一种基于改进GM（1,1）模型的碳交易价格预测方法技术

技术编号：41298724 阅读：6 留言：0更新日期：2024-05-13 14:46

本发明专利技术公开了一种基于改进GM(1,1)模型的碳交易价格预测方法，包括步骤：1)基于差分阈值滤波法对原始数据进行预处理，得到光滑度提升后的样本序列；2)对样本序列进行检验，以验证建立GM(1,1)模型的可行性；3)采用通过检验后的样本序列建立GM(1,1)灰微分方程，求解得出预测值；4)用残差验证法验证预测值的精度，并对模型改进前后的预测结果进行比较。本发明专利技术基于差分阈值滤波法对原始数据进行预处理，有效提升了碳交易价格样本曲线的光滑度，有利于提高碳交易价格预测精度。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳交易价格预测方法，具体是涉及一种基于改进gm(1,1)模型的碳交易价格预测方法。

技术介绍

1、减少温室气体排放、积极应对气候变化，已成为全球共识。碳排放权交易价值作用日益凸显。中国全国统一碳市场也加速推进，碳交易价格作为碳交易市场的核心，因此对未来碳交易价格的预测具有重要意义。

2、已有针对碳排放指标交易价格的预测极少，目前用于价格预测的数理模型主要有两大类：一是通过单一模型进行预测，如har-rv高频波动率模型、rarch模型、k-最近邻模型等；二是通过不同类型、频率的模型相组合的方式进行预测如将遗传算法(ga)、经验模式分解(emd)和人工神经网络(ann)相结合的多尺度集成预测模型，以及 arma-garch、ms-ar和cv-svm等组合模型等。已有相关研究多采用比较高级的单一或组合预测模型，提高预测精确度和鲁棒性的同时，也大大加深了预测过程的复杂性，少见将典型的、简易的预测方法加以改进和发展，提高精确度的同时也便于推广运用。

技术实现思路

1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种在少量的、不完全的样本情况下，提高碳交易价格预测结果精确度的基于改进gm(1,1)模型的碳交易价格预测方法。

2、技术方案：本专利技术的碳交易价格预测方法，包括步骤如下：

3、s1，基于差分阈值滤波法对原始数据进行预处理，得到光滑度提升后的样本序列x(0)；

4、s2，对样本序列进行检验，以验证建立gm(1,1)模型的可行性；</p>

5、s3，采用通过检验后的样本序列，建立gm(1,1)微分方程，求解得出预测值；

6、s4，利用残差验证法对步骤s3所得预测值的精度进行检验。

7、进一步，步骤s1中，基于差分阈值滤波法对原始数据进行预处理的具体步骤如下：

8、s11，采用一阶差分处理整个有序序列得出增量序列；

9、s12，计算出原来序列的标准差sd，去掉增量序列中大于两倍sd的点，得到光滑度提升后的样本序列x(0)：

10、x(0)＝(x0(1),x0(2),…，x0(n))

11、其中，n表示经差分阈值滤波法处理后的样本总个数，n≤m,x0(n)表示第n个样本数。

12、进一步，步骤s2中，通过计算序列x(0)的级比，对光滑度提升后的样本序列进行检验，并进行判断；

13、则序列x(0)的级比的计算表达式如下：

14、

15、若满足λi∈(e-2/(n+1),e2/(n+1))，则序列x(0)能用建立gm(1,1)进行灰色预测；

16、若不满足λi∈(e-2/(n+1),e2/(n+1))，则进行平移变换：

17、y(0)(i)＝x(0)(i)+c

18、其中，c为常数。

19、进一步，步骤s3中，采用通过检验后的序列，建立的gm(1,1)微分方程表达式如下：

20、

21、则预测值的表达式如下：

22、

23、

24、式中，x(0)(i)为灰导数，a为发展参数，b为灰作用量，z(1)(i)为数列x(1)的邻值生成序列。

25、进一步，步骤s4中，利用残差验证法对所得预测值的精度进行检验，满足如下表达式，则验证改进后gm(1,1)模型的具有先进性：

26、

27、其中，ε(i)表示采用原始gm(1,1)模型预测计算得到的相对残差；ε′(i)表示采用差分阈值滤波法对gm(1,1)模型进行改进后计算得到的相对残差。

28、本专利技术与现有技术相比，其显著效果如下：

29、1、本专利技术基于差分阈值滤波法对原始数据进行预处理，有效提升了碳交易价格样本曲线的光滑度，有利于提高碳交易价格预测精度；

30、2、本专利技术将典型的、简易的预测方法加以改进和发展，可以提高碳交易价格预测精确度的同时也便于推广运用，利于碳交易价格预测工作者的方便使用。

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【技术保护点】

1.一种基于改进GM(1,1)模型的碳交易价格预测方法，其特征在于，包括步骤如下：

2.根据权利要求1所述的基于改进GM(1,1)模型的碳交易价格预测方法，其特征在于，步骤S1中，基于差分阈值滤波法对原始数据进行预处理的具体步骤如下：

3.根据权利要求2所述的基于改进GM(1,1)模型的碳交易价格预测方法，其特征在于，步骤S2中，通过计算序列X(0)的级比，对光滑度提升后的样本序列进行检验，并进行判断；

4.根据权利要求1所述的基于改进GM(1,1)模型的碳交易价格预测方法，其特征在于，步骤S3中，采用通过检验后的序列，建立的GM(1,1)微分方程表达式如下：

5.根据权利要求1所述的基于改进GM(1,1)模型的碳交易价格预测方法，其特征在于，步骤S4中，利用残差验证法对所得预测值的精度进行检验，满足如下表达式，则验证改进后GM(1,1)模型的具有先进性：

【技术特征摘要】

1.一种基于改进gm(1,1)模型的碳交易价格预测方法，其特征在于，包括步骤如下：

2.根据权利要求1所述的基于改进gm(1,1)模型的碳交易价格预测方法，其特征在于，步骤s1中，基于差分阈值滤波法对原始数据进行预处理的具体步骤如下：

3.根据权利要求2所述的基于改进gm(1,1)模型的碳交易价格预测方法，其特征在于，步骤s2中，通过计算序列x(0)的级比，对光滑度提升后的样本序列...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋晓健，吴俊，张曼，朱俊杰，林天津，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，
类型：发明
国别省市：

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