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      基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、ARIMA和LS-SVM模型的集成預(yù)測研究

      2020-04-16 12:55:39李鵬飛王青青毋建宏陳華雪
      江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020年4期
      關(guān)鍵詞:BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

      李鵬飛 王青青 毋建宏 陳華雪

      摘要:利用單一預(yù)測模型進(jìn)行產(chǎn)量預(yù)測時(shí),由于各模型的數(shù)學(xué)原理不同,對同一數(shù)據(jù)的處理只能基于數(shù)據(jù)的部分特征,在預(yù)測時(shí)無法深度挖掘數(shù)據(jù)的潛在規(guī)律,易出現(xiàn)較大的預(yù)測偏差?;谝陨蠁栴},筆者以1978—2017年陜西省蘋果產(chǎn)量數(shù)據(jù)為研究對象,將1978—2012年產(chǎn)量作為預(yù)測模型的訓(xùn)練數(shù)據(jù),2013—2017年產(chǎn)量作為測試數(shù)據(jù),選取BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、ARIMA、LS-SVM 3種在數(shù)學(xué)原理上具有明顯差異的預(yù)測模型,采用集成預(yù)測策略,依據(jù)3種預(yù)測模型對訓(xùn)練數(shù)據(jù)的平均相對預(yù)測誤差確定各模型的預(yù)測權(quán)重,最終對各模型預(yù)測的2013—2017年數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)獲取集成預(yù)測值。實(shí)證分析表明,集成預(yù)測值的平均相對誤差在2.5%以內(nèi),其預(yù)測結(jié)果比單一預(yù)測模型更加準(zhǔn)確和穩(wěn)健,可有效實(shí)現(xiàn)蘋果產(chǎn)量高精度預(yù)測。

      關(guān)鍵詞:BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);ARIMA;LS-SVM;陜西蘋果產(chǎn)量;集成預(yù)測

      中圖分類號(hào): S11+9文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A

      文章編號(hào):1002-1302(2020)04-0294-07

      收稿日期:2019-07-30

      基金項(xiàng)目:國家社會(huì)科學(xué)基金(編號(hào):18FGL022);教育部哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究后期資助項(xiàng)目(編號(hào):18JHQ082);陜西省科技廳重大項(xiàng)目(編號(hào):2018ZDXM-GY-188);陜西省社會(huì)科學(xué)界2019年重大理論與現(xiàn)實(shí)問題研究項(xiàng)目(編號(hào):2019TJ038);陜西高校青年創(chuàng)新團(tuán)隊(duì);西安市科技計(jì)劃[編號(hào):201806117YF05NC13(5)]。

      作者簡介:李鵬飛(1975—),男,陜西戶縣人,教授,碩士生導(dǎo)師,主要從事電商大數(shù)據(jù)分析研究。E-mail:lpf@xupt.edu.cn。

      通信作者:毋建宏,副教授,主要從事大數(shù)據(jù)處理研究。E-mail:wujh@xupt.edu.cn。

      陜西省因獨(dú)特的地理優(yōu)勢,已成為中國蘋果產(chǎn)區(qū)中唯一符合7項(xiàng)氣象指標(biāo)的蘋果生產(chǎn)最適宜區(qū)。蘋果產(chǎn)業(yè)是陜西省農(nóng)業(yè)特色的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),不僅是陜西省農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要支柱之一,也是農(nóng)民收入的重要來源[1]。2017年,陜西省蘋果產(chǎn)量達(dá)到1 153.94萬t,約占中國蘋果總產(chǎn)量的1/4,世界蘋果總產(chǎn)量的1/7。蘋果產(chǎn)業(yè)已成為全國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的典范,因而構(gòu)建符合產(chǎn)量變化趨勢的預(yù)測模型,合理準(zhǔn)確預(yù)測蘋果產(chǎn)量,對指導(dǎo)陜西省乃至全國蘋果產(chǎn)業(yè)具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。

      隨著現(xiàn)代預(yù)測理論的發(fā)展,傳統(tǒng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[2]、ARIMA模型[3]和支持向量機(jī)回歸模型[4]已難以滿足當(dāng)今研究需求。眾多學(xué)者將單一預(yù)測方法的組合預(yù)測模型作為研究重點(diǎn),如ARIMA和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合[5];經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解、主成分分析和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合[6];季節(jié)調(diào)整法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合[7];EGA算法和灰色Verhulst計(jì)量組合[8]等。也有部分學(xué)者基于模型預(yù)測性能的優(yōu)劣,將具有優(yōu)勢互補(bǔ)的單一模型進(jìn)行集成,如將定量與定性預(yù)測相結(jié)合的集成預(yù)測模型(SIF)[9];經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解和支持向量機(jī)集成[10];灰色GM(1,1)、ARIMA和VAR集成[11]等,集成預(yù)測模型克服了單一模型預(yù)測的缺陷,提高了預(yù)測精度。

      為深度挖掘陜西省蘋果產(chǎn)量潛在的變化規(guī)律,同時(shí)多原理、多角度地預(yù)測蘋果產(chǎn)量,本研究選取BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、ARIMA和LS-SVM模型3種在數(shù)學(xué)原理上差異較大的模型作為預(yù)測模型,由于3種模型對中短期預(yù)測效果較好,將1978—2012年數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù),而2013—2017年5年數(shù)據(jù)作為測試數(shù)據(jù),采用MATLAB軟件,對其進(jìn)行擬合和測試,然后根據(jù)3種預(yù)測模型訓(xùn)練值的相對誤差,計(jì)算出各模型的平均相對誤差,并按照權(quán)重計(jì)算公式確定單一預(yù)測模型的權(quán)重,最后將加權(quán)的結(jié)果作為最終的集成預(yù)測值。

      1?BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、ARIMA、LS-SVM和集成預(yù)測模型理論

      1.1?BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

      反向傳播(back propagation,簡稱BP)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由輸入層、隱含層、輸出層構(gòu)成的一種前饋型人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),通過約束網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元之間的聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)模擬大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能處理信息的功能[12],其網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)見圖1。

      輸入層和輸出層與外界相連,隱含層承擔(dān)計(jì)算功能。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)每組輸入數(shù)據(jù)有對應(yīng)的目標(biāo)輸出,能夠?qū)崿F(xiàn)信息由輸入層至輸出層的前向傳播,并根據(jù)誤差平方和最小原則實(shí)現(xiàn)誤差的反向傳播,在此過程中,沿著梯度最速下降的方向[13],調(diào)整不同層神經(jīng)元之間權(quán)值和閾值,使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)輸入特征實(shí)現(xiàn)對輸出的逼近。

      BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練流程:

      1.1.1?正向傳播

      設(shè)輸入數(shù)據(jù)為xi,輸入層到隱含層的權(quán)值為vij,隱含層個(gè)數(shù)為m,閾值為αk,激勵(lì)函數(shù)為f1,每個(gè)節(jié)點(diǎn)的輸出值γi,隱含層到輸出層的權(quán)值為vij,輸出層個(gè)數(shù)為n,閾值為αk,激勵(lì)函數(shù)為f2,輸出層每個(gè)節(jié)點(diǎn)的輸出值為yi,則隱含層中第i個(gè)神經(jīng)元的輸出:

      γi=f1(∑mj=1xivij+αk)。(1)

      輸出層第j個(gè)神經(jīng)元的輸出:

      yi=f2(∑nj=1γivij+αk)。(2)

      BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的隱含層和輸出層中神經(jīng)元之間采用的激活函數(shù)為sigmoid函數(shù):

      f(x)=11+e-x。(3)

      1.1.2?反向傳播?根據(jù)梯度最速下降法調(diào)整連接系數(shù):

      ΔGij(k+1)=-ηBΔGij;(4)

      ΔHij(k+1)=-ηBΔHij(k)。(5)

      式中:G代表輸出層的權(quán)值和閾值,k表示第k步的學(xué)習(xí)過程,H代表隱含層的權(quán)值和閾值,學(xué)習(xí)速率為η,B表示網(wǎng)絡(luò)輸出值與目標(biāo)值z0的誤差,其誤差可以表示為B=∑m0,j=1(z0-yi)2/2。

      在前向傳播過程中,訓(xùn)練信息從輸入層經(jīng)隱含層變換最終至輸出層,若輸出沒有達(dá)到期望目標(biāo),則轉(zhuǎn)入誤差反向傳播,調(diào)整各神經(jīng)元間的聯(lián)系,循環(huán)重復(fù)上述過程直到誤差收斂。

      1.2?ARIMA模型

      自回歸積分滑動(dòng)平均模型(autoregressive integrated moving average model,簡稱ARIMA),是對差分平穩(wěn)序列擬合的一種時(shí)間序列預(yù)測方法。ARIMA將時(shí)間序列表述為一個(gè)數(shù)學(xué)模型,該模型考察了時(shí)間序列的動(dòng)態(tài)和持續(xù)特征,揭示了時(shí)間序列內(nèi)在關(guān)系,適用于短期的時(shí)間序列預(yù)測[14]。

      ARIMA(p,d,q)模型的一般形式:

      ut=a+1ut-1+…+put-p+εt+θ1εt-1+…+θqεt-q。(6)

      式中:p為自回歸模型的階數(shù),d為差分次數(shù),q為移動(dòng)平均階數(shù);ut為差分后的平穩(wěn)序列;a為常數(shù),為自回歸模型系數(shù),θ為移動(dòng)平均模型系數(shù),εt為零均值白噪聲序列。

      該方法建模步驟主要包括[15]:(1)時(shí)間序列平穩(wěn)性檢驗(yàn)。通過時(shí)序圖檢驗(yàn)時(shí)間序列的平穩(wěn)性,未通過平穩(wěn)性檢驗(yàn)即為非平穩(wěn)序列,采用差分運(yùn)算轉(zhuǎn)換為平穩(wěn)序列,并進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗(yàn)。(2)模型初步識(shí)別。根據(jù)自相關(guān)系數(shù)圖和偏自相關(guān)系數(shù)圖,估計(jì)p、q的值,并利用AIC準(zhǔn)則確定模型的最佳階數(shù)。(3)參數(shù)估計(jì)和模型檢驗(yàn)。采用極大似然函數(shù)估計(jì)模型的參數(shù),同時(shí)將估計(jì)的參數(shù)在模型中進(jìn)行檢驗(yàn)。(4)模型預(yù)測。根據(jù)已確定的最合適參數(shù),進(jìn)行模型預(yù)測。

      1.3?最小二乘支持向量機(jī)

      20世紀(jì)90年代,俄羅斯數(shù)學(xué)家Vapnik提出了支持向量機(jī)(support vector machines,簡稱SVM)的概念[16]。20世紀(jì)90年代末,Suykens等提出了最小二乘支持向量機(jī)(least squares support vector machine,簡稱LSSVM)[17],LSSVM是SVM的一種改進(jìn)算法,具有較強(qiáng)的泛化性,以結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)最小化為原則建立數(shù)據(jù)模型。該算法在很大程度上降低了樣本點(diǎn)在訓(xùn)練過程中的復(fù)雜度,優(yōu)于傳統(tǒng)支持向量機(jī)的運(yùn)算速度,是機(jī)器學(xué)習(xí)中應(yīng)用較為廣泛的一種建模方法。

      LS-SVM模型將最小二乘線性系統(tǒng)作為損失函數(shù),將凸二次規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化成線性方程組求解問題,簡化了計(jì)算的復(fù)雜性,其回歸過程可以表示為[18]

      對給定的數(shù)據(jù)集S={(x1,y1),(x2,y2),…,(xN,yN),其線性回歸函數(shù)g(x)=wTφ(x)+k,其中xi表示第i個(gè)輸入向量,yi為與xi相對應(yīng)的輸出值,i=1,2,…,N,N為樣本容量,且w∈Rn,k∈R,φ(·)為解決非線性問題的核函數(shù)。

      回歸問題對應(yīng)的優(yōu)化問題目標(biāo)函數(shù)為公式(7),與之對應(yīng)的約束條件為公式(8):

      minw,k,eQ(w,k,e)=‖w‖2+γ∑Ni=1e2i2;(7)

      yi=wTφ(xi)+k+ei。(8)

      公式(7)中:w表示向量,k表示標(biāo)量,e表示誤差,γ表示正則化參數(shù),ei是誤差變量。

      引入一個(gè)拉格朗日乘子αi則LS-SVM優(yōu)化問題對應(yīng)的拉格朗日函數(shù)為

      L(w,k,e,α)=Q(w,k,e)-∑Ni=1αi[wTφ(xi)+k+ei-yi]。(9)

      對公式(9)中每個(gè)參數(shù)求偏導(dǎo)并令其值為0,得到:

      Lw=0w=∑Ni=1αiφ(xi)

      Lk=0∑Ni=1αi=0

      Lei=0αi=γei

      Lαi=0wTφ(xi)+k+ei-yi=0。(10)

      將公式(10)消去w和ei可以得到:

      0ETED+I/γkα=0Y。(11)

      式中:E=[1,1,…,1],D為核函數(shù)矩陣,I為單位矩陣,α=[α1,α2,…,αN],Y=[y1,y2,…,yN]。

      令B=D+I/γ,可得到:

      k=ETB-1yETB-1E

      α=B-1(Y-kE)。(12)

      因此,LS-SVM的預(yù)測函數(shù)為

      y^(x)=∑Ni=1αiK(x,xi)+k。(13)

      式中:K(x,xi)=exp-(x-xi)22σ2為徑向基核函數(shù),其中σ為核參數(shù)。

      LS-SVM模型常采用的核函數(shù)有高斯徑向基核函數(shù)(radial basis function,簡稱RBF)、線性核函數(shù)和多項(xiàng)式核函數(shù),本研究選用包含正則化參數(shù)γ、核參數(shù)σ的RBF核函數(shù),這2個(gè)優(yōu)化參數(shù)對模型的泛化能力和預(yù)測精度影響極大[19]。

      1.4?集成預(yù)測原理

      集成預(yù)測模型可以克服單一模型的缺陷,優(yōu)化由于模型設(shè)定不合理而導(dǎo)致的預(yù)測偏誤,常用的有簡單平均法和加權(quán)平均法[11]。筆者采用加權(quán)平均法對單一模型進(jìn)行集成,即根據(jù)3個(gè)模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)的平均相對預(yù)測誤差確定各單一預(yù)測模型的權(quán)重,將預(yù)測值的加權(quán)結(jié)果作為最終的集成預(yù)測值。其單模型權(quán)重計(jì)算公式如下:

      wj=S-1j/∑mj=1S-1j。(14)

      式中:wj表示第j個(gè)模型的權(quán)重,Sj表示第j個(gè)模型的平均相對誤差的絕對值,m表示模型的數(shù)量。

      2?結(jié)果與分析

      2.1?數(shù)據(jù)描述

      本研究數(shù)據(jù)來源于《中華人民共和國國家統(tǒng)計(jì)局》《陜西統(tǒng)計(jì)年鑒2018》,其詳細(xì)數(shù)據(jù)見表1(單位:萬t),通過分析40年的數(shù)據(jù),可看出陜西省蘋果產(chǎn)量1978—2017年整體保持增長趨勢。40年產(chǎn)量數(shù)據(jù)的序列走勢見圖2。

      2.2?1978—2017年蘋果產(chǎn)量數(shù)據(jù)的擬合與預(yù)測

      2.2.1?基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的擬合與預(yù)測

      采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對陜西省蘋果產(chǎn)量預(yù)測時(shí),為提高預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性,將1978—2012年共35年蘋果產(chǎn)量數(shù)據(jù)作為輸入樣本和測試樣本數(shù)量?通過多次訓(xùn)練,最終將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隱含層設(shè)置為3層,輸入和輸出層各為1層。在運(yùn)算過程中對輸入層與隱含層和輸出層與隱含層之間的權(quán)值和閾值進(jìn)行多次修正,訓(xùn)練得到了預(yù)測精度高而且符合產(chǎn)量變化趨勢的網(wǎng)絡(luò)。

      采用已訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)對1978—2013年蘋果產(chǎn)量進(jìn)行擬合(圖3-a),通過擬合效果可以看出訓(xùn)練的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出值和蘋果產(chǎn)量真實(shí)值基本吻合,可以用已訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)對2013—2017陜西蘋果產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測(圖3-b)。

      2.2.2?基于ARIMA模型的擬合與預(yù)測

      1978—2017年陜西省蘋果產(chǎn)量序列呈上升趨勢,可推斷該序列為非平穩(wěn)序列,并且根據(jù)該序列的自相關(guān)系數(shù)圖和偏自相關(guān)系數(shù)圖進(jìn)一步檢驗(yàn)了序列的平穩(wěn)性,因此判斷陜西省蘋果產(chǎn)量為非平穩(wěn)序列。對該序列進(jìn)行一階差分處理,一階差分處理后的自相關(guān)和偏自相關(guān)系數(shù)見圖4,可以看出一階差分后序列平穩(wěn),且ADF檢驗(yàn)結(jié)果表明,一階差分后序列平穩(wěn),因此可對陜西省蘋果產(chǎn)量序列構(gòu)建ARIMA(p,d,q)模型。

      根據(jù)一階差分后的自相關(guān)系數(shù)和偏自相關(guān)系數(shù)的分布狀態(tài)以及AIC準(zhǔn)則對模型定階,通過反復(fù)檢驗(yàn),最終將模型確定為ARIMA(1,1,0)。運(yùn)用MATLAB軟件對ARIMA(1,1,0)進(jìn)行建模預(yù)測,圖5-a為ARIMA模型對1978—2012蘋果產(chǎn)量擬合結(jié)果,圖5-b為該模型對2013—2017蘋果產(chǎn)量預(yù)測結(jié)果。

      2.2.3?基于LS-SVM模型的擬合與預(yù)測

      本研究利用最小二乘支持向量機(jī)對2013—2017年陜西省蘋果產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測,借助MATLAB軟件的LS-SVM工具箱進(jìn)行輔助建模(工具箱下載地址為:https://www.esat.kuleuven.be/sista/lssvmlab/)。選用徑向基核函數(shù) RBF代替高維空間向量的內(nèi)積計(jì)算,回歸函數(shù)設(shè)為function estimation,用十倍交叉驗(yàn)證方法來不斷調(diào)整參數(shù)γ(正則參數(shù),取決于對訓(xùn)練誤差最小化和估計(jì)函數(shù)平滑的權(quán)衡)和σ(內(nèi)核函數(shù)的參數(shù)),根據(jù)擬合值和預(yù)測效果,將參數(shù)γ確定為10,σ確定為5,使用函數(shù)simlssvm評估模型中新的點(diǎn),最后得到基于蘋果產(chǎn)量數(shù)據(jù)的預(yù)測模型和預(yù)測值。圖6-a顯示了LS-SVM模型對1978—2012年陜西省蘋果產(chǎn)量的擬合效果,從圖中可以看出,LS-SVM對產(chǎn)量的擬合趨勢和真實(shí)值的變化趨勢基本吻合,即該模型可以用來預(yù)測蘋果產(chǎn)量,圖6-b為采用該模型預(yù)測的2013—2017年蘋果產(chǎn)量數(shù)值。

      2.2.4?模型預(yù)測結(jié)果

      BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、ARIMA、LS-SVM 模型對1978—2012年陜西省蘋果產(chǎn)量數(shù)據(jù)擬合值的平均相對誤差見表2,可以看出,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對蘋果產(chǎn)量的擬合效果優(yōu)于ARIMA模型和LS-SVM模型。

      3種模型對2013—2017年蘋果產(chǎn)量的預(yù)測值以及相對預(yù)測誤差見表3,可以看出,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的相對誤差最大值為5.26,最小值為1.64,且通過計(jì)算該模型相對誤差的平均值為3.84;ARIMA模型的相對誤差最大值為6.25,最小值為1.31,其相對誤差的平均值為3.51;LS-SVM模型相對誤差最大值為9.05,最小值為1.73,相對誤差的平均值為5.02。

      綜上所述,3種單一預(yù)測模型存在預(yù)測誤差波動(dòng)范圍比較大的問題,無法更準(zhǔn)確地預(yù)測蘋果產(chǎn)量,因此將各模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)擬合值的平均相對誤差值作為計(jì)算權(quán)重的基礎(chǔ),根據(jù)權(quán)重計(jì)算公式,確定各單一模型的權(quán)重,再利用2013—2017年各模型預(yù)測的蘋果產(chǎn)量數(shù)值進(jìn)行加權(quán)?其加權(quán)結(jié)果作為最終的集成預(yù)測值。

      2.3?集成預(yù)測結(jié)果

      由于單一的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、ARIMA和LS-SVM預(yù)測模型對陜西省蘋果產(chǎn)量2013—2017年的預(yù)測效果不佳,為提高預(yù)測精度,現(xiàn)將各單一預(yù)測模型的預(yù)測值進(jìn)行集成。首先根據(jù)模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)擬合值的相對誤差計(jì)算出平均相對誤差;然后根據(jù)公式(14),計(jì)算出單一模型的權(quán)重(表4);最后根據(jù)2013—2017年各模型的預(yù)測值以及相對應(yīng)的權(quán)重進(jìn)行加權(quán),將所求得的結(jié)果作為最終的集成預(yù)測值。

      利用表4預(yù)測模型的權(quán)重進(jìn)行加權(quán)計(jì)算,2013—2017年陜西省蘋果產(chǎn)量的集成預(yù)測值以及集成預(yù)測值相對誤差和平均相對誤差見表5。從表5可看出,集成預(yù)測的平均相對誤差為2.21%,小于各單一模型。

      通過集成預(yù)測模型的預(yù)測值可以看出,集成后的效果更穩(wěn)定,預(yù)測誤差相比于單一各模型波動(dòng)較小,平均相對誤差在2.5%以內(nèi),預(yù)測效果較好,該集成預(yù)測方法避免了單一預(yù)測模型預(yù)測的局限性,提高了預(yù)測精度,可用于今后蘋果產(chǎn)量的預(yù)測。

      3?結(jié)論

      本研究基于1978—2017年陜西省蘋果產(chǎn)量數(shù)據(jù),分別利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、ARIMA、LS-SVM預(yù)測模型對蘋果產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測。結(jié)果表明,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測值的平均相對誤差較ARIMA和LS-SVM模型更小,但3種預(yù)測模型仍存在預(yù)測誤差波動(dòng)比較大的問題,無法更準(zhǔn)確地預(yù)測蘋果產(chǎn)量。為規(guī)避單一預(yù)測模型的缺陷,使得預(yù)測結(jié)果更加準(zhǔn)確,本研究基于加權(quán)平均的思想,將3種模型的預(yù)測值依據(jù)權(quán)重的不同進(jìn)行集成,實(shí)證分析表明,集成預(yù)測的結(jié)果更準(zhǔn)確,預(yù)測性能更穩(wěn)健,相對誤差的波動(dòng)性更小,且平均相對誤差在2.5%以內(nèi),可有效地實(shí)現(xiàn)蘋果產(chǎn)量的高精度預(yù)測。

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