的模型個體然后,從輸入端獲取預(yù)測準(zhǔn)確度閾值γ(0<γ<1),如果的預(yù)測準(zhǔn)確度達(dá)到γ,那么將返回給用戶,否則轉(zhuǎn)到步驟2.1,進(jìn)行下一輪的迭代處理。
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G06Q 專門適用于行政、商業(yè)、金融、管理、監(jiān)督或預(yù)測目的的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或方法;其他類目不包含的專門適用于行政、商業(yè)、金融、管理、監(jiān)督或預(yù)測目的的處理系統(tǒng)或方法
G06Q10-00 行政;管理
G06Q10-02 .預(yù)定,例如用于門票、服務(wù)或事件的
G06Q10-04 .預(yù)測或優(yōu)化,例如線性規(guī)劃、“旅行商問題”或“下料問題”
G06Q10-06 .資源、工作流、人員或項(xiàng)目管理,例如組織、規(guī)劃、調(diào)度或分配時間、人員或機(jī)器資源;企業(yè)規(guī)劃;組織模型
G06Q10-08 .物流,例如倉儲、裝貨、配送或運(yùn)輸;存貨或庫存管理,例如訂貨、采購或平衡訂單
G06Q10-10 .辦公自動化,例如電子郵件或群件的計(jì)算機(jī)輔助管理





