①原始数据的模糊化:如果获取的历史数据本身是模糊数,则 , ,…, 可以直接使用,如果历史数据是一组实数 , ,…, ,则利用这些数据构造一组模糊数, 以还原原始数据的不确定性。设 , , ( ), , , , , 定义
(2)
其中: , , 。
②确定时间序列阶数:确定时间序列阶数的方法主要有以下两种: (1)作出 或 ( =2,3,…,T)的散点图,然后用折线连结,将 值取为折线尖点数加1,作为时间序列的阶数。(2)将 取为若干个不同的自然数,相应于每个 值求趋势方程:
(3)
其中 是 的估计值, ,按下式计算拟合偏差
(4)
其中 (•,•) 是两个模糊数的距离,选择其中拟合偏差最小的 。
③确定模糊系数 :设 为三角模糊数, 为 的估计值,则 可以假定为
0, 其 它 (5)
接下来的任务是以趋势方程的模糊性尽可能小为准则确定( )。设上述 个模糊数构成的趋势方程模糊度 ,其中 为权向量,称 为在 下的模糊度[4]。对趋势方程的模糊度,可以利用普通线性回归来确定。不妨设原始时间序列对时间t的线性回归方程为:
, (6)
其中 为实数, ,再令 。对于 和 的接近程度,可采用贴近度 ( , ), =1,2,3,…,T来计算[8]。设每个 不小于预先给定h0,在此范围内,使趋势方程的模糊度最小,这样问题可以转化如下线性规划问题
min
S.t. ≥ , (7)
因为 ,所以 是 ( 为参数的三角模糊数。进而 可以用下式表示:
(8)
当且仅当
≥0,
=1,2,3,…,T (9)
这样我们就可以得到 的估计值 , ,估计的趋势方程为
(10)
由此可预测出,当 时,趋势预测值 也是一个三角模糊数,当时间变动时 不是一条曲线,而它的每一个水平截集都是一个曲线带,其支集的两条边界曲线分别为 和 ,中心线为 。
④计算季节性趋势演变:季节性演变定义为相对于每个月产品销量趋势偏差[8],假定原来序列和它的估计值分别为 , ,这里的 ( )和 ( )分别表示年和月,则每个月趋势平均偏差为 ( ), 其中 的隶属函数定义为
= , (11)
其中: ;
⑤预测未来模糊时间序列:将季节性趋势演变值加到下一年度趋势预测值上,可以预测每个月的产品的销量,经营者根据预测结果来制定生产计划。
3 应用实例
本文选取某品牌彩电近三年国内市场销售数据为样本,见表1,这些销售数据是依据全国106家商场销售结果统计而得到的,首先对这些数据利用三角模糊数对原始数据模糊
表1 96~99年某品牌彩电产品每月销售量数据[10] 单位:台
日期 1月 2月 3月 4月 5月 6月
1996 13314 15407 15773 15560 16936 14778
1997 17553 18405 18005 17808 18462 16762
1998 21349 22515 20072 19884 21632 18714
1999 25537 28753 22311 19972 22650 19700
日期 7月 8月 9月 10月 11月 12月
1996 16413 17456 17347 16917 15898 15818
1997 19211 20598 20164 20064 19039 18703
1998 22536 24336 25796 23031 21524 29160
1999 25511 29178 31536 26540 22524 20213
化,根据原始数据的趋势图的特点选用一阶时间序列模型