Hệ dự báo mờ ứng dụng dự báo lượng khách hàng theo chuỗi thời gian

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG - ĐỒNG THỊ HIỀN HỆ DỰ BÁO MỜ ỨNG DỤNG DỰ BÁO LƢỢNG KHÁCH HÀNG THEO CHUỖI THỜI GIAN Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60.48.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Thái Nguyên - 2012 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn kết nghiên cứu riêng tôi, không chép Nội dung luận văn có tham khảo sử dụng tài liệu, thông tin đƣợc đăng tải tác phẩm, tạp chí trang web theo danh mục tài liệu tham khảo luận văn Tác giả Đồng Thị Hiền MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN MỞ ĐẦU i DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ ii CHƢƠNG I: BÀI TOÁN DỰ BÁO 1.1 Khái quát về dự báo 1.1.1 Khái niệm về dự báo 1.1.2 Tính chất dự báo 1.1.3 Chƣ́c và vai trò của dƣ̣ báo 1.1.4 Các phƣơng pháp dự báo 1.1.4.1 Phƣơng pháp định tính 1.1.4.2 Phương pháp định lượng 1.2 Dƣ̣ báo dƣ̣a phân tí ch chuỗi thời gian 1.2.1 Khái niệm chuỗi thời gian 1.2.2 Phân tí ch chuỗi thời gian và dƣ̣ báo CHƢƠNG 2: HỆ DƢ̣ BÁO MỜ 11 2.1 Lý thuyết tập mờ 11 2.1.1 Tập mờ 11 2.1.2 Các hàm thuộc tập mờ 13 2.1.3 Các phép toán tập mờ 14 2.1.4 Suy luận xấp xỉ và suy diễn mờ 17 2.2 Hệ mờ 18 2.2.1 Bộ mờ hóa 19 2.2.2 Hệ luật mờ 20 2.2.3 Động suy diễn 20 2.2.4 Bộ giải mờ 21 2.3 Chuỗi thời gian mờ 22 2.3.1 Đị nh nghĩ a tập mờ và chuỗi thời gian mờ 22 2.3.2 Một số đị nh nghĩ a liên quan đến chuỗi thời gian mờ 23 2.4 Một số thuật toán dƣ̣ báo chuỗi thời gian mờ 25 2.4.1 Mô hì nh thuật toán của Song và Chissom 25 2.4.2 Mô hì nh thuật toán của Chen 25 2.4.3 Mô hì nh thuật toán Heuristic của Huarang 26 2.4.4 Thuật toán bậc cao của Chen 27 2.4.5 Thuật toán bậc cao của Singh 28 KẾT LUẬN CHƢƠNG 32 CHƢƠNG 3: PHƢƠNG PHÁP DƢ̣ BÁO DƢ̣A TRÊN CHUỖI THỜI GIAN MỜ ỨNG DỤNG DỰ BÁO LƢỢNG KHÁCH HÀNG 33 3.1 Phƣơng pháp dự báo dựa chuỗi thời gian mờ 33 3.1.1 Thuật toán 33 3.1.2 Ứng dụng dự báo số lƣợng khách hàng Công ty y dƣợc YHT 34 3.2 Phƣơng pháp dự báo dựa số mờ hình thang 41 3.2.1 Thuật toán 41 3.2.2 Dự báo số lƣợng khách hàng công ty Y dƣợc YHT 46 3.3 Xây dƣ̣ng ƣ́ng dụng dƣ̣ báo lƣợng khách hàng: 63 3.3.1 Xử lý liệu 63 3.3.2 Giao diện chức chƣơng trình 64 KẾT LUẬN 68 DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ Bảng 1.1: Các phƣơng pháp dự báo Hình 2.1: Đồ thị biểu diễn tập mờ cho số nguyên 12 Hình 2.2: Đồ thị biểu diễn tập mờ cho tập ngƣời đàn ông thấp, trung bình cao 13 Hình 2.3 Đồ thị nhóm hàm đơn điệu 13 Hình 2.4 Đồ thị nhóm hàm hình chuông 12 Hình 2.3 Đồ thị nhóm hàm đơn điệu 13 Hình 2.4 Đồ thị nhóm hàm hình chuông 14 Hình 2.5 Cấu hình hệ mờ 19 Bảng 3.1: Số liệu khách hàng thực tế Công ty Cổ phần y dƣợc YHT 36 Bảng 3.2 Mối quan hệ logic mờ lƣợng khách hàng 37 Bảng 3.3 Nhóm mối quan hệ logic mờ 37 Bảng 3.4 So sánh các phƣơng pháp dƣ̣ báo 39 Hình 3.1 Đồ thị so sánh kết dự báo giá trị thực 40 Hình 3.2 Số mờ hì nh thang 42 Bảng 3.4 Bảng giá trị sở để lập khoảng 43 Bảng 3.5 Số lƣợng khách hàng Công ty Cổ phần y dƣợc YHT 45 Bảng 3.6 Giá trị mờ khách hàng các năm 47 Bảng 3.7 Quan hệ mờ về số lƣợng khách hàng 48 Bảng 3.8.Nhóm mối quan hệ logic mờ 48 Bảng 3.9 Dƣ̣ báo số lƣợng khách hàng qua các năm 50 Bảng 3.10 Giá trị dự báo theo độ thuộc  52 Bảng 3.11 Bảng số lƣợng khách hàng Khách sạn Công Đoàn – Hải Phòng 53 Bảng 3.12 Giá trị dự báo mờ về số lƣợng khách hàng khách sạn 54 Bảng 3.13 Nhóm quan hệ logic mờ 56 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Bảng 3.14 Dƣ̣ báo số lƣợng khách hàng Khách sạn Công Đoàn – Hải Phòng 56 Bảng 3.15: Dự báo số lƣợng khách hàng năm 2010 với độ thuộc  (01) 56 Bảng 3.16 Dự báo lƣợng khách hàng bốn phƣơng pháp 58 Bảng 3.17 Sai số trung bì nh của các phƣơng pháp dƣ̣ báo 59 Bảng 3.18 Kết quả dƣ̣ báo số lƣợng khách hàng Khách sạn Công Đoàn – Hải Phòng 60 Bảng 3.19: Sai số trung bình phƣơng pháp dƣ̣ báo 61 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Dự báo phát biểu về tƣơng lai sở để đƣa định Dự báo dẫn đến định Dự báo sai hậu thật khôn lƣờng Dự báo rất cần cho sống dự báo đƣợc quan tâm từ rất lâu Những nhà tiên tri, lời sấm, khoa bói toán có từ xa xƣa Khi khoa học chƣa phát triển dự báo dựa quan sát, thống kê đơn giản để từ rút kết luận dựa kinh nghiệm, cảm tính thông thƣờng dự báo thời nhiều đều mang màu sắc thần bí Ngày khoa học kỹ thuật phát triển Các kỹ thuật quan sát, thu tập, thống kê, xử lý thông tin, đều phát triển vƣợt bậc, khoa học dự báo có sở toán học vững mà đƣợc kế thừa thành rất nhiều ngành khoa học khác thành tựu khoa học dự báo đóng góp rất nhiều cho định ảnh hƣởng tích cực đến phát triển lịch sử nhân loại Bài toán dự báo toán khó, có độ phức tạp tính toán lớn Do cần thiết toán mà quốc gia, tổ chức, nhà khoa học… quan tâm nghiên cứu, giải Đã có nhiều phƣơng pháp dự báo đƣợc sử dụng mô hình dự báo khác Mỗi phƣơng pháp đều có ƣu điểm, nhƣợc điểm Ví dụ: …… - Phƣơng pháp chuyên gia - Phƣơng pháp mô - Phƣơng pháp ma trận tác động qua lại - Phƣơng pháp kịch - Phƣơng pháp định - Phƣơng pháp dự báo tổng hợp Tuy nhiên toán phức tạp nên phƣơng pháp bộc lộ nhiều nhƣợc điểm: Độ phức tạp tính toán lớn, độ xác không cao, không tính đƣợc ảnh hƣởng yếu tố khách quan kết dự báo đủ tốt nên ngƣời phải chịu nhiều bất ngờ trƣớc biến động sống Đã có rất nhiều dự báo sai, có rất nhiều vấn đề ngƣời không dự báo đƣợc dẫn đến hậu tai hại Vì nghiên cứu dự báo vấn đề có tính thời Để dự báo thông thƣờng ngƣời ta phải thu thập thông tin về đối tƣợng dự báo, về đối tƣợng liên quan … Trên sở kết xử lý thông tin đó, ngƣời ta đƣa phán đoán về tƣơng lai Tuy vậy, ngƣời ta thu thập đƣợc đầy đủ thông tin cần thiết thông tin thu thập đƣợc thông tin xác Việc xử lý thông tin không đầy đủ, không xác làm cho toán dự báo thêm rắc rối Tuy nhiên thực tế né tránh nên phƣơng pháp xử lý thông tin không đầy đủ, không xác đƣợc áp dụng giải toán dự báo để đƣa lời dự báo vấn đề cần quan tâm Khái niệm tập mờ đƣợc đƣa từ năm 1965 ngày đƣợc ứng dụng nhiều lĩnh vực khác nhất điều khiển trí tuệ nhân tạo Dựa vào kết thống kê thao tác hợp lý chuỗi thời gian mờ ta làm giảm nhiều độ phức tạp tính toán, rút đƣợc quy luật trình từ đƣa phán đoán đủ xác về tƣơng lai Với mục tiêu tìm hiểu về việc sử dụng mô hình chuỗi thời gian dự báo đặc biệt là việc sƣ̉ dụng mô hì nh chuỗi thời gian mờ , đã lƣ̣a chọn đề tài : ―Hệ dự báo mờ - ứng dụng dự báo lượng khách hàng theo chuỗi thời gian” làm đề tài cho luận văn tốt nghiệp của mì nh Nội dung chí nh của luận văn là tì m hiểu , nghiên cƣ́u nhƣ̃ng khái niệm , tính chất và một số thuật toán mô hì nh chuỗi thời gian mờ , ứng dụng dự báo số lƣợng khách hàng công ty Cổ phần y dƣợc YHT, Dự báo số lƣợng khách hàng khách sạn Công Đoàn – Hải Phòng Nội dung luận văn gồm chƣơng nhƣ sau: Chƣơng 1: Bài toán dự báo Chƣơng 2: Hệ dƣ̣ báo mờ Chƣơng 3: Phƣơng pháp dƣ̣ báo dƣ̣a chuỗi thời gian mờ Ứng dụng dƣ̣ báo lƣợng khách hàng Luận văn đƣợc hoàn thành dƣới hƣớng dẫn tận tình Thầy giáo, TS Nguyễn Tân Ân – Thầy đã hƣớng dẫn , bảo đóng góp nhiều ý kiến quý báu giúp đỡ em suốt trình hoàn thành luận văn Em cũng xin đƣợc gƣ̉i lời cảm ơn tới Thầy, Cô giáo tại trƣờng Đại học CNTT TT- Đại học Thái Nguyên đã tham gia giảng dạy , giúp đỡ em suốt trình học tập nâng cao trình độ , kiến thƣ́c Để bài luận văn của em đƣợc hoàn thiện , em rất mong nhận đƣợc nhƣ̃ng đóng góp ý kiến Thầy, cô giáo và các bạn CHƢƠNG I: BÀI TOÁN DỰ BÁO 1.1 Khái quát dự báo 1.1.1 Khái niệm dự báo Dƣ̣ báo là một môn khoa học và nghệ thuật tiên đoán nhƣ̃ng sƣ̣ việc sẽ xảy tƣơng lai, sở ph ân tí ch khoa học về các dƣ̃ liệu đã thu thập đƣợc Xác đị nh xu hƣớng vận động của các hiện tƣợng tƣơng lai nhờ vào một số mô hì nh toán học Dƣ̣ báo có thể là một dƣ̣ đoán chủ quan hoặc trƣ̣c quan về tƣơng lai Nhƣng dự báo đƣợc xác , ngƣời ta cố loại trƣ̀ nhƣ̃ng tí nh chủ quan của ngƣời dƣ̣ báo Ngày vai trò dự báo ngày đƣợc khẳng định tăng lên đáng kể lĩnh vực đời sống xã hội 1.1.2 Tính chất của dự báo - Dự báo mang tính xác suất Mỗi đối tƣợng dự báo đều vận động theo quy luật đó, quỹ đạo nhất định đó, đồng thời trình phát triển luôn chịu tác động môi trƣờng hay yếu tố bên Bản thân môi trƣờng hay yếu tố tác động đứng im mà luôn trạng thái vận động phát triển không ngừng Về phía chủ thể dự báo, thông tin hiểu biết về đối tƣợng tƣơng lai nghèo nàn Vì dù trình độ dự báo có hoàn thiện đến đâu chắn kết dự báo hoàn toàn xác Hay nói cách khác dự báo mang tính xác suất - Dự báo đáng tin cậy Dự báo mang tính xác suất nhƣng đáng tin cậy dựa sở lý luận phƣơng pháp luận khoa học Đó phép biện chứng vật lịch sử, hệ thống lý luận về khoa học, về kinh tế xã hội Phƣơng pháp công cụ xử lý thông tin ngày đại Xét về mặt chất, dự báo phản ảnh vƣợt trƣớc, giả thiết về phát triển đối tƣợng dự data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read ... sử dụng mô hình chuỗi thời gian dự báo đặc biệt là việc sƣ̉ dụng mô hì nh chuỗi thời gian mờ , đã lƣ̣a chọn đề tài : Hệ dự báo mờ - ứng dụng dự báo lượng khách hàng theo chuỗi thời. .. THỜI GIAN MỜ ỨNG DỤNG DỰ BÁO LƢỢNG KHÁCH HÀNG 33 3.1 Phƣơng pháp dự báo dựa chuỗi thời gian mờ 33 3.1.1 Thuật toán 33 3.1.2 Ứng dụng dự báo số lƣợng khách hàng. .. 3.10 Giá trị dự báo theo độ thuộc  52 Bảng 3.11 Bảng số lƣợng khách hàng Khách sạn Công Đoàn – Hải Phòng 53 Bảng 3.12 Giá trị dự báo mờ về số lƣợng khách hàng khách sạn