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连续秩概率得分(CRPS):用于计算概率和集合预测的Matlab实现

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简介:
本工作介绍了连续秩概率得分(CRPS)在MATLAB中的实现方法,旨在评估概率及集合预报的质量,为气象、金融等领域提供准确可靠的预测效果分析工具。 CRPS(Continuous Ranked Probability Score)用于衡量预测分布(fcst)与观测值(obs)之间的接近程度,在预测验证领域被广泛应用。 函数调用格式如下: - [mean_CRPS] = crps(fcst,obs); - [mean_CRPS] = crps(fcst,obs,plot_pos); - [mean_CRPS,crps_values,num] = crps(fcst,obs); 输入参数包括: - obs:观察向量。 - fcst:大小为N x M的预测矩阵集合。其中,N必须等于length(obs),M表示集合成员的数量。 - plot_pos(可选):用于绘制确定累积分布函数的位置。 输出结果如下: - mean_CRPS:非缺失CRPS值的平均数; - crps_values(当需要时返回):长度为n的向量,包含所有CRPS值; - num(当需要时返回):计算mean_CRPS所使用的非缺失CRPS值的数量。 示例代码如下: ```matlab fcst = rand(1000, 1000); obs = rand(1000, 1); [meanCRPS] = crps(fcst, obs); ``` 此段落介绍了如何使用函数计算连续排名概率得分,以评估预测分布与观测值之间的吻合度。

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  • CRPS):Matlab
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    本工作介绍了连续秩概率得分(CRPS)在MATLAB中的实现方法,旨在评估概率及集合预报的质量,为气象、金融等领域提供准确可靠的预测效果分析工具。 CRPS(Continuous Ranked Probability Score)用于衡量预测分布(fcst)与观测值(obs)之间的接近程度,在预测验证领域被广泛应用。 函数调用格式如下: - [mean_CRPS] = crps(fcst,obs); - [mean_CRPS] = crps(fcst,obs,plot_pos); - [mean_CRPS,crps_values,num] = crps(fcst,obs); 输入参数包括: - obs:观察向量。 - fcst:大小为N x M的预测矩阵集合。其中,N必须等于length(obs),M表示集合成员的数量。 - plot_pos(可选):用于绘制确定累积分布函数的位置。 输出结果如下: - mean_CRPS:非缺失CRPS值的平均数; - crps_values(当需要时返回):长度为n的向量,包含所有CRPS值; - num(当需要时返回):计算mean_CRPS所使用的非缺失CRPS值的数量。 示例代码如下: ```matlab fcst = rand(1000, 1000); obs = rand(1000, 1); [meanCRPS] = crps(fcst, obs); ``` 此段落介绍了如何使用函数计算连续排名概率得分,以评估预测分布与观测值之间的吻合度。
  • Erlang B C :基 MATLAB
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    本文章介绍了如何使用MATLAB编程语言来实现Erlang B和C模型的概率计算方法,为通信网络中的资源分配提供理论支持和技术手段。 Erlang B 和 C 概率是排队论中的两个重要概念,在电信网络设计、系统容量规划和资源分配等领域有着广泛的应用。MATLAB 是一个强大的数学计算软件,非常适合进行这种复杂的概率计算。 Erlang B 模型,也称为无服务丢失模型,主要应用于系统中有无限大缓冲区的情况。它考虑了一个系统中当有n个服务器同时工作时,如果新的呼叫到达且所有服务器都在忙碌,则呼叫会被无限期地等待直到有服务器空闲出来。Erlang B 公式可以帮助我们计算在给定平均呼叫到达率λ和服务器数量n的情况下,系统不发生阻塞的概率。 Erlang C 模型则考虑了有限的服务能力,即系统中的缓冲区有限或不存在。在这种情况下,如果所有服务器都在忙碌,则新到来的呼叫可能会被拒绝或丢失。Erlang C 公式用于计算在同样的λ和n条件下,系统发生阻塞的概率。 MATLAB 提供了数值稳定的方法来实现这两个模型的计算。递推关系是一种有效的数值方法,在处理大规模服务器系统时可以避免浮点误差的积累。给定的 MATLAB 例程中很可能包含了这些递推算法,使得用户能够快速准确地计算出各种场景下的Erlang B和C概率。 Engset 阻塞概率模型是 Erlang B 和 C 的扩展,尤其适用于具有多种资源类型和服务等级的系统,在通信网络中可能意味着不同类型的呼叫或数据流需要不同的处理能力。Engset 模型考虑了资源的多级分配,并计算在特定资源组合下系统不会拒绝呼叫的概率。 通过使用这些 MATLAB 程序,电信工程师或研究人员可以对不同的网络配置进行建模和分析,预测系统的性能如呼叫接通率、服务质量(QoS)以及需要多少服务器来满足特定需求等。这有助于优化网络设计,在降低成本的同时提高用户满意度。 在实际操作中,用户可能需要导入这些 MATLAB 文件,并了解其内部函数和算法以适应特定的系统需求。同时根据返回的结果进行敏感性分析,探索不同参数变化对系统性能的影响。这将帮助决策者更好地理解系统行为并为制定策略提供科学依据。 总结来说,Erlang B 和 C 概率 - MATLAB 开发的内容可能包括一系列MATLAB脚本或函数用于计算排队论中的 Erlang B、C 以及 Engset 模型的阻塞概率。这些工具对于电信网络性能评估和优化至关重要,并能帮助专业人士更有效地管理和设计复杂的通信系统。
  • 正态布函数:正态布曲线下MATLAB
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    本文介绍了如何使用MATLAB编程来计算和绘制标准正态分布及其变种的概率密度函数,并求解特定区间内的累积概率值。 此函数用于计算正态分布曲线下的概率,并可选择绘制图形及计算面积。 输入参数: - x:在正态分布曲线上的一点。 - mean:正态分布的平均值。 - sigma:正态分布的标准偏差。(提示:对于标准正态分布,其均值为0且sigma等于1。) - plotting(可选):如果设置为1,则绘制计算出的面积。 输出: 函数返回从负无穷大到点x之间的曲线下面积。 示例代码: ```matlab x = -20:20; % 定义数据范围,例如从-20至20。 sigma = length(x)/2/3.5; % 设置PDF的宽度为约3.5个标准差单位。 mean_value = 0; normaldistribution(mean_value, sigma, 1); ``` 注意:该函数由谢里夫·奥姆兰编写,他是苏黎世大学和大学医院的研究人员。日期标注为2009年5月。
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    概率检测与虚警概率分析专注于研究在信号处理和统计推断领域中,如何有效地评估和优化目标检测系统性能。此主题探讨了在复杂噪声环境中,准确识别真实信号同时最小化错误报警的关键技术。通过对理论模型的深入剖析及实际应用案例的研究,旨在为雷达、通信和其他相关领域的研发提供指导与支持。 在信号检测过程中,单个用户的检测概率与虚警概率之间存在着一定的关系。
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    本教程详细讲解了如何使用MATLAB软件进行正态分布概率的计算。包括正态分布函数的应用、均值和标准差的设定以及常见问题解决方法。适合初学者快速掌握相关技能。 求正态随机变量X~N(2, 0.5^2)的概率P(2.11
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  • MATLAB二维密度
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    本教程详细介绍如何使用MATLAB软件计算二维随机变量的概率密度函数(PDF)及累积分布函数(CDF),并附有实例代码与图形展示。 Matlab 二维正态概率密度函数用于计算二维空间中的正态分布的概率密度值。在处理涉及两个随机变量的数据集时,此功能特别有用。它允许用户输入均值向量和协方差矩阵来定义特定的二维正态分布,并通过给定的位置坐标计算相应的概率密度值。
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    本资源提供MATLAB代码及教程,用于计算两个随机变量间的联合概率密度分布。基于mvnpdf函数实现双随机变量分析,适用于统计学与工程领域的复杂数据分析需求。 用于求解两个或多个随机变量的联合概率密度,并可以绘制出它们的概率分布图。
  • 风电功方法——利数值天气报结果
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    本研究探讨了一种基于数值天气预报集合数据进行风电功率概率预测的方法,旨在提高预测精度和可靠性。 《电子功用-基于数值天气预报集合预报结果的风电功率概率预测方法》是一份深入探讨风电功率预测技术的行业文档,其核心内容围绕如何利用数值天气预报(Numerical Weather Prediction, NWP)集合预报的结果进行风电场功率输出的概率预测。这份资料对于理解风电产业、气象科学与电力系统之间的紧密关系,以及提高风电并网效率和稳定性具有重要价值。 我们需要了解的是NWP,这是一种通过数学模型和计算机模拟大气运动来预测未来天气的方法。NWP系统会考虑温度、湿度、风速和风向等物理过程,并进行高精度计算以预测未来的气象条件。在风电领域中,这些预报数据是关键输入,用于预测风力发电量。 集合预报作为数值天气预报的一个重要分支,通过对初始条件或模型参数的微小变化进行多次模拟生成一组预报结果,以此反映预报不确定性和可能性分布。集合预报的结果通常包含多个可能的天气情景,提供更全面的信息,这对于风电功率预测准确性至关重要。 风电功率预测主要涉及确定性与概率预测两个方面:前者给出未来某一时间点风力发电场预期功率输出;后者则估计该值落在某个范围内的可能性,这在电力调度和市场交易中更具实用性。基于数值天气预报集合预报结果的风电功率概率预测方法通过分析不同情景下的气象数据计算出风力发电机功率输出的概率分布。 文档可能详细阐述了以下步骤: 1. 数据收集:获取最新的NWP数据。 2. 风力模型构建:将关键气象参数转化为风力发电功率。 3. 结合集合预报:输入多个预报场景的气象数据至风力模型,得到多组预测结果。 4. 概率统计分析:计算平均值、标准差等统计量以确定输出概率分布。 5. 预测优化:可能使用机器学习或人工智能算法来提高预测精度。 此外,文档还讨论了误差分析、模型验证以及实际风电场应用案例,并探讨如何将预测结果应用于电力系统的调度决策中。通过这些方法,风电场可以更准确地估计未来的电力供应情况,帮助电网运营商平衡供需关系并降低因风力波动带来的运营风险。 《电子功用-基于数值天气预报集合预报结果的风电功率概率预测方法》是一份深入了解风电与气象科学交叉领域的宝贵资料,对于从事风电行业的人员、科研工作者和电力系统管理人员来说具有重要参考价值。