常见数学建模模型及其对应特点

2024-08-30

预测模型

模型与算法 特点
CNN-神经网络预测 编程能力要求高、适用于图像处理、文本分析
灰色预测 数量非常少、数据完整性和可靠性较低的数据序列,灰色预测模型一般只适用于短期预测,只适合指数增长的预测,比如人口数量,航班数量,用水量预测,工业产值预测等
拟合插值预测(线性拟合) 各领域的插值法有所不同,如地理信息(GIS)中的克里金插值法
时间序列预测 处理类似股票、气象等,具有趋势性和季节(周期)性的问题
马尔可夫链预测 用于时间序列分析、金融市场预测、天气预测等领域。未来状态的预测仅依赖于当前状态,而与过去的状态无关
微分方程预测 化学反应、打气运动、人口数量变化、传染病发展规律
Logistic模型 种群生长速率
岭回归 岭回归是一种非常实用的回归分析方法,特别是在数据特征存在一定程度的共线性时。通过适当的正则化,它可以提高模型的泛化能力,减少过拟合的风险(小样本

数学建模算法学习matlab (github.com)

数学建模常见模型及Python实现 (github.com)

优化模型

模型与算法 特点
规划模型(目标规划、线性规划、非线性规划、整数规划、动态规划) Lingo软件,或者Python的第三方库
禁忌搜索算法(Tube) 求复杂函数数值解、求解TSP(旅行商问题)
图论模型(Dijska、Kruskal) 最短路径
排队论模型 顾客需要和服务机构的规模之间进行权衡决策,使其达到合理的平衡,有排队就可以用【数学建模】排队论(最优化)-CSDN博客
神经网络模型(CNN) 回归拟合的优化
遗传算法(GA) 工程优化问题、能够处理多变量、非线性、多目标等问题,遗传算法的效率可能比其他传统的优化方法低,并且容易过早收敛
模拟退火算法(SA) 求复杂函数数值解。TSP等离散问题也可求解但是禁忌搜索(Tube)更好
蚁群算法 图问题
元胞自动机(CA) 森林火灾模拟、生命游戏、传染病

评价模型(模型需要相互结合使用)

模型与算法 特点
模糊综合评价法(FCE) 多因素决策方法,尤其适合于那些难以用精确数值表示的评价问题
层次分析法(AHP) 多准则决策方法、较为主观需要一致性检验、将复杂的决策问题分解为多个组成因素,并在不同的层次上进行分析和综合,以计算出各因素的相对权重,最终得出决策的优先级或最佳方案
聚类分析法 将数据集中的样本划分为多个不同组别或“簇”的统计分析方法,目的是使得同一个簇内的样本之间相似度高,而不同簇内的样本之间相似度低。市场研究、社交网络分析、生物信息学、图像分割
主成分分析法(PCA) 降维、数据压缩和模式识别。噪声影响大、需要预处理
灰色综合评价法 难以用精确数值表示的评价问题、较为主观.
人工神经网络评价法 金融风控、医疗诊断、产品质量评价。数据量和质量的要求较高,以及模型的可解释性较差
TOPSIS 较备选方案与理想解和负理想解的距离来进行排序和选择。假设准则之间是独立的,且不考虑准则的交互作用。此外,TOPSIS对准则的权重分配非常敏感,权重的选择可能会显著影响最终的决策结果。

敏感度分析

   
蒙特卡罗法(验证概率正确性)  
K-折交叉验证