2010年巖土工程師基礎(chǔ)知識(shí):預(yù)測(cè)的作用與步驟4

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(2)因果預(yù)測(cè)法
    因果預(yù)測(cè)方法是根據(jù)事物間的因果關(guān)系對(duì)變量的未來(lái)變化進(jìn)行預(yù)測(cè),一般來(lái)說(shuō),它對(duì)變量變化趨勢(shì)的刻畫(huà)比之于一般的時(shí)序預(yù)測(cè)方法要精細(xì)得多。 最基本的方法是回歸分析法。
    回歸分析方法:是從事物變化的因果關(guān)系出發(fā)進(jìn)行分析的一種預(yù)測(cè)方法,即根據(jù)實(shí)際統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù),通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算,確定變量之間相互依存的數(shù)量關(guān)系,建立合理的數(shù)學(xué)模型,以推算變量的未來(lái)值。
    回歸分析一般按以下步驟進(jìn)行:第一,借助于定性分析,確定有哪些可能的相關(guān)因素;第二,收集這些因素的統(tǒng)計(jì)資料;第三,應(yīng)用最小二乘法等,求得各因素之間的相關(guān)系數(shù)和回歸方程;最后,根據(jù)該方程進(jìn)行預(yù)測(cè),并對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果作可靠性分析。
    a 、一元線(xiàn)性回歸法 當(dāng)兩個(gè)變量之間存在線(xiàn)性相關(guān)關(guān)系,即一個(gè)變量的增減會(huì)引起另一個(gè)變量的增減大致成一定的比例時(shí),這時(shí),可建立一個(gè)一元線(xiàn)性數(shù)學(xué)模型,根據(jù)自變量去解釋因變量,這種方法稱(chēng)為一元線(xiàn)性回歸法,或稱(chēng)直線(xiàn)回歸法。其具體步驟如下:
    第一,根據(jù)歷史數(shù)據(jù)描繪散布點(diǎn)圖,若圖中各數(shù)據(jù)點(diǎn)分布呈線(xiàn)性趨勢(shì),說(shuō)明可用一元線(xiàn)性回歸法進(jìn)行預(yù)測(cè)。
    第二,建立模型。一元線(xiàn)性回歸方程模型為:y=a+bx
    式中y——因變量;x——自變量; a,b——回歸系數(shù)。
    第三,進(jìn)行參數(shù)估計(jì)。根據(jù)最小二乘法,可分別求出回歸系數(shù)a、b之值:
    例2、 某集團(tuán)公司有14個(gè)下屬企業(yè),各企業(yè)年設(shè)備能力和年勞動(dòng)生產(chǎn)率統(tǒng)計(jì)如下表。為了發(fā)展壯大,該公司計(jì)劃新建一企業(yè),其設(shè)備能力為9.2千瓦/人。試預(yù)測(cè)其勞動(dòng)生產(chǎn)率。
    某公司年設(shè)備能力和年勞動(dòng)生產(chǎn)率
    企業(yè) 設(shè)備能力
    (千瓦/人) 勞動(dòng)生產(chǎn)率
    (萬(wàn)元/人) 企業(yè) 設(shè)備能力
    (千瓦/人) 勞動(dòng)生產(chǎn)率
    (萬(wàn)元/人)
    1 2.8 6.7 8 4.8 9.8
    2 2.8 6.9 9 4.9 10.6
    3 3.0 7.2 10 5.2 10.7
    4 2.9 7.3 11 5.4 11.1
    5 3.4 8.4 12 5.5 11.8
    6 3.9 8.8 13 6.2 12.1
    7 4.0 9.1 14 7.0 12.4
    第一步,設(shè)勞動(dòng)生產(chǎn)率為y,設(shè)備能力為x,作散布圖。分析可知,兩者呈線(xiàn)性相
    關(guān),因此可用一元線(xiàn)性回歸法來(lái)預(yù)測(cè)。
    第二步,建立預(yù)測(cè)模型,即y=a+bx。
    第三步,估計(jì)參數(shù),根據(jù)公式可計(jì)算出:
    a=3.1003,b=1.4481,即回歸方程為: y=3.1003+1.4481x
    第四步,進(jìn)行相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)。經(jīng)過(guò)計(jì)算,其相關(guān)系數(shù)r為0.98。顯然,二者呈高度線(xiàn)性相關(guān)。
    第五步,進(jìn)行預(yù)測(cè)。當(dāng)x=9.2時(shí),
    y=3.1003+1.4481×9.2=16.4
    即當(dāng)新建企業(yè)的設(shè)備能力為9.2千瓦/人時(shí),其勞動(dòng)生產(chǎn)率為16.4萬(wàn)元/人。
    b一元非線(xiàn)性回歸法它是根據(jù)已知數(shù)據(jù)散布圖明顯表現(xiàn)出的非線(xiàn)性變化趨勢(shì),通過(guò)建立兩個(gè)變量間的非線(xiàn)性數(shù)學(xué)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)的一種方法,其關(guān)鍵是確定自變量與因變量間的函數(shù)關(guān)系。為此,先將已有數(shù)據(jù)在圖上標(biāo)繪出來(lái),觀(guān)察數(shù)據(jù)點(diǎn)的分布趨勢(shì)和形狀,或通過(guò)數(shù)據(jù)分析確定其變化規(guī)律,然后再擬合近似的非線(xiàn)性函數(shù)轉(zhuǎn)化成線(xiàn)性函數(shù)來(lái)回歸求解。
    c多元線(xiàn)性回歸法 它是基于一個(gè)因變量和多個(gè)自變量之間存在線(xiàn)性關(guān)系而進(jìn)行預(yù)測(cè)的一種回歸分析方法。