(Luận văn) tối ưu hóa các tham số cho mô hình dự báo chuỗi thời gian mờ theo ngữ nghĩa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN NGUYỄN THANH SƠN a lu n n va p ie gh tn to TỐI ƢU HÓA CÁC THAM SỐ CHO MƠ HÌNH DỰ BÁO d oa nl w CHUỖI THỜI GIAN MỜ THEO NGỮ NGHĨA f an nv a lu oi lm ul at nh LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH z z om l.c gm @ an Lu Bình Định - Năm 2019 n va ac th si BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN NGUYỄN THANH SƠN a lu n n va p ie gh tn to TỐI ƢU HĨA CÁC THAM SỐ CHO MƠ HÌNH DỰ BÁO d oa nl w CHUỖI THỜI GIAN MỜ THEO NGỮ NGHĨA f an nv a lu Chuyên ngành: Khoa học máy tính ul oi lm Mã số: 8.48.01.01 at nh z z @ om l.c gm Ngƣời hƣớng dẫn: TS Lê Xuân Việt an Lu n va ac th si LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: - Những nội dung luận văn thực hướng dẫn thầy TS Lê Xuân Việt - Mọi tham khảo dùng luận văn trích dẫn rõ ràng tên tác giả, cơng trình a lu - Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa n n va cơng bố cơng trình khác tn to Học viên thực luận văn p ie gh (Ký ghi rõ họ tên) oa nl w Nguyễn Thanh Sơn d f an nv a lu oi lm ul at nh z z om l.c gm @ an Lu n va ac th si LỜI CẢM ƠN Với tình cảm trân trọng, tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau đại học, Khoa Công nghệ thông tin – Trường Đại học Quy Nhơn tạo điều kiện cho q trình học tập q trình hồn thành luận văn cuối khóa Xin gửi lịng biết ơn chân thành tới thầy, cô giáo giảng dạy lớp Cao học Khoa Học Máy Tính K20 – Trường Đại học Quy Nhơn truyền đạt cho kiến thức bổ trợ, vơ có ích suốt q trình học tập a lu n Qua đây, xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám hiệu trường Trung cấp n va Thủ cơng mỹ nghệ Bình Định, nơi tơi công tác tạo điều kiện tn to thuận lợi cho thời gian học tập Xin cảm ơn gia đình, đồng nghiệp, p ie gh bạn bè chia sẻ, giúp đỡ tơi hồn thành luận văn oa nl w Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy TS.Lê Xuân Việt, người hướng dẫn khoa học, tận tình bảo, giải đáp thắc d mắc, giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành luận văn a lu f an nv Mặc dù, suốt q trình làm luận văn, tơi cố gắng tập trung tìm ul hiểu nghiên cứu tham khảo nhiều tài liệu liên quan Tuy nhiên, thân oi lm chưa có nhiều kinh nghiệm nghiên cứu khoa học thời gian hạn nh hẹp, chắn luận văn cịn khơng thiếu sót Kính mong nhận at ý kiến đóng góp quý thầy, cô đồng nghiệp, bạn bè để luận văn z z hoàn chỉnh om l.c gm @ Tôi xin chân thành cảm ơn! an Lu n va ac th si MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ix MỞ ĐẦU a lu Mục tiêu nghiên cứu n n va Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 2.2 Phạm vi nghiên cứu p ie gh tn to 2.1 Đối tượng nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu 3.1 Thu thập liệu 3.2 Phương pháp nghiên cứu oa nl w 3.2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết d 3.2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm a lu nv Ý nghĩa khoa học thực tiễn f an CHƢƠNG MỘT SỐ MƠ HÌNH DỰ BÁO CHUỖI THỜI GIAN MỜ ul oi lm 1.1 MỘT SỐ CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1.1 Tập mờ at nh 1.1.2 Các phép toán tập mờ 1.1.3 Logic mờ z z 1.1.4 Chuỗi thời gian mờ @ gm 1.1.5 Đại số gia tử 10 1.2 CÁC MƠ HÌNH DỰ BÁO 14 om l.c 1.2.1 Mơ hình dự báo chuỗi thời gian mờ Song & Chissom 14 1.2.2 Mơ hình dự báo chuỗi thời gian mờ cải tiến Chen 15 an Lu 1.2.3 Mô hình dự báo chuỗi thời gian mờ dựa đại số gia tử 16 n va ac th si C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an KẾT LUẬN CHƢƠNG 17 CHƢƠNG TỐI ƢU HÓA CÁC THAM SỐ CHO MƠ HÌNH DỰ BÁO CHUỖI THỜI GIAN MỜ 18 2.1 PHƢƠNG PHÁP TỐI ƢU PSO 18 2.2 BÀI TOÁN DỰ BÁO CHUỖI THỜI GIAN 20 2.3 KẾT HỢP THUẬT TOÁN PSO CHO MƠ HÌNH DỰ BÁO CHUỖI THỜI GIAN MỜ DỰA TRÊN ĐẠI SỐ GIA TỬ 23 KẾT LUẬN CHƢƠNG 26 CHƢƠNG CÀI ĐẶT CHƢƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG 28 a lu 3.1 PHÁT BIỂU BÀI TOÁN 28 n 3.2 LỰA CHỌN NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH 30 n va 3.3 MỘT SỐ THỦ TỤC CHÍNH 30 3.3.2 Thủ tục PSO tối ƣu tham số α, θ, sp, dp 36 p ie gh tn to 3.3.1 Thủ tục trả MSE 30 3.4 GIAO DIỆN CHÍNH CỦA CHƢƠNG TRÌNH 40 3.5 HƢỚNG DẪN THỰC HIỆN CHƢƠNG TRÌNH 41 oa nl w 3.6 KẾT QUẢ CHẠY THỬ NGHIỆM 42 3.6.1 Bài toán dự báo số chứng khoán Đài Loan 42 d a lu 3.6.2 Bài toán dự báo khách du lịch quốc tế đến Việt Nam 44 nv 3.7 SO SÁNH, ĐÁNH GIÁ 45 f an 3.7.1 Bài toán dự báo số chứng khoán Đài Loan 45 oi lm ul 3.7.2 Bài toán dự báo khách du lịch quốc tế đến Việt Nam 47 KẾT LUẬN CHƢƠNG 49 at nh KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 50 Kết luận chung: 50 z z Hƣớng phát triển đề tài 51 @ gm DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 om l.c PHỤ LỤC 54 an Lu n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT a lu n Ký hiệu viết tắt Ý nghĩa ĐSGT Đại số gia tử NQHNN Nhóm quan hệ ngơn ngữ PSO Tối ưu bầy đàn n va STT p ie gh tn to d oa nl w f an nv a lu oi lm ul at nh z z om l.c gm @ an Lu n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang Bảng 1.1 Một số phép kéo theo mờ thông dụng Bảng 2.1 Số lượng khách du lịch quốc tế đến Việt Nam từ 21 tháng 01 năm 2010 đến tháng 12 năm 2011 a lu Bảng 2.2 Số sinh viên nhập học Trường Đại học Alabama 22 n n va từ năm 1971 đến 1992 28 Bảng 3.2 Số lượng khách du lịch quốc tế đến Việt Nam 29 Bảng 3.3 Kết so sánh dự báo số chứng khoán Đài 46 p ie gh tn to Giá trị số chứng khoán Đài Loan Bảng 3.1 oa nl w Loan Kết so sánh dự báo khách du lịch quốc tế đến 48 d Bảng 3.4 a lu f an nv Việt Nam oi lm ul at nh z z om l.c gm @ an Lu n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số hiệu hình Tên hình Trang a lu n n va Đồ thị biểu diễn hàm thuộc nhanh Hình 2.1 Cấu trúc phần tử 23 Hình 3.1 Giao diện chương trình 40 Hình 3.2 Sau tải liệu lên 41 Hình 3.3 Màn hình kết tham số tối ưu dự báo số 42 chứng khoán Đài Loan p ie gh tn to Hình 1.1 Hình 3.4 Màn hình kết cho toán dự báo số chứng 43 oa nl w khốn Đài Loan Hình 3.5 Màn hình kết tham số tối ưu dự báo khách 44 d du lịch quốc tế đến Việt Nam nv a lu Màn hình kết cho tốn dự báo khách du lịch 45 f an Hình 3.6 oi lm ul quốc tế đến Việt Nam at nh z z om l.c gm @ an Lu n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an MỞ ĐẦU Có nhiều nghiên cứu ngồi nước nghiên cứu chuỗi thời gian để tiến hành dự báo kiểm chứng độ xác mơ hình lĩnh vực khác dự báo dân số (Abbasov Mamedova, 2003 [17]), chứng khoán (Huarng, 2001 [9]) Trong nghiên cứu Q Song B.S Chissom đề xuất mơ hình dự báo chuỗi thời gian mờ nhằm dự báo số sinh viên nhập học Trường Đại học Alabama từ số liệu lịch sử có từ năm a lu 1971 đến 1992 [4,5,6] Sau đó, S.M Chen cải tiến phương pháp dự báo n chuỗi thời gian mờ nhằm đưa cách tính toán đơn giản [7,10,11] hiệu n va p ie gh tn to Trong nghiên cứu này, xây dựng mơ hình dự báo chuỗi thời gian mờ dựa tiếp cận đại số gia tử, kết hợp với phương pháp tối ưu bầy đàn PSO [1] thử nghiệm dự báo số chứng khoán Mục tiêu nhằm nâng oa nl w cao độ xác kết dự báo d Chính lý trên, tiến hành thực đề tài nghiên cứu: a lu “Tối ưu hóa tham số cho mơ hình dự báo chuỗi thời gian mờ theo ngữ f an nv nghĩa” oi lm ul Mục tiêu nghiên cứu nh Mục tiêu chính: nghiên cứu mơ hình dự báo chuỗi thời gian mờ dựa at đại số gia tử, phương pháp tối ưu bầy đàn PSO ứng dụng z z toán dự báo số chứng khoán Đài Loan gm @ Mục tiêu cụ thể: om l.c + Nghiên cứu sở tốn học mơ hình: lý thuyết tập mờ, logic mờ, chuỗi thời gian mờ, đại số gia tử, phương pháp tối ưu bầy đàn PSO, mô an Lu hình dự báo chuỗi thời gian mờ Song & Chissom, mơ hình dự báo chuỗi n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 60 double min1, max1; int k, count, sk; double vmin, vmax, s, MSPE; int n; double data[2000]; DSGT() { init(); } void init() { a lu memset(khoang, 0, 2000*sizeof(int)); n for (int i=0; idata, data, (n+1)*sizeof(double)); this->n = n; } double proc() { a lu datamin = data[1]; n for (i = 1; i