Mô hình chuỗi thời gian mờ cải biên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

-----------------------------

ĐỖ THỊ CẨM NHUNG

MÔ HÌNH

CHUỖI THỜI GIAN MỜ CẢI BIÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

Thái Nguyên - 2016

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

-----------------------------

ĐỖ THỊ CẨM NHUNG

MÔ HÌNH

CHUỖI THỜI GIAN MỜ CẢI BIÊN

Chuyên ngành: KHOA HỌC MÁY TÍNH

Mã số: 60 48 01 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS. NGUYỄN CÔNG ĐIỀU

Thái Nguyên - 2016

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn

DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................................4

DANH MỤC CÁC HÌNH ( HÌNH VẼ, ẢNH CHỤP, ĐỒ THỊ...) ................................................5

Phần I : PHẦN MỞ ĐẦU ..............................................................................................................6

Phần II: PHẦN NỘI DUNG ..........................................................................................................8

CHƯƠNG 1 – CÁC KIẾN THỨC CHUNG VỀ TẬP MỜ .......................................................8

1.1. Lý thuyết tập mờ. .......................................................................................................8

1.1.1. Định nghĩa tập mờ..............................................................................................8

1.1.2. Một số khái niệm cơ bản của tập mờ ...............................................................10

1.1.3. Biểu diễn tập mờ ..............................................................................................11

1.1.4. Các phép toán trên tập mờ................................................................................12

1.1.5. Giải mờ.............................................................................................................16

1.2. Các quan hệ và suy luận xấp xỉ mờ..........................................................................18

1.2.1. Logic mờ ..........................................................................................................19

1.2.2. Quan hệ mờ ......................................................................................................19

1.2.3. Suy luận xấp xỉ và suy diễn mờ .......................................................................21

1.3. Số học mờ ................................................................................................................22

1.3.1. Số mờ ...............................................................................................................22

1.3.2. Biến ngôn ngữ và giá trị ngôn ngữ...................................................................24

CHƯƠNG 2 – CHUỖI THỜI GIAN MỜ VÀ CÁC MÔ HÌNH .............................................26

2.1. Các khái niệm về chuỗi thời gian mờ.......................................................................26

2.1.1. Về chuỗi thời gian............................................................................................26

2.1.2. Chuỗi thời gian mờ...........................................................................................28

2.2. Mô hình chuỗi thời gian mờ cơ bản .........................................................................29

2.2.1. Mô hình chuỗi thời gian mờ của Song & Chissom..........................................29

2.2.2. Mô hình chuỗi thời gian mờ của Chen.............................................................30

2.3. Mô hình chuỗi thời gian mờ làm mịn cải biên của Yu.............................................32

CHƯƠNG 3 - ỨNG DỤNG CỦA MÔ HÌNH CHUỖI THỜI GIAN MỜ CẢI BIÊN ............38

3.1. Ứng dụng của mô hình chuỗi thời gian mờ cải biên vào dự báo. .................................38

3.1.1. Dự báo vốn đầu tư cho thông tin và truyền thông Yên Bái giai đoạn 1995 –

2014..................................................................................................................................38

3.1.2. Dự báo chỉ số VN-index lúc đóng cửa của thị trường chứng khoáng VN trong

tháng 4 và tháng 5 năm 2012 ...........................................................................................51

3.2. Đánh giá hiệu quả dự báo.........................................................................................56

3.3. Kết quả .....................................................................................................................59

Phần III: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ....................................................................61

TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................................63

PHỤ LỤC.....................................................................................................................................65

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Biểu diễn tập mờ A 11

Bảng 3.1.1. Vốn đầu tư từ ngân sách tỉnh Yên Bái cho thông

tin và truyền thông giai đoạn 1995 – 2014

34

Bảng 3.1.2. Tập dữ liệu mờ của chỉ số vốn đầu tư cho thông

tin và truyền thông Yên Bái

38

Bảng 3.1.3. Nhóm quan hệ logic mờ của chỉ số vốn đầu tư mờ

cho thông tin và truyền thông Yên Bái

39

Bảng 3.1.4. Nhóm quan hệ logic mờ mở rộng (FLRs) trong

chỉ số vốn đầu tư

43

Bảng 3.1.5. Nhóm mối quan hệ logic mờ mở rộng (FLRGs) 44

Bảng 3.1.6. Dự báo số tiền đầu tư cho thông tin và truyền

thông Yên Bái từ vốn ngân sách của tỉnh

46

Bảng 3.1.7. Dự báo chỉ số VN-index lúc đóng cửa của thị

trường chứng khoán Việt Nam trong tháng 4 và tháng 5 năm

2012.

48

Bảng 3.2.1. Các sai số dự đoán trong các phương pháp dự báo

vốn đầu tư

53

Bảng 3.2.2. Các sai số dự đoán trong các phương pháp cho

chỉ số VNIndex

54

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn

DANH MỤC CÁC HÌNH ( HÌNH VẼ, ẢNH CHỤP, ĐỒ THỊ...)

Hình 1.1. Hàm thuộc μA(x) có mức chuyển đổi tuyến tính 4

Hình 1.2. Hàm thuộc của tập B 4

Hình 1.3. Miền xác định và miền tin cậy của tập mờ A 5

Hình 1.4. Biểu diễn tập mờ chiều cao 7

Hình 1.5. Tập bù ��của tập mờ A 8

Hình 1.6. Hợp hai tập mờ có cùng tập nền 9

Hình 1.7. Giao hai tập mờ có cùng tập nền 9

Hình 1.8. Giải mờ bằng phương pháp điểm cực đại 13

Hình 1.9. Giải mờ bằng phương pháp điểm trọng tâm 14

Hình 1.10. Biểu diễn theo biểu đồ Sagittal 16

Hình 1.11. Các loại hàm thành viên số mờ 19

Hình 1.12. Phân loại hàm thành viên số mờ 19

Hình 1.13. Số mờ hình thang 20

Hình 1.14. Số mờ hình tam giác 20

Hình 1.15. Những tập mờ thuộc biến ngôn ngữ nhiệt độ 21

Hình 3.1. So sánh các kết quả dự báo vốn đầu tư 56

Hình 3.2. So sánh các kết quả dự báo chỉ số VNIndex 57

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn

Phần I : PHẦN MỞ ĐẦU

Chuỗi thời gian là một công cụ xử lý dữ liệu hữu hiệu trong thống kê.

Tuy nhiên trên thực tế có khá nhiều số liệu không thể xử lý được bằng chuỗi

thời gian thông thường. Công cụ tốt nhất để xử lý dữ liệu chuỗi thời gian là

mô hình ARIMA của Box-Jenkins. Tuy nhiên muốn xử lý theo ARIMA,

chuỗi dữ liệu phải đáp ứng một số tính chất nhất định như dừng và số liệu đủ

lớn. Trong các trường hợp không đáp ứng được điều kiện thì việc xử lý dữ

liệu gây ra sai sót lớn. Do vậy, mô hình chuỗi thời gian mờ được xây dựng

và phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu này.

Chuỗi thời gian mờ và mô hình chuỗi thời gian mờ bậc nhất do Song

và Chissom [1] phát triển từ năm 1993. Dựa trên cơ sở nghiên cứu này, một

số công trình đã được hoàn thành theo hướng nâng cao độ chính xác, tăng

tính hiệu quả của thuật toán và giảm khối lượng tính toán trong mô hình

chuỗi thời gian mờ, như: Chen [2] đã đưa ra phương pháp sử dụng các phép

tính số học trong xử lý mối quan hệ mờ. Huarng [4] đã đưa ra mô hình

heuristic chuỗi thời gian mờ, Hui – Kuang Yu [5] đề xuất một phương pháp

xác định độ dài của khoảng thời gian, Huarng và Yu [9] đề xuất một mô hình

chuỗi thời gian mờ dạng 2…

Mô hình chuỗi thời gian mờ cải biên của Yu [5] là một phương pháp

nâng cao độ chính xác của dự báo. Trong bài báo này có những lập luận khá

hoàn chỉnh bằng những bổ đề và định lý nên có tính thuyết phục. Do vậy tôi

mong muốn được tìm hiểu phần lý thuyết của mô hình cải biên này và áp

dụng mô hình với số liệu thực tế của tôi sưu tầm để thẩm định tính hiệu quả

của mô hình, khả năng ứng dụng của mô hình chuỗi thời gian mờ cải biên

trong các bài toán thực tế cũng như khả năng áp dụng lí thuyết tập mờ nhiều

lĩnh vực khác.

. Chính vì lý do này,tôi đã lựa chọn đề tài “Mô hình chuỗi thời gian

mờ cải biên” làm đề tài cho luận văn tốt nghiệp của mình.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn

Nôi dung chính của luận văn bao gồm có : Phần mở đầu, phần

nội dung, phần kết luận, tư liệu tham khảo, phụ lục dự kiến được bố

cục như sau:

Phần I : PHẦN MỞ ĐẦU

Phần II: PHẦN NỘI DUNG

Chương 1: Tổng quan về chuỗi thời gian mờ

Chương 2: Mô hình chuỗi thời gian mờ làm mịn cải biên.

Chương 3: Ứng dụng của mô hình chuỗi thời gian mờ làm mịn

cải biên

Phần III : PHẦN KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

Luận văn này được hoàn thành dưới sự hướng dẫn tận tình của TS

Nguyễn Công Điều, em xin đặc biệt bày tỏ lòng biết ơn chân thành của mình

đối với thầy. Em cũngchân thành cảm ơn các thầy, cô giáo Viện Công nghệ

thông tin, Trường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông - Đại học

Thái Nguyên đã tham gia giảng dạy, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập

nâng cao trình độ kiến thức.

Tuy nhiên vì điều kiện thời gian và khả năng có hạn nên luận văn không

thể tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong các thầy cô giáo và bạn đóng

góp ý kiến để đề tài được hoàn thiện hơn.