灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用

前言

決策的本質(zhì)含義是“做出決定”或“決定對策”，即根據(jù)實際情況和預(yù)定目標(biāo)來確定應(yīng)采取的行動。對決策的理解有廣義和狹義之分。從廣義上講，決策是指提出問題、確定目標(biāo)、擬訂方案、收集資料、分析評估、方案選擇以及實施、反饋、修正等一系列活動的全過程；從狹義上講，決策僅指決策全過程中的方案選擇這一環(huán)節(jié)，習(xí)慣上稱為“拍板”。也有人僅僅把決策理解為在不確定條件下選擇方案，即做出抉擇，同時需要承擔(dān)一定的風(fēng)險。決策理論和決策方法的研究歷來受到高度重視。做出正確決策的前提是對系統(tǒng)演化進(jìn)程、現(xiàn)狀和當(dāng)前環(huán)境的準(zhǔn)確評價以及據(jù)此對系統(tǒng)未來變化做出科學(xué)預(yù)測。面對復(fù)雜的決策問題，按照科學(xué)發(fā)展觀的要求，人們必須首先進(jìn)行縝密的診斷和評價，對系統(tǒng)及其環(huán)境形成正確的認(rèn)識，把握系統(tǒng)及其環(huán)境的演化規(guī)律，進(jìn)而對其未來變化動態(tài)做出科學(xué)預(yù)測。依據(jù)科學(xué)預(yù)測，才可能做出正確決策，實現(xiàn)科學(xué)發(fā)展。系統(tǒng)評估、預(yù)測、決策三位一體，是人們從事科技、經(jīng)濟(jì)、社會活動過程的重要環(huán)節(jié)，屬于系統(tǒng)研究和實踐中不可或缺的要素和有機(jī)組成部分。20世紀(jì)80年代中后期，劉思峰同志帶領(lǐng)一批青年教師圍繞以灰色系統(tǒng)理論為主導(dǎo)的系統(tǒng)分析定量方法和模型技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用進(jìn)行探索，不斷取得新的進(jìn)展。2000年，劉思峰同志作為特聘教授被引進(jìn)南京航空航天大學(xué)，一批富有朝氣的中青年教師通過人才引進(jìn)、進(jìn)站開展博士后研究、攻讀博士學(xué)位等途徑聚集起來，逐步形成了具有一定規(guī)模的系統(tǒng)分析定量方法和模型技術(shù)研究團(tuán)隊。共同的學(xué)術(shù)興趣和愿景形成強(qiáng)大的團(tuán)隊向心力和凝聚力，團(tuán)隊成員精誠團(tuán)結(jié)，科研創(chuàng)新與教學(xué)改革并舉.致力于系統(tǒng)評估、預(yù)測、決策方法研究、應(yīng)用和人才培養(yǎng)，取得了一批有影響的成果：先后獲省部級科技成果獎11項，國際獎4項，論著被國內(nèi)外學(xué)者引用6 000多次；10位博士生獲得江蘇省和南京航空航天大學(xué)研究生創(chuàng)新基金資助，19位博士后獲得國家和江蘇省博士后基金資助；12篇碩士論文被評為江蘇省和南京航空航天大學(xué)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文，9篇博士論文被評為江蘇省和南京航空航天大學(xué)優(yōu)秀博士學(xué)位論文。該研究團(tuán)隊2005年被評為南京航空航天大學(xué)首批5個創(chuàng)新研究群體之一，2007年被評為江蘇省高等學(xué)校首批優(yōu)秀科技創(chuàng)新團(tuán)隊。學(xué)術(shù)團(tuán)隊建設(shè)強(qiáng)有力地支撐了學(xué)校的專業(yè)和學(xué)科建設(shè)。南京航空航天大學(xué)的工業(yè)工程專業(yè)被評為江蘇省品牌專業(yè)，工商管理專業(yè)被評為江蘇省特色專業(yè)，管理科學(xué)與工程學(xué)科2006年被評為江蘇省重點學(xué)科，系統(tǒng)工程學(xué)科2008年被評為國防重點學(xué)科。

內(nèi)容概要

本書全面、系統(tǒng)地論述了灰色系統(tǒng)的基本理論、基本方法和應(yīng)用技術(shù)，是作者長期從事灰色系統(tǒng)理論探索、實際應(yīng)用和教學(xué)工作的結(jié)晶，同時還吸收了國內(nèi)外同行近年來取得的理論和應(yīng)用研究新成果，向讀者展示灰色系統(tǒng)理論這一新學(xué)科的概貌及其前沿發(fā)展動態(tài)。    全書共16章，包括灰色系統(tǒng)的概念與基本原理、灰色序列算子、灰色關(guān)聯(lián)分析、灰色聚類評估、灰色預(yù)測模型、灰色組合模型、灰色決策模型、灰色規(guī)劃、灰色投入產(chǎn)出、灰色博弈模型和灰色控制系統(tǒng)等內(nèi)容，并附有灰色系統(tǒng)建模軟件包。其中基于核和灰度的灰代數(shù)系統(tǒng)、緩沖算子、灰數(shù)測度公理、灰色絕對關(guān)聯(lián)度、灰色相對關(guān)聯(lián)度、灰色綜合關(guān)聯(lián)度、灰色相似關(guān)聯(lián)度、灰色接近關(guān)聯(lián)度、定權(quán)灰色聚類評估和基于三角白化權(quán)函數(shù)的灰評估新方法、離散灰色模型、多目標(biāo)智能灰靶決策模型以及灰色經(jīng)濟(jì)計量學(xué)模型(G-E)、灰色生產(chǎn)函數(shù)模型(G-C-D)、灰色投入產(chǎn)出模型(G-I-O)、灰色馬爾可夫模型(G-M)和灰色博弈模型(C-G)等系作者首次提出。    本書適合用作高等學(xué)校理、工、農(nóng)、醫(yī)、天、地、生及經(jīng)濟(jì)、管理類各專業(yè)大學(xué)生和研究生的教材，亦可供科研機(jī)構(gòu)、企事業(yè)單位和政府部門的科研人員、技術(shù)工作者、管理干部以及系統(tǒng)分析、市場預(yù)測、金融決策、資產(chǎn)評估、企業(yè)策劃人員參考。

作者簡介

劉思峰，1998年華中理工大學(xué)系統(tǒng)工程專業(yè)畢業(yè)獲工學(xué)博士學(xué)位。曾赴美國賓州州立SR大學(xué)國際系統(tǒng)科學(xué)研究所和澳大利亞悉尼大學(xué)高等教育研究為管理學(xué)教授?，F(xiàn)任南京航空航天大學(xué)特聘教授、博士生導(dǎo)師、經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院院長、管理科學(xué)與工程一級學(xué)科博士點、博士后科研流動站和江蘇省重點學(xué)科首席學(xué)科帶頭人，教育部高等學(xué)校管理科學(xué)與工程類學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會委員。
    主要從事“灰色系統(tǒng)理論”和“數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)”等領(lǐng)域的教學(xué)和研究工作。主持、參加國家、省部級課題和國際合作項目50多項；在國際國內(nèi)學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文200多篇，其中英文論文60余篇；出版著作16部，其中英文著作2部，分別由美國UGSS學(xué)術(shù)出版社和德國Springer-Verlag出版公司出版；論文被SCI，EI，ISTP等國際重要文摘機(jī)構(gòu)收錄80余次，論著被國內(nèi)外學(xué)者引用4000多次。獲省部級科技成果獎12項，其中一等獎2項，二等獎5項，三等獎5項。2002年獲系統(tǒng)與控制世界組織獎。主持的《灰色系統(tǒng)理論》和《預(yù)測方法與技術(shù)》課程被評為江蘇省精品課程，主編的《預(yù)測方法與技術(shù)》和《應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)》教材入選國家“十一五”規(guī)劃教材。
    謝乃明，男，管理學(xué)博士，1981年生于安徽省天長市。1998～2008年就讀于南京航空航天大學(xué)(工業(yè)工程、系統(tǒng)工程、灰色系統(tǒng)理論)?，F(xiàn)任南京航空航天大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院講師。主要從事灰色系統(tǒng)理論和工業(yè)工程領(lǐng)域的研究工作。主持、參加國家、省部級科研課題近10項，在Applied Mathematical Modelling，Kybernetes和《系統(tǒng)工程理論與實踐》、《系統(tǒng)工程學(xué)報》、《控制與決策》等國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)刊物發(fā)表論文20余篇，其中多篇被SCI，EI，ISTP等國際重要檢索機(jī)構(gòu)收錄。2006年被評為南京航空航天大學(xué)“十大科創(chuàng)之星”，2007年獲。IEEE灰色系統(tǒng)與智能服務(wù)國際會議優(yōu)秀論文一等獎。
    黨耀國  男，管理學(xué)博士。1964年生于河南省駐馬店市?，F(xiàn)任南京航空航天大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師。兼任中國優(yōu)選法統(tǒng)籌法與經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)研究會理事兼灰色系統(tǒng)專業(yè)委員會副主任，中國農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程青年研究會副主任，江蘇省數(shù)量經(jīng)濟(jì)與管理科學(xué)學(xué)會理事，《灰色系統(tǒng)：理論與應(yīng)用》國際期刊編委。主要從事灰色系統(tǒng)理論和數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)研究。主持和參加國家、省部級課題20余項，在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文80余篇，其中多篇論文被SCI、EI、ISTP、INSPEC等國際重要文摘機(jī)構(gòu)收錄。出版著作、教材9部，獲省部級科技成果一等獎1項、二等獎2項、三等獎2項，廳級科技成果一等獎、二等獎各2項。2005年被評為江蘇省“青藍(lán)工程”優(yōu)秀青年骨干教師。
    方志耕男，管理學(xué)博士。1962年生于安徽省池州市?，F(xiàn)任南京航空航天大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師。兼任中國優(yōu)選法統(tǒng)籌法與經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)研究會理事兼灰色系統(tǒng)專業(yè)委員會副主任，江蘇省數(shù)量經(jīng)濟(jì)與管理科學(xué)學(xué)會理事，《灰色系統(tǒng)：理論與應(yīng)用》國際期刊編委。主要從事灰色系統(tǒng)理論和復(fù)雜系統(tǒng)等領(lǐng)域的研究工作。主持和參加國家、軍隊、省、市等部門科研課題20余項，在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文60多篇，其中多篇論文被SCI、EI、ISTP、INSPEC等國際重要文摘機(jī)構(gòu)收錄。出版著作、教材6部，其中英文著作1部，于2009年由美國Taylor & Francis出版集團(tuán)出版。有10多項科研成果分別獲得軍隊和地方政府的獎勵。2001年被評為“中國人民解放軍總后勤部優(yōu)秀教師”。

書籍目錄

總序序一(英文)序一(中譯文)序二前言第1章  灰色系統(tǒng)的概念與基本原理  1.1  灰色系統(tǒng)理論的產(chǎn)生與發(fā)展動態(tài)  1.2  灰色系統(tǒng)的概念與基本原理  1.3  灰數(shù)及其運(yùn)算  1.4  灰數(shù)白化與灰度  1.5  灰數(shù)灰度的一種公理化定義第2章  灰色方程與灰色矩陣  2.1  灰色代數(shù)方程與灰色微分方程  2.2  灰色矩陣及其運(yùn)算  2.3  幾種特殊的灰色矩陣  2.4  灰色矩陣的奇異性  2.5  灰色特征值與灰色特征向量第3章  序列算子與灰色序列生成  3.1  引言  3.2  沖擊擾動系統(tǒng)與序列算子  3.3  均值生成算子  3.4  序列的光滑性  3.5  級比生成算子  3.6  累加生成算子與累減生成算子  3.7  累加生成的灰指數(shù)律第4章  灰色關(guān)聯(lián)分析  4.1  灰色關(guān)聯(lián)因素與關(guān)聯(lián)算子集  4.2  距離空間  4.3  灰色關(guān)聯(lián)公理與灰色關(guān)聯(lián)度  4.4  廣義灰色關(guān)聯(lián)度  4.5  基于相似性和接近性視角的灰色關(guān)聯(lián)度模型  4.6  關(guān)聯(lián)序  4.7  優(yōu)勢分析  4.8  應(yīng)用實例第5章  灰色聚類評估  5.1  灰色關(guān)聯(lián)聚類  5.2  灰色變權(quán)聚類  5.3  灰色定權(quán)聚類  5.4  基于三角白化權(quán)函數(shù)的灰色評估模型  5.5  灰色評估系數(shù)向量的熵  5.6  應(yīng)用實例第6章  GM(1，1)模型  6.1  GM(1，1)模型的基本形式  6.2  GM(1，1)模型的擴(kuò)展形式  6.3  殘差GM(1，1)模型  6.4  GM(1，1)模型群  6.5  GM(1，1)模型的適用范圍第7章  GM(r，h)模型  7.1  GM(1，N)模型  7.2  GM(0，N)模型  7.3  GM(2，1)模型和Verhulst模型  7.4  GM(r，h)模型第8章  離散灰色預(yù)測模型  8.1  離散灰色模型  8.2  離散灰色模型的拓展與優(yōu)化  8.3  近似非齊次指數(shù)增長離散灰色模型  8.4  多變量離散灰色模型第9章  灰色組合模型  9.1  灰色經(jīng)濟(jì)計量學(xué)模型  9.2  灰色線性回歸組合模型  9.3  灰色生產(chǎn)函數(shù)模型  9.4  灰色人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型  9.5  灰色馬爾可夫模型  9.6  灰色粗糙組合模型第10章  灰色系統(tǒng)預(yù)測  10.1  引言  10.2  數(shù)列預(yù)測  10.3  區(qū)間預(yù)測  10.4  灰色災(zāi)變預(yù)測  10.5  波形預(yù)測  10.6  系統(tǒng)預(yù)測第11章  灰色決策模型  11.1  灰色決策基本概念  11.2  灰靶決策  11.3  灰色關(guān)聯(lián)決策  11.4  灰色發(fā)展決策  11.5  灰色聚類決策  11.6  單目標(biāo)化局勢決策  11.7  多目標(biāo)智能加權(quán)灰靶決策模型第12章  灰色規(guī)劃  12.1  灰參數(shù)線性規(guī)劃  12.2  灰色預(yù)測型線性規(guī)劃  12.3  灰色漂移型線性規(guī)劃  12.4  灰色0-1規(guī)劃  12.5  灰色多目標(biāo)規(guī)劃  12.6  灰色非線性規(guī)劃  12.7  灰色動態(tài)規(guī)劃第13章  灰色投入產(chǎn)出  13.1  灰色投入產(chǎn)出的基本概念  13.2  灰色感應(yīng)度系數(shù)與影響力系數(shù)  13.3  灰色投入產(chǎn)出優(yōu)化模型  13.4  灰色動態(tài)投入產(chǎn)出模型  13.5  應(yīng)用實例第14章  灰色博弈模型  14.1  基于有限理性和有限知識的雙寡頭戰(zhàn)略定產(chǎn)博弈模型  14.2  一種新的局勢順推歸納法模型  14.3  產(chǎn)業(yè)集聚的灰色進(jìn)化博弈鏈模型及其穩(wěn)定性第15章  灰色控制系統(tǒng)  15.1  灰色系統(tǒng)的可控性和可觀測性  15.2  灰色系統(tǒng)的傳遞函數(shù)  15.3  灰色系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性  15.4  幾種典型的灰色控制第16章  灰色系統(tǒng)建模軟件簡介  16.1  軟件的主要特點  16.2  軟件的模塊構(gòu)成  16.3  軟件應(yīng)用與操作指南參考文獻(xiàn)名詞術(shù)語中英文對照

章節(jié)摘錄

插圖：9.1.2灰色經(jīng)濟(jì)計量學(xué)模型的建立經(jīng)濟(jì)計量學(xué)模型有一元線性回歸模型、多元線性回歸模型、非線性模型、滯后變量模型、聯(lián)立方程模型等多種形式。估計經(jīng)濟(jì)計量學(xué)模型參數(shù)，常常會出現(xiàn)一些難以解釋的現(xiàn)象，如一些重要解釋變量的系數(shù)不顯著或某些參數(shù)估計值的符號與實際情況或經(jīng)濟(jì)分析結(jié)論相矛盾，個別觀測數(shù)據(jù)的微小變化引起多數(shù)估計值發(fā)生很大變動等。其主要原因如下：①觀測期內(nèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化；②解釋變量之間存在多重共線問題；③觀測數(shù)據(jù)的隨機(jī)波動或誤差。對于①，②兩種情況，需要對模型結(jié)構(gòu)或解釋變量重新研究、調(diào)整，在情況③下，可以考慮采用觀測數(shù)據(jù)的GM（1，1）模擬值建模，以消除數(shù)據(jù)隨機(jī)波動或誤差的影響，所得的灰色經(jīng)濟(jì)計量學(xué)組合模型更能確切地反映系統(tǒng)變量之間的關(guān)系。同時，以解釋變量的GM（1，1）預(yù)測值為基礎(chǔ)對灰色經(jīng)濟(jì)計量學(xué)模型系統(tǒng)中的內(nèi)生變量進(jìn)行預(yù)測，所得預(yù)測結(jié)果將具有更為堅實的科學(xué)基礎(chǔ)。另外，將內(nèi)生變量的灰色預(yù)測結(jié)果與經(jīng)濟(jì)計量學(xué)模型預(yù)測結(jié)果相互印證，還能夠增進(jìn)預(yù)測結(jié)果的可靠性。建立與應(yīng)用灰色經(jīng)濟(jì)計量學(xué)模型有如下5步。第1步理論模型設(shè)計。對所研究的經(jīng)濟(jì)活動進(jìn)行深入分析，根據(jù)研究目的，選擇進(jìn)入模型的變量，并根據(jù)經(jīng)濟(jì)行為理論或經(jīng)驗以及樣本數(shù)據(jù)所呈現(xiàn)出的變量間的關(guān)系，建立描述這些變量之間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式，即理論模型。

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《灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用(第5版)》由科學(xué)出版社出版。

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