[發(fā)明專利]一種職業(yè)衛(wèi)生預測研究方法

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• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN108461150A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發(fā)明（設計）人: 時冬青;宋文華
• 申請（專利權）人: 天津工業(yè)大學
• 主分類號: G16H50/70
• 分類號: G16H50/70;G16H50/20;G06Q50/22;G06Q10/04
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本發(fā)明屬于灰色GM(1，1)?馬爾科夫鏈模型在職業(yè)衛(wèi)生領域的預測研究應用。職業(yè)衛(wèi)生領域中不管是職業(yè)病發(fā)病例數(shù)的預測還是職業(yè)病危害因素的濃度預測，都鮮少采用灰色GM(1，1)馬爾科夫鏈模型進行研究。主要技術實施方案是首先根據(jù)灰色GM(1，1)模型的建模步驟，根據(jù)研究對象的樣本情況建立不同維數(shù)的灰色GM(1，1)模型，然后計算擬合值與真實值的相對值。依據(jù)相對值劃分狀態(tài)區(qū)間，根據(jù)樣本落入不同狀態(tài)區(qū)間內(nèi)的數(shù)量情況可以得到一步概率轉(zhuǎn)移矩陣，從而求得多步概率轉(zhuǎn)移矩陣。然后引入新陳代謝理論，對研究對象的未來發(fā)展趨勢進行預測研究。研究過程中采用平均相對誤差、后驗差比值、小誤差概率三個指標對模型的預測效果精度進行檢驗分級，以確保模型預測結(jié)果的科學性及可信性。

技術領域

本發(fā)明屬于職業(yè)衛(wèi)生應用領域，具體講屬于灰色馬爾科夫組合預測模型在職業(yè)衛(wèi)生領域的應用，通過構(gòu)建灰色GM(1，1)預測模型，進而構(gòu)建灰色GM(1，1)-馬爾科夫鏈組合預測模型，通過平均相對誤差、后驗差比值和小誤差概率三個檢驗指標檢驗模型的預測效果，從而進一步引入新陳代謝原理，對職業(yè)衛(wèi)生領域的問題進行預測研究。

技術背景

職業(yè)衛(wèi)生領域的預測是能夠提前預知事物的發(fā)展趨勢及情況，從而可以提前采取措施制止惡劣情況的發(fā)生。

灰色系統(tǒng)理論是我國著名數(shù)學家鄧聚龍教授于1982年首先提出的理論(簡稱灰色理論Grey Theory)。灰色系統(tǒng)理論是一種研究少數(shù)據(jù)、貧信息、不確定性問題的新方法，其研究對象為“部分信息已知，部分信息未知”的“少數(shù)據(jù)”“貧信息”不確定性系統(tǒng)，它的理論基礎主要是通過對部分已知信息的分析研究尋找系統(tǒng)內(nèi)部的變化規(guī)律，提取有價值的信息，實現(xiàn)對灰色系統(tǒng)的演化規(guī)律的正確描述和有效監(jiān)控。

馬爾科夫鏈模型是描述隨機動態(tài)系統(tǒng)的模型，是指系統(tǒng)在每個時間所處的狀態(tài)是隨機的，而與以前狀態(tài)無關，即無后效性。馬爾科夫鏈模型是通過確定變量目前所處狀態(tài)以及今后的變化趨勢來進行預測的。若系統(tǒng)變量，從一個狀態(tài)的取值范圍轉(zhuǎn)移到另一個狀態(tài)的取值范圍，則該系統(tǒng)發(fā)生了狀態(tài)轉(zhuǎn)移。馬爾科夫鏈模型對未來進行預測的關鍵是要確定狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣，然后根據(jù)事物現(xiàn)在時刻所處狀態(tài)，計算出未來時刻事物所處狀態(tài)進而進行預測。利用馬爾科夫鏈進行預測就是根據(jù)系統(tǒng)變量的現(xiàn)在狀態(tài)及其變化趨勢，預測其在未來某一特定時間可能出現(xiàn)的狀態(tài)，適合于隨機波動性較大的預測問題，這一點正好可以彌補灰色預測的缺點。

新陳代謝理論是指隨著時間的推移，會有新的擾動因素對系統(tǒng)的發(fā)展趨勢產(chǎn)生影響，老信息的使用價值和意義將不斷的降低。新陳代謝理論在不斷的補充新信息的同時，及時的排除老的信息，通常可獲得較高的預測精度，能更為科學有效的發(fā)現(xiàn)與掌握蘊藏在數(shù)據(jù)內(nèi)部的規(guī)律與趨勢。

職業(yè)衛(wèi)生領域研究中，除了吳江峰采用馬爾科夫鏈模型用于職業(yè)病危害評價外鮮少有其他研究應用于職業(yè)衛(wèi)生研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是首先依據(jù)灰色預測理論的“少數(shù)據(jù)”、“貧信息”的優(yōu)點與馬爾科夫鏈理論適用于波動性較大的事物的優(yōu)點，將灰色預測理論和馬爾科夫鏈理論結(jié)合應用到職業(yè)衛(wèi)生領域這一全新領域的預測研究，對我國2015-2018年的職業(yè)病發(fā)病趨勢進行預測量化，同時將該組合方法應用于企業(yè)工作環(huán)境中一氧化碳濃度的變化情況預測。

本發(fā)明的技術方案

本發(fā)明采用的技術方案是首先以全國范圍內(nèi)職業(yè)病發(fā)病數(shù)據(jù)及其企業(yè)日常監(jiān)測的一氧化碳濃度為研究對象，應用灰色預測理論、馬爾科夫理論及新陳代謝理論進行綜合預測研究。本發(fā)明的主要步驟如下：

1.構(gòu)建灰色GM(1，1)模型

(1)構(gòu)建原始數(shù)據(jù)數(shù)列：x(t)＝{x(1)，x(2)，x(3)，…，x(n)}，則一次累加生成數(shù)列(1-AGO)：y(t)＝{y(1)，y(2)，y(3)，…，y(n)}，其中(k＝1，2，3，...，n)，緊鄰均值生成序列：z(t)＝λy(t)+(1-λ)y(t-1)，(t＝2，3，...，n)。一般情況下，λ取值為0.5。