[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于CEEMD?PSO?BP模型及誤差補(bǔ)償?shù)脑蛢r(jià)格預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710971600.6
• 申請(qǐng)日: 2017-10-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107886351A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王德運(yùn);羅宏遠(yuǎn);吳巧生;林彥兵;樂(lè)陳強(qiáng);劉艷玲
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類(lèi)號(hào): G06Q30/02
• 分類(lèi)號(hào): G06Q30/02;G06Q10/04
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時(shí)代知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司42238
• 代理人: 付春霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及原油價(jià)格預(yù)測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種基于CEEMD-PSO-BP模型及誤差補(bǔ)償?shù)脑蛢r(jià)格預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

國(guó)際原油價(jià)格不僅與國(guó)際經(jīng)濟(jì)形勢(shì)息息相關(guān)，而且與我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也密不可分。國(guó)際油價(jià)的波動(dòng)會(huì)對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生巨大影響，并給我國(guó)政府及相關(guān)企業(yè)機(jī)構(gòu)帶來(lái)諸多不確定性因素，造成國(guó)內(nèi)石油市場(chǎng)的動(dòng)蕩。這不僅不利于我國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，還會(huì)造成石油產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)中下游產(chǎn)業(yè)的不穩(wěn)定以及外匯儲(chǔ)備的流失，因此，對(duì)原油價(jià)格的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)對(duì)于維持我國(guó)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定、健康發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。當(dāng)前，原油價(jià)格預(yù)測(cè)已經(jīng)引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。針對(duì)原油價(jià)格預(yù)測(cè)的方法可以大致分為如下兩類(lèi)：(1)因素預(yù)測(cè)法；(2)時(shí)間序列預(yù)測(cè)法。因素預(yù)測(cè)法是通過(guò)選取影響研究對(duì)象的若干因素，在因素與研究對(duì)象間建立一種數(shù)量關(guān)系，用來(lái)解釋因素對(duì)研究對(duì)象的影響規(guī)律，或是根據(jù)因素的變化對(duì)研究對(duì)象做出預(yù)測(cè)。然而，使用因素預(yù)測(cè)法時(shí)，錯(cuò)綜復(fù)雜的影響因素、高額的研究成本以及因素間的相互作用都導(dǎo)致了因素預(yù)測(cè)方法在原油價(jià)格預(yù)測(cè)中的局限性。另外，近年來(lái)原油價(jià)格的波動(dòng)愈發(fā)劇烈，使得因素預(yù)測(cè)方法在短期油價(jià)預(yù)測(cè)上的精度難以滿(mǎn)足要求。因此，越來(lái)越多的專(zhuān)家學(xué)者開(kāi)始使用時(shí)間序列的預(yù)測(cè)方法對(duì)原油價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè)。該類(lèi)方法又可細(xì)分為如下兩個(gè)小類(lèi)，即針對(duì)原始原油價(jià)格時(shí)間序列的預(yù)測(cè)方法和融入數(shù)據(jù)分解技術(shù)(例如，經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)、集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解 (Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)、互補(bǔ)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解 (Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposition，CEEMD))的原油價(jià)格時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法。由于原油價(jià)格時(shí)間序列數(shù)據(jù)自身具有的高度非平穩(wěn)性、非線(xiàn)性及隨機(jī)性的特點(diǎn)，導(dǎo)致針對(duì)原始原油價(jià)格時(shí)間序列的預(yù)測(cè)方法難以獲得準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)結(jié)果。目前，融入數(shù)據(jù)分解技術(shù)的原油價(jià)格時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法，大多采用單一數(shù)據(jù)分解技術(shù)對(duì)原油價(jià)格時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行分解以降低數(shù)據(jù)序列的非平穩(wěn)性，這種方法在一定程度上提高了預(yù)測(cè)精度，但由于其分解后的數(shù)據(jù)序列中依然存在高頻震蕩數(shù)據(jù)序列，導(dǎo)致預(yù)測(cè)精度難以大幅提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)上述目前的原油價(jià)格預(yù)測(cè)方法存在預(yù)測(cè)精度難以大幅提高的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供了一種基于CEEMD-PSO-BP 模型及誤差補(bǔ)償?shù)脑蛢r(jià)格預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)來(lái)解決上述缺陷。

本發(fā)明的目的是針對(duì)原油價(jià)格數(shù)據(jù)序列自身具有的高度非平穩(wěn)性和非線(xiàn)性特征，提供一種基于CEEMD-PSO-BP模型及誤差補(bǔ)償?shù)脑蛢r(jià)格預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，將CEEMD-PSO-BP模型和誤差補(bǔ)償方法相結(jié)合，有效抑制CEEMD 分解過(guò)程中存在的模態(tài)混疊問(wèn)題，提高原油價(jià)格的預(yù)測(cè)精度。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用一種基于CEEMD-PSO-BP模型及誤差補(bǔ)償?shù)脑蛢r(jià)格預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)獲取待預(yù)測(cè)市場(chǎng)的歷史原油價(jià)格樣本數(shù)據(jù)作為原油價(jià)格序列X；

(2)使用CEEMD分解方法將獲取的原油價(jià)格序列分解為m個(gè)IMF分量和一個(gè)趨勢(shì)分量：IMF₁,IMF₂,...,IMF_m,Residue，其中m為大于1的自然數(shù)；

(3)利用PSO-BP模型對(duì)步驟(2)中各IMF分量及趨勢(shì)分量分別進(jìn)行預(yù)測(cè)，獲得各自的預(yù)測(cè)值：IMF₁′,IMF₂′,...,IMF_m′,Residue′；

(4)將步驟(3)所得到的各預(yù)測(cè)值進(jìn)行線(xiàn)性疊加，得出原油價(jià)格的初始預(yù)測(cè)序列x，x＝IMF₁′+IMF₂′+...+IMF_m′+Residue′；

(5)使用原油價(jià)格序列減去其初始預(yù)測(cè)序列，得到預(yù)測(cè)的誤差序列e， e＝X-x；

(6)使用CEEMD分解方法將誤差序列e分解，并得到n個(gè)imf分量和一個(gè)趨勢(shì)分量：imf₁,imf₂,...,imf_n,residue，其中n為大于1的自然數(shù)；

(7)利用PSO-BP模型對(duì)步驟(6)中各imf分量及趨勢(shì)分量分別進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到其對(duì)應(yīng)預(yù)測(cè)值：imf₁′,imf₂′,...,imf_n′，residue′；