马斯京根模型参数抗差估计方法风险
对不同的问题 , 等价权矩阵的形式与自变量 并不相同 , 其确定 的 结 果 是 否 能 反 映 问 题 的 特 点
4, 5] 。根据水情 是抗差方法应 用 效 果 好 坏 的 关 键 [ [] 资料特点 , 本 文 采 用I G G 等 价 权 函 数 1 的 形 式,
其变量选用为 :
第3 0卷 第3期 2 0 1 2年3月 ( ) 文章编号 : 1 0 0 0 7 7 0 9 2 0 1 2 0 3 0 0 5 8 0 3 - - -
水 电 能 源 科 学 W a t e r R e s o u r c e s a n d P o w e r
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
V o l . 3 0N o . 3 M a r . 2 0 1 2
第3 0 卷第 3 期
郭丽君等 : 马斯京根模型参数抗差估计方法风险分析
·5 9·
式中 , k k Q 1 为分位参数 ; 2 为淘汰参数 ; t o 为计算 下断面出流 ; t 为剔除异常值的个数 。 马斯京根模型附有条件的参数抗差估计方法 之所以能抵御异 常 值 对 参 数 估 值 的 影 响 , 就在于 ) 三段式 等 价 权 函 数 的 剔 除 和 降 权 作 用 。 它 式( 2 将实测资料划分 为 可 信 赖 的 实 测 值 、 可怀疑的实 测值和应剔除的实测值 3 部分 。 应剔除的实测资 料不参与 参 数 估 计 即 可 消 除 其 对 参 数 估 值 的 影 而对可怀疑的 实 测 资 料 应 降 低 其 对 参 数 估 计 响; 的影响权重 , 使其权重小于 1; 可信赖的实测资料 正常进行参数估值 。 三段式函数 分 界 点 k k 1、 2 的 取值将直接关系 到 3 部 分 的 划 分 : 若k 则 2 偏 小, 应剔除值的范围 偏 大 , 被剔除的实测值的概率将 增加 , 即将可信实 测 值 错 误 探 测 为 异 常 值 的 风 险 增大 ; 若k 则应剔除值的范围偏小 , 异常值 2 偏大 , 方法的抗差效果降低 。 被隐藏的概率增加 ,
其中σ i = Q o i -Q t o i
2 i Q o i -Q t o i 烄∑p 烌
1 -
i=1
( ) 3
烆
( ) m -3- t
烎
; 基金项目 :水文水资源与水利工程科学国家 重 点 实 验 室 开 放 基 金 资 助 项 目 ( 国家自然科学基金资助 2 0 1 0 4 9 0 4 1 1) ) ; ) ; 项目 ( 福建省自然科学基金资助项目 ( 厦门理工学院杰出青 年 科 研 人 才 培 育 计 划 基 金 资 助 项 目 5 0 9 0 9 0 8 4 2 0 0 9 J 0 5 1 0 7 ( ) J A 1 0 2 4 3 , : 作者简介 :郭丽君 ( 女, 工程师 , 研究方向为水利规划设计 , 1 9 7 7 E-m a i l z h a o c f a n 6 3. c o m -) @1 g
σ p i i ≤k 1 烄 / k k k σ p i = p 1 i 2 1 <σ i ≤k 2 烅i 0 σ i >k 2 烆
m
( ) 2
可消除异 常 误 差 对 参 数 估 值 的 影 响 , 保证
参数估值的稳健性 。
, 收稿日期 : 修回日期 : 2 0 1 1 0 7 2 9 2 0 1 1 0 9 0 9 - - - -
4, 5] 。 初值选取参见文献 [ ] 。 阵[ 1, 3
1 马斯京根模型参数抗差估计方法
马斯京根模型参数需利用水文资料来分析和 确定 。 一般情况 下 , 若水文资料误差服从零均值 则通常的最小二乘 的正态分布或对 数 正 态 分 布 , 估计等方法即可取得较好的参数估值 。 但当水文 资料受到异常污染 , 进而存在异常误差 、 不服从正 一般参数估计方法获 态分布或对数正 态 分 布 时 , 得的参数估值往往显著偏离真值 。 而结合抗差理 论与最小二乘法的附有条件参数抗差估计方 法
马斯京根模型参数抗差估计方法风险分析
3 郭丽君1, 赵 超2,
( 1.浙江广川工程咨询有限公司 ,浙江 杭州 3 1 0 0 2 0; 2.厦门理工学院 水资源环境研究所 ,福建 厦门 3 6 1 0 0 5; ) 3.河海大学 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室 ,江苏 南京 2 1 0 0 9 8 摘要 :针对马斯京根模型参数抗差估计方法存在将真实值作为异常值的风险 , 利用蒙特卡洛方 法 分 析 了 不 同 频率 、 不同量级的异常值影响下马斯京根模型参数抗 差 估 计 方 法 风 险 与 效 果 间 的 关 系 。 结 果 表 明 , 马斯京根 模型参数抗差估计方法的风险随异常值量级和频率的减小而增大 , 同时还与估计方法选取的抗差权函数有关 。 关键词 :马斯京根模型 ;抗差估计 ;异常值 ;风险分析 ;蒙特卡洛法 中图分类号 : TV 1 2 4 文献标志码 :A
( k 1) +
[ ] [ ^ λ
=
珚 k X BT XT P
()
B
0
) 1 ] [ -W ] (
1 -
珚 kY XT P
()
损失部分可信赖的实测资料以求得一定程度的抗 评估这类风险 , 了解风险 差效果 。 只有定量分析 、 与效果之间的关系 , 方能对此方法做出客观 、 全面 的评价 。 鉴此 , 本文基于人工生成的多种频率 、 多 采用蒙特卡洛法定量分析了 种量级的异常误 差 , 效果及 马斯京根模型参 数 抗 差 估 计 方 法 的 风 险 、 两者之间的关系 , 为正确评价该方法的可靠性提 供了依据 。
; 其中 CT = [ c c c c c c 0 1 2] 0+ 1+ 2 =1 Q Q Q i o 2 1 1燄 0 … 0燄 p 1 熿 i 熿 Q Q Q i i o 0 p 0 2 3 2 2 珚= ; X= P 0 0 … 0 pm Q Q Qom 燅 i i 燀0 燅 m+ 1 m 燀 T ] ; , , …, ] ; ] B=[ 1 1 1 Y =[ Q Q Q W =[ - 1 o o o 2 3 m 1 + ^ 式中 , 上标 k+1、 k 分别表示第k +1、 k 次迭代 ; λ 为拉格朗日 乘 子 ; CT 为 马 斯 京 根 参 数 矩 阵 ; Q i、 … 下标 1, Q 2, o 分别为上断面入流和下断面出流 , 珚 为等价权矩 为时间 序 列 ; m 为 资 料 样 本 数; P
马斯京根模型参数抗差估计方法将抗差理论 与最小二乘估计 相 结 合 , 利用抗差理论抵御异常 值影响的能力 , 使参数估值受异常值影响较小 , 从 而保持了稳健性 , 在不同地区 、 不同流域的实际应
1] 。但 该 方 法 亦 存 在 风 险, 用中效果非 常 良 好 [ 即
马斯京根模型参数抗差估值递推算法计算公 式为 : ( ) ^ C k+1
SCE—UA算法有效估计马斯京根模型参数
摘 要: 针对马斯京根模 型参数 最优估计 问题 , 结合 绝对残差绝对值之和 最小准则 , S E—U 将 C A算法用于模 型参数 的直 接优 选中。实例 分析表 明:C S E—u A算法可以有 效、 快速地搜 索到模型参数全局 最优解 , 具有更强的优化性 能, 收敛 效
式 中: 、 ()分别为第 i () Q 个时段的演算 出流量与实测流量
, )为第 i ( 个演算 时段 的人流量 ; 为演算时段个数 ; t r r A 为计算 时段 ; 、 、2 c c C为流量演算系数 , 。 且满足
c 0+c 1+c 2 1 () 4
程中存在过早收敛 、 群体 中最好染色 体丢失等 问题 , 蚁群算法
果 更佳 。
关
键
词 :S E~ A算 法;马斯京根模型 ;参数估计 ;优化 ;河道 洪水演算 C u
文 献 标 识码 : A 文章 编 号 :00 17 (o 8 1— 0 10 10 —3 9 2 o ) 1 03 -2
中 图分 类 号 :P3 33
河道洪水演算方法可分为水力学和水文学两类 , 于求解 基 圣维南方程组的水力 学洪水演算方法至今无 法找到解析解 , 只 能通过数值解代替 ; 马斯 京根法是 典型的水 文学方法 , 简化 在
C 、 的 估计 。 lc 2 根 据 式 ( ) 式 ( ) 可 以建 立 如 下 优 化模 型 : 2和 4,
非线性约束最优化 问题 的进化算 法 , 其结 合 了单纯 形法 、 随机 搜索和生物竞争进化等方法 的优点 , 以一 致 、 可 有效 、 快速地搜 索到水文模型参数的全局最 优解。K ce l] uzr 在水文模型参数 al o 子空间概率优化 中, 比较 了 S E—U C A算法 、 遗传算 法 、 X算 MS
马斯京根模型灰色参数识别与灰色预测
马斯京根模型灰色参数识别与灰色预测
翟国静;李艳琦
【期刊名称】《河北工程技术高等专科学校学报》
【年(卷),期】1997(000)0Z1
【摘要】应用灰色系统理论的思想方法,对马斯京根模型进行了分析,利用水文灰色系统微分动态模型DHGM(2,2)进行了灰色参数的识别和检验,并对实际洪水过程进行了流量演算的灰色区间预测.
【总页数】11页(P1-11)
【作者】翟国静;李艳琦
【作者单位】[1]河北工程技术高等专科学校水利系;[2]青县水利局
【正文语种】中文
【中图分类】N941.5
【相关文献】
1.关于灰色预测模型的一点探讨——灰色预测模型的改进 [J], 汪鹏飞;何聪
2.基于支持向量机参数识别的灰色预测模型 [J], 朱志伟;陈晨
3.基于免疫粒子群算法的马斯京根模型参数识别 [J], 甘丽云;付强;孙颖娜;郭维
4.变参数非线性马斯京根分段演算模型研究与应用 [J], 罗宇轩;陈华;林康聆;王俊;王金星
5.基于遗传算法的马斯京根模型在巴基斯坦吉拉姆河流域应用研究 [J], 刘启松;刘天勇;邓颂霖
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【国家自然科学基金】_权函数估计_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
科研热词 纵向数据 权函数 部分线性ev模型 通信技术 质量控制 自适应chirplet分解 粗差 粒子群优化算法 相对距离 相关对称权函数 电力系统 状态估计 渐近正态性 测量误差 水文频率分析 数据处理 收敛速度 插值模型 抗差估计 强相合性 强奇异caldersn-zygmund算子 对比度 多普勒参数 伪量测量 优化适线法 交换子 scada pmu lipschitz函数 hardy型空间
推荐指数 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号
科研热词 1 权函数估计 2 强相合 3 4 非线性滤波 5 近红外光谱 6 血糖浓度 7 自适应加权 8 细节保持 9 线性过程 10 精密定轨 11 稳健性 12 渐进正态性 13 标准正态分布 14 权函数矩阵 15 新估计 16 强相合性 17 大气探测资料 18 图像去噪 19 向量值 20 半参数回归模型 21 加权模不等式 22 偏稳健m回归 23 偏最小二乘 24 信息容量 25 交换子 26 一致可积 27 trip 28 sharp极大函数 29 r阶矩相合性 30 na相依 31 l_1估计 32 grace卫星 33 (p)-混合
推荐指数 3 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
马斯京根法及新安江模型
Q上
75 407 1693 2320 2363 1867 1220 830 610 480 390 330
Q下
75 80 440 1680 2150 2280 1680 1270 880 680 550 450
S~Q’ 计算
Q上-Q下
0 327 1253 640 213 -413 -460 -440 -270 -200 -160 -120
2500
K=13h x=0.2 Δt=12h
C0
0.5t Kx K Kx 0.5t
0.207
C1
0.5t Kx K Kx 0.5t
0.525
C2
K K
Kx 0.5t Kx 0.5t
0.268
验证:C0 + C1 + C2 = 1
Q上 250 310 500 1560 1680 1360 1090 870 730 640 560 500
E = Eu + EL E p= β E水 Eu=EP
WL WLm
(Ep
Eu )
EL
C(E p Eu )
WL C WLm WL
C WLm
SmmF (1 EX )SmF SmF Sm[1 (1 Fr )1EX ]
AU+Pe<SmmF
Rs
Fr Pe
S
SmF
SmF[1
(Pe AU ) ]1EX SmmF
取kt为整数可以分河段进行马斯京根连续演算t2kx有1个时段预见期新安江三层蒸发三水源模型简介流域蒸发
马斯京根法
稳定流河段
Q上
S
S=K Q上
Q下 S=K Q下
涨水河段
Q上 S上=K Q上 Q上
马斯京根法
基于BP神经网络的马斯京根模型参数动态估计
BP神经网络法分析
该方法是对参数施行的是实时动态估计。因为参数是随 时段洪水属性而改变的,不是固定值,是动态变化的。只是 操作起来难度颇大,需要大量的历史洪水资料进行试验、估 算,具有不确定性。但总的说来,相对其他的方法只要能提 高参数计算的精度即可。 该论文中的优化模型方程式有少许问题,根据式子,不 难看出,所求的是演算流量与实际流量之间的最小差额,也 即是根据历年来洪水资料,输入每河段的特征属性后输出的 流量与实际流量相近,想法甚好,但不具代表性,必不能表 明蓄泄曲线的单值对应关系,似乎是偏离了马斯金根法的初 衷,马斯金根法的建立是基于槽蓄线性关系的,所以式子应 该改动!
数的变化情况,可采用线性关系目标函数再采用本 文方法进行模拟,对比效果,再补充如何对误差进 行实时校正。
其次,该方法仅考虑洪水流量级别,而没考虑其他 洪水特征属性,如:起始水位,峰现时间,峰前平 均流量等特征属性。所以可进一步优化,尽可能加 入其他特征属性对参数的影响,来减小误差。ຫໍສະໝຸດ 河道流量演算马斯京根法
马斯京根法简介
在忽略惯性项的前提下,圣维南动力方程可简化为槽蓄方 程,如下表达式
W K[ xI (1 x)Q]Q '
该式反应了流量和水面比降对槽蓄量的影响。式中:Q’为 示储流量;K为蓄流流量关系曲线的坡度;x为流量比重系 数。 马斯金根发主要是通过流量比重因素x来调节流量,使其与 槽蓄量成单一关系,并以线性假定来建立槽蓄方程。
马斯京根法流量演算
演算公式 对水量平衡方程式和马斯金根法的槽蓄方程式在第 一、二时段差分并进行分解,可得流量演算方程式为,
Q2 C0 I 2 C1I1 C2Q1
其中
马斯京根模型参数估计的差分进化算法
马斯京根模型参数估计的差分进化算法
许小健;钟翔熹
【期刊名称】《复杂系统与复杂性科学》
【年(卷),期】2008(005)003
【摘要】针对洪水演算的马斯京根模型参数估计问题, 首先将其归结为非线性参数优化问题, 然后利用自适应加速差分进化算法进行求解.计算结果表明, 自适应加速差分进化算法具有求解速度快、计算精度高、算法控制参数设置简便、通用性强等优点,与现有马斯京根模型参数估计方法相比, 该算法显示出更好的优化性能, 从而为准确估计马斯京根模型参数提供了一种更为有效的方法.该算法也可以广泛应用于其他各种复杂非线性模型的优化问题, 特别是在洪水预报方面有很好的应用前景.【总页数】7页(P85-91)
【作者】许小健;钟翔熹
【作者单位】芜湖市勘察测绘设计研究院,安徽,芜湖,241000;水利部湖南水利水电勘测设计研究院,长沙,410007
【正文语种】中文
【中图分类】P333;TP18;N94
【相关文献】
1.遗传扩展蚁群算法用于马斯京根模型参数估计 [J], 赵红杰;柏继云;马力
2.基于CS算法的马斯京根模型参数估计 [J], 龚正;江宸宇;余正东;史立地
3.差分进化算法在马斯京根模型参数优选中的应用 [J], 王文川;徐冬梅;邱林
4.自主迁移的并行遗传算法用于马斯京根模型参数估计 [J], 谢盛嘉
5.灰狼优化算法在马斯京根模型参数估计中的应用 [J], WANG Meng-
Na;WANG Qiu-Ping;WANG Xiao-Feng
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基于CS算法的马斯京根模型参数估计
其 中, k 。 为第 g 代第 i 个个体的适应度调节系数 :
, 一 ,
, ( £ )一Q ( £ )=垒
Q
1 …
’ L l
7 8
低
温 建
筑
技
术
2 0 1 6年第 1 2 期( 总第 2 2 2 期)
DOI : 1 0 . 1 3 9 0 5 / j . e n k i . d w j z . 2 0 1 6 . 1 2 . 0 2 8
基于 C S算 法 的马斯 京根 模 型 参 数 估 计
龚 正 , 江宸宇 , 余正东 , 史立地
将其应用 于马斯 京根参数估计 优化 的问题中 , 最后通过具体 的实例验证 了该方法 的正确性和可行性 。
【 关键词】 改进布谷鸟算法; 参数估计; 马斯京根模型 【 中图分类号】 T U 9 9 1 【 文献标识码】 B 马 斯 京 根 模 型是 由麦 卡 锡 ( G T Mc C a r t h y )在 1 9 3 8年提出的一种洪水流量 演算方法 , 因为其计 算快
P S O法等算法 的预测精度与运行性能差异。
1 马斯京根法参数估计优化模型
S t e p C u c k o o S e a r c h, G A C S ) 。
本改进型算 法中 , 步长控制 向量 采用下式计算 :
=k gf ‘ O t 0 ( g , — g . b 。 。 t )
【 文章编号】 1 0 0 1 — 6 8 6 4 ( 2 0 1 6 ) 1 2— 0 0 7 8 — 0 2
断面出流量 ; W( t )为 河段 的槽 蓄量 ; 为流 量 比重 因
【国家自然科学基金】_马斯京根模型_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801
推荐指数 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
科研热词 马斯京根模型 参数估计 洪水演算 马斯京根洪水演算模型 网络训练 渭河 淮河中游 洪水预报 洪水灾害管理 河道汇流参数 栅格水文模型 时间延迟处理 数字高程模型(dem) 改进 抗差性 异常值 参数率定 参数优选 加速遗传算法 分布式水文模拟 免疫克隆选择算法 bp网络
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
科研热词 马斯京根法 分布式水文模型 马斯京根模型 马斯京根 行蓄洪 粒子群优化算法 混沌 洪水演算 橱格累积矩阵 栅格汇流次序 最小二乘递推 数字高程模型(dem) 实时预报 半分布式水文模型 分布式单位线
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
科研热词 黄河源区 马斯京根法 马斯京根模型 流域物理属性 洪水预报模型 洪水演算 洪水模拟 汇流演算 水汽效率放大 暴雨组合 敏感性分析 扩散波 山丘区 呈村流域 可能最大降水 可能最大洪水 参数估计 参数不确定性分析 分布式水文模型 函数曲面参数率定方法 全局优值 hims模型 glue方法 easydhm模型
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
பைடு நூலகம்
科研热词 马斯京根法 马斯京根模型参数 马斯京根模型 非线性马斯京根模型 雨水管网 降雨径流模拟 遗传算法 等流时线 洪水预报 洪水演算 河段物理特征 干江河流域 城市化 和声搜索法 参数率定 参数估计 下渗曲线法 matlab hbv模型 gui
马斯京根 参数公式(二)
马斯京根参数公式(二)
马斯京根参数公式
什么是马斯京根参数公式
马斯京根参数公式是一种用于描述动力系统中稳态的数学公式。
它的原理是将系统稳定性与系统参数之间的关系进行建模,从而使得我们能够通过改变参数来调节系统的稳定性。
马斯京根参数公式的公式表达
马斯京根参数公式可以用以下一般形式表示:
G(S) = K / (S(Ts + 1)(T1S + 1) ... (TnS + 1))
其中,G(S) 是系统的传递函数,K 是系统的增益,S 是复平面上的一个复变量,Ts,T1,…,Tn 是系统的时间常数。
举例解释说明
假设我们有一个控制系统,我们希望通过调节参数来提高系统的稳定性。
我们可以使用马斯京根参数公式来建立系统的数学模型,从而找到合适的参数值。
例如,我们的系统传递函数为:
G(S) = 1 / (S(S + 2))
其中,系统的时间常数 T1 = 1,T2 = 2。
现在我们想要提高系统的稳定性,我们可以通过增加时间常数 T2 的值来实现。
根据马斯京根参数公式,我们可以将传递函数表示为:G(S) = 1 / (S(S + T2))
通过改变 T2 的值,我们可以调节系统的稳定性。
当 T2 较大时,系统的稳定性较高,相应地,当 T2 较小时,系统的稳定性较低。
总结
马斯京根参数公式是一种用于描述动力系统稳态的数学公式。
通过改变参数,我们可以调节系统的稳定性。
举例说明了如何使用马斯
京根参数公式来调整系统的稳定性。
马斯京根方程参数确定及其程序化实现
马斯京根方程参数确定及其程序化实现马斯京根(Meshing)程是一种常用的抽象表达概念的方法。
它可以应用于许多不同的领域,括天文学、物理学、数学、机械工程等。
它能够描述复杂的系统的结构,而且大部分的细节可以忽略。
为了识别马斯京根方程的参数,需要使用数学工具,例如数学分析或机器学习技术。
本文将介绍马斯京根方程参数确定方法以及其程序化实现。
一、马斯京根方程参数确定马斯京根方程是一种可以描述复杂系统结构的方程,其参数可以很容易地用数学方法来求解。
传统的数学方法包括拉格朗日方法、小波方法和马尔可夫方法等。
拉格朗日方法是一种采用蒙特卡洛方法的变分方法,用于确定马斯京根方程的参数。
它的基本思想是通过最小化目标函数来求解参数。
在蒙特卡洛方法中,它被表示为参数之间的最佳变换,用于满足某种限制条件。
它是一种非概率优化方法,可以在求解参数的同时自动调整参数。
小波方法是一种采用小波变换的参数确定方法。
它的思想是将信号分解为基于小波的局部特征,用于确定马斯京根方程的参数。
它的优点是可以准确地确定马斯京根参数,而且具有稳定性。
马尔可夫方法是一种利用马尔可夫过程的参数求解方法。
它的基本思想是使用马尔可夫过程来模拟复杂系统,用于确定马斯京根方程的参数。
它具有高精度、计算简单、准确性高等特点,适用于许多复杂系统的模拟。
二、马斯京根方程程序化实现为了更好地实现马斯京根方程参数的程序化实现,在数学方法的基础上,也提出了一系列的计算机程序技术,包括最优化、智能计算和机器学习等。
最优化方法是指通过最优化算法来实现马斯京根方程参数的程序化实现。
它具有易于实现、精度高的优点。
最优化算法的基本思想是根据所给的限制条件,通过最小化预定义的目标函数来确定参数,从而获得最优解。
主要的最优化算法包括梯度下降法、遗传算法、模拟退火算法和免疫算法等等。
智能计算方法是指通过智能计算技术来实现马斯京根方程参数的程序化实现。
它的基本思想是使用智能计算技术,例如神经网络、模糊逻辑等,来对复杂系统进行建模,并用于确定马斯京根方程的参数。
