基于粒計(jì)算的時(shí)間序列分析與建模方法研究.pdf

1、博士學(xué)位論文基于粒計(jì)算的時(shí)間序列分析與建模方法研究TimeSeriesAnalysisandModeIingMethodResearchBasedonGranuIarComputing作者姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：蘆髑10809014楊建華教授學(xué)科、專(zhuān)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(xué)DalianUmvers塒ofTechnology大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文摘要在當(dāng)今大數(shù)據(jù)時(shí)代，個(gè)體樣本數(shù)據(jù)不再是關(guān)注的焦點(diǎn)，而

2、對(duì)數(shù)據(jù)的理解和認(rèn)知要遠(yuǎn)比個(gè)體樣本數(shù)據(jù)重要。傳統(tǒng)的時(shí)間序列建模方法由于(1)其建模過(guò)程過(guò)分依賴(lài)于個(gè)體樣本數(shù)據(jù)使得所構(gòu)建的模型缺乏“可解釋性”；(2)所構(gòu)建的模型是以追求“數(shù)值”層面的“精確性”為目標(biāo)，然而在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，模型的精確性不是絕對(duì)必要的；(3)所構(gòu)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(hù)所理解和認(rèn)知，因而，它已不能完全滿(mǎn)足當(dāng)今大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下的時(shí)間序列分析和建模的實(shí)際應(yīng)用需要。作為當(dāng)前計(jì)算智能領(lǐng)域新興的、發(fā)展最

3、快的信息處理范式之一，“粒計(jì)算”具有揭示人類(lèi)處理復(fù)雜信息的?；J(rèn)知機(jī)理的能力，它能夠?qū)⒕哂胁煌碚摶A(chǔ)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(gè)統(tǒng)一的表示、描述、計(jì)算和處理信息粒的平臺(tái)，這有可能誕生新的計(jì)算智能理論與方法。在這一背景下，本文從模擬人類(lèi)處理復(fù)雜信息問(wèn)題的?；J(rèn)知機(jī)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(jì)算的時(shí)間序列分析和建模的三個(gè)核心問(wèn)題——時(shí)間序列的合理信息?；⒒谛畔⒘；臅r(shí)間序列分析

4、與解釋和基于信息?；臅r(shí)間序列建模，開(kāi)展了研究，獲得的主要研究成果包括：(1)針對(duì)在時(shí)間序列信息粒化過(guò)程中，傳統(tǒng)的信息?；椒ㄖ荒軐?duì)時(shí)間窗口上的數(shù)據(jù)在單一信息粒度水平下進(jìn)行信息粒化，這可能導(dǎo)致產(chǎn)生的信息粒無(wú)法捕獲相應(yīng)數(shù)據(jù)的本質(zhì)特征這一問(wèn)題，提出了時(shí)間序列的多粒度區(qū)間信息粒化方法。所提出的粒化方法能夠在區(qū)間形式體系下，通過(guò)引入信息粒的合理性和特殊性概念，將時(shí)間序列在相應(yīng)時(shí)間窗口上信息粒的合理構(gòu)造問(wèn)題轉(zhuǎn)換為一個(gè)受變量Q∈f0，1]約束的區(qū)間

5、信息粒邊界的優(yōu)化問(wèn)題，而變量＆則代表了對(duì)時(shí)間序列相應(yīng)時(shí)間窗口上的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息粒化時(shí)所使用的信息粒度水平。通過(guò)在不同的a取值下，對(duì)該優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行求解，來(lái)誘導(dǎo)相應(yīng)Q信息粒度水平下的區(qū)間信息粒，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間序列同一時(shí)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(shí)，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(gè)整體，即區(qū)間套信息粒，它代表了時(shí)間序列相應(yīng)時(shí)間窗口上所呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)在不同信息粒度水平下進(jìn)行區(qū)間信息?；?/p>