基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

摘 要 论文开始在绪论中阐述了本课题的研究背景,然后也介绍了关于果蔬在运输过程中的优缺点,并分别比较了各种方法的优点及缺点。本文论述及进行实验的选择方案中,选择所述的线路和流程设计在查验方法之后。设计完成之后进行了分析,也进行了预测,也写出

摘 要

论文开始在绪论中阐述了本课题的研究背景,然后也介绍了关于果蔬在运输过程中的优缺点,并分别比较了各种方法的优点及缺点。本文论述及进行实验的选择方案中,选择所述的线路和流程设计在查验方法之后。设计完成之后进行了分析,也进行了预测,也写出了改善的意见与未来的憧憬。

关键词:果蔬运输;GM(1,1)模型 ; 预测品质; 灰色系统理论

ABSTRACT

At the beginning of this paper, the background of the research is expounded in the introduction, and then the advantages and disadvantages of the fruits and vegetables in the transportation process are introduced, and the advantages and disadvantages of each method are compared respectively. In this paper, the selection of the line and the process design are followed by the inspection method. After the design was completed, the analysis was carried out and the forecast was made, and the advice and future vision were also improved.

Keywords: Fruit and vegetable transport; GM (1,1) model; Predict quality; Gray System Theory

目 录

第一章 绪论 1

第一节 选题背景 1

第二节 国内现状 3

第二章 理论基础 5

第一节 灰色系统理论的简介 5

第二节 灰色系统理论的产生与发展 6

第三章 基于灰色系统理论的果蔬货架期的预测 8

第一节 研究对象与数据来源 8

第二节 果蔬品质预测模型 8

第四章 基于环境参数的果蔬货架期预测系统 14

第一节 影响果蔬品质变化的环境因素: 14

第二节 系统功能 15

第三节 环境参数测量系统 16

第四节 果蔬品质参数测量 21

第五节 基于环境参数的果蔬货架期预测模型 24

第五章 总结与展望 30

第一节总结 30

第二节 展望 30

第一章 绪论

第一节 选题背景

一般来说,在这个阶段,物流业的发展,中国的水果和蔬菜,都逐渐成为持续的关注热点和在政府的政策关注下,但无论在理论和实践中都还处于起步阶段。影响农产品物流发展的因素主要有以下几个方面:1、缺乏对理论滞后的研究,并且实在不太重视。对促进农村经济发展,提高人民的生活水平,加快新农村建设步伐,政府出台法律政策,鼓励发展农村经济,是非常良好的方向。一般来说,这些规则可以维持基本的物流活动正常运行的政策,而政策的实施需要更好的安全环境,并且保护环境,而现实情况是,并且更多的情况是,步骤是作为装饰,在各级政府和其他农产品,生产的水果和蔬菜作为定量评价指标,要提高注意在生产物流方面的投资,而不是忽视。另一方面,传统认为“重生产、轻流通”,这在中国农村是非常常见的。“高产、歉收”现象已成为普遍现象。这就导致了增加水果和蔬菜价值的目的变成了空谈。另外,现阶段有很多的物流方案都是从国外直接借鉴的,这必然导致物流系统各要素的碎片化,不能全面、系统地优化。因此,当前果蔬物流处于一个没有秩序的发展状态和混乱状态。2、小型化、分散式管理,缺乏规模,市场化程度低。数字农业中国虽然占大部分比例,但大多数农民仍然使用单一的家庭经营方式,发展分散型模式,在没有有效的组织以及更大规模的利益的情况下,导致这成为难以达到的目标,增加水果和蔬菜种植者的生产,水果和蔬菜产业发展相对落后,对目前物流发展滞后的直接原因,物流运输方面面临“农户少规模小、市场大但是空”的矛盾点,农民与市场、农民与农民之间缺乏有效的信息沟通,直接制约着农村物流的发展和经济的进一步发展。此外,这种分散管理水平低,也给市场造成了很大的困难。虽然今年的农业模式联合等,逐渐发展,一方面,以信息流通过程中的物流对接,虽然对接后,层层个人良好的连接部分,可以不增加成本,另一方面就算追加成本,当今国内许多零售巨头“阈值”仍然很高。在许多大型超市里加入蔬菜的产品的严格要求后,这样的发展的局面会有很多农家跟不上来,导致整个供应链的中断,不利于提高经济效应。3,技术跟不上,导致资源严重损失。水果和蔬菜的生产活动有其季节性和区域性,为了确保蔬菜水果质量与安全,并且利于执行,效率提高,从生产到采摘,再到包装最后到销售的每个步骤都非常重要,值得重视:生产、加工、配送收集。但是,在培养过程中的植物,由于缺乏技术支持小企业,种植水果和蔬菜只凭种植户自己的惨淡经验,种植出来的蔬菜和水果质量得不到保证,缺乏科学有效的监控,产品容易腐烂,被浪费;改造过程中需要一系列的水果和蔬菜的技术措施,一般选择和分类的要求,水果和蔬菜必须处理质量较差的局部处理,并不是所有的运输直接上车,这就导致损失增加;第三是要保持质量,这个过程要求很严格,特别是温度,但是大部分人凭借自己的以往经验,在正常条件下的温度培育这个过程。现在,发达国家的超市水果的蔬菜几乎放在冷藏室,我国的超市销售的水果和蔬菜几乎是常温,损失巨大。据报告,全年蔬菜水果约20% – 30%,烂损峰值近千亿元。发达国家水果和蔬菜的损失率控制了美国发展的只有1%~2%的水果,并且他们的物流运输效率都出奇的高,时间短,效率高,损失少。4、果蔬运输消耗的金钱实在太多。据我所知道的,我们国家水果蔬菜之所以价格比发达国家高很多,完全是因为钱都花在物流运输上了,这项支出达到了出奇的百分之六十以上,并且油价一直在涨,虽然有国家在调控,却也无力回天,最终导致物流成本的比重仍在不断增加。另一方面,我们的技术比发达国家差太多,而且不光是技术,我们的观念也很落后。在物流方面的程序,缺乏有效的操作,很容易造成不必要的成本;另一方面,公路有太多的成本数据,有关单位的距离,我国高速公路收费的密度,在世界上非常高的水平和收费太高,由于增加了流通成本,加上复杂的程序的框架内,在水果和蔬菜中的旋转后的增量成本低,在很长一段时间,通过传统的运输方式。导致我国的水果蔬菜,中间环节需要4个或6个步骤,才可以满足消费者的餐桌。这种情况下,导致了生产者和消费者的中介,利益双打击。近年来,出现了很多关注的价格问题,是一个典型的表现为成本过高,农产品物流主体的不成熟,缺乏龙头企业。现在,中国的水果和蔬菜的产品物流主体的多元化发展势头越来越明显,双方的实力比较强的农产品加工企业,各种类型的批发,零售业,农民级合作组织,各类物流企业,也有人少而分散的农家,小商小贩居多。对于农副产品,物流主体的绝对数非常大,但是参加的个体的各一家,组织的规模很小,没有有力度的。在农村地区,有大量的家庭参与了一个原始的物流方法,例如,借助拖拉机和农用运输车在露天和其他水果和蔬菜产品的储存。运作模式到后方,物流的专业化程度和效率非常低。经济合作组织的农民发展到一定程度,但数量相对较少,规模小,标准化也很少见。物流的发展主体,并且地区缺乏大企业,市场的发展直接导致鱼龙混杂,这种限制严重损害了物流并且还有越来越多的果蔬。6、缺乏专门的第三方服务。因为小的家庭,对小生产者的种植规模,大多数的物流管理,这使得它的谈判的规模效益难,等没有优势,所以物流的发展,在特别重要的优势促进水果和蔬菜。在水果和蔬菜物流的另一面,对水果和蔬菜在物流市场的很大一部分后勤方面的水果和蔬菜,有自己特定的角色大多数公司认为物流市场由于面积大,但与城市相比,在中国,市场分散,农产品,产业的规模和结构尚未组成。大多数城市物流市场快速发展,一直都是这样。但对于农村发展滞后,经营亏损,因为物流与规模成本成反比。第三部分对农村社会提出了巨大的挑战,只有花费大量资金建设一个物流网络,形成规模,才有可能降低物流成本。这一进程的发展,需要一个比较长的时间,现在普遍规模较小,国内第三方物流企业,企业很少有耐心和力量投资基金。根据物流信息没有完善的调查,现在的农村,在互联网的用户中不多,网络的成本依然高,许多农民不愿意投入的资金收集在网络的信息收集;另一方面,在网络提供的大多数先进的果实的蔬菜的培育方法和一连串的优惠政策,信息的发表推迟,长期更新数据库直接的原因被称为不被的栽培的认可,利用价值比较小。因此,在长期的农民市场的供给和需求、获取信息和缺乏有效的资源,信息失真的现象背后,在物流过程中,人口的水果和蔬菜的先进方法和技术。缺乏知识和信息,与市场上的供给和需求的爱。一些投机者的投机造成的直接信息,误导信息失真,严重者,直接导致了严重的经济损失。在当今的市场经济发展和流通的生产。要彻底改变经济生产的农民、农业产业化进程的基本手段,现代化的交通的水果和蔬菜,以大流通的生产,即通过优化物流网络,系统整合资源,通过有效的吗?网络物流系统推广使用价值的水果和蔬菜,实现由机械加工性能,改善交通,水果和蔬菜产品的附加值。

第二节 国内现状

在我来看,我国正处在一个过度的阶段,在许多地方都有许多明显的问题,就比如说水果和蔬菜的发展现状,就存在好几个严重的问题,我们应该从几个点来入手:1、改进和强化传统观念的逐步转变,一个的生产和传播的“传统思想”“的历史渊源,经修订,很难显示长期的有效性投资,我们应该放在首位,去规划,去传播新的想法,对于后勤、宣传和使用培训或其他形式的传播,建立公民的福利。在建立与刺激发展的现代物流使用的家庭,适当的经济补偿,树立榜样。同时,加强对农民的政策,与一个特定的作用,带动更多的农民和经营者从事。2,因为我们物流设备的缺失,我们应该对农村基础设施加大并持续投入,不光是道路还有一系列硬件设备的投资,积极推进农村公路的快速建设。我们要鼓励老百姓多开超市,特别是卖水果和蔬菜的,大家促进分配相结合。另一方面,要加大物流配送网络中的投资资金,构建物流信息网络。基本建设工作以及是否去国外农产品顺調交通,如果在其他物流设备的同时测定,对水果和蔬菜进行长远的规划,看是否保值。我们需要建立一系列的保障环节,用来去减少物流方面的巨大损失,可以在良好的物流保障基础上发挥作用,保证果蔬基地建设的高性能网络建设。第三,建立了三分之一方物流服务体系。另一方面,营造良好的果蔬物流区域氛围,由相应的试点。另一方面,第三方物流企业、相关政策的扶持、资金筹措、城市物流市场的资本化、农村二次物流理念的先进性、日本农村物流市场的创新等多种模式在国内较早寻求。我称之为现代交通运输结构,建立低温配送系统是在水果和蔬菜的哲学思想和意识第一次参与制度的建立,从事低温物流结构要清晰的复杂工业系统工程人员,挑选识别果蔬加工,运输,储存,在施工过程中的地表信息的加强密切合作,各部分等,减少牛鞭效应,并与蔬菜物流运作的低温度分布规律的水果市场结构、技术标准和法规。当然,对于那些谁有很大的困难,其中发挥了重要作用,有利于政府或企业,农民合作协会的农业设施相称的建设。一套制造成型制品、冷链物流行业分布的分布函数的顺序存储结构,如蔬菜、水果、低温度的分布结构,同时提高处理能力,对新鲜水果和蔬菜的产品立即纠正客户食品安全程度。为了保证施工的“绿色通道”,“深化颁布中央政策的非运输按照政府有关部门,以及水果和蔬菜的实际工作和交通运输的需要,而且是一种重要的道路”、“绿色通道”,通过汽车年检,自动检测和初步建立了主要的水果和蔬菜来检验农产品出口“绿色通道”采用的检测系统,以先进技术和科学手段,在农产品如水果和蔬菜缩短的运输车辆交通效率的交通量增长率的载体时间,提高法律专业收费道路和人民加强工程,以维持交通秩序,以确保安全通道开放“绿色走廊”。当你需要一辆水果车的车时要适当。构建大配送体系,促进农业“对接”的配送体系。果蔬、水果、蔬菜等农产品销售产品增多,努力提高果品、蔬菜产品的加工、销售和管理水平。超大型安装扩大农民之间的对接和交流平台。另一方面,提供马奎特链等超市场信息处理技术标准,并提供合理的仓储服务机会。此外,为了产生一个生动的不合理的工会不接受门槛,以防止超级农民建立皇帝条款,“对接”的路线,同时,农业行为守则“对接”。同时,鼓励收购超结蔬菜系统,新鲜农产品,作为一本短书,水果和蔬菜和农产品后立即。农民专业合作社,自主品牌产品,促进农业生产和流通标准化。一个安全、方便、高效的消费环境供应链。农产品流通体制和大城市结构的消费习惯逐渐改变,一直是我们老百姓去买水果和蔬菜的高频场所之一。从元旦颁布的时间阶段,2012,成本管理措施的目的,如增值税。7、加快物流专业人才培养蔬菜产品。对以农产品物流的发展势头,设置物流专业的商业学校建设和教育产学研合作的发展,利用暑假时间,保证了理论与实践的物流运作状况的学生的发展和特点,另一方面,智力资源的结合利用,农产品配送业务和实用的解决方案,双方共同发展。工商行业协会的民办教育培训,支持和鼓励员工建立终身职业教育体系的物流业,能站在工作岗位上只有凭牌照逐步运行制度。政府资金方面,我们对职业教育也一定要加大扶持,在相关人才的培养上要更加关注、农产品配送中心、培训教育、社会教育培训等一整套物流。先进物流发展模式的发展及特点。中国现在是在水果和蔬菜物流发展的成功,已在许多领域,他们得到政府的鼓励政策,结合本地实际情况,例如,发展相应的模式,比如山东农产品批发市场”和“中心”模式,如在超市农产品苏果模式、物流及物流花园”“城市化”模式,并取得巨大的成功。事实上,在许多领域的发展,特点当地的实际情况,适当的发展模式的基础上成功开发的方法,探索当地改善的背景下。为了加速时间的仔细,从而促进信息交流,共同发展。物流概念在学习先进的物流方法,从最初的表面与许多人积极收集市场信息,先进的学习方法。另一方面,政府要起到完善市场监管机制的作用,合理利用陷阱进行交易,打击警惕价值环节的物流市场,实现诸如“炒货”等囤积手段杜绝的中国的特色道路。

第二章 研究依据

第一节 相关系统理论定义

本文研究的灰色系统理论建成的时间大约在上世纪八十年代左右,而且这门新兴学科是由当时国内武汉的华科(华中科技大学)的一位教授开发出来的一项系统工程方面的科学。后来被证实之后广泛应用于各个行业,例如农业、气象、地质等领域。

通常,基于现有的灰色关系,灰色元素,灰色的数字可以确定是哪个灰色系统,在那里 “灰色”意味着缺少、不完整、不确定等。灰色系统理论的目标和应用就是作为社会科学和自然之间的桥梁。因此,可以说,灰色系统理论是跨学科的, 跨越不同的专业领域,自1982年以来,已经经受了时间的考验,这是显而易见的。

事实上,灰色系统的发展以及理论主题是与各式各样的应用相结合的。

在中国,由于是灰色系统理论的发源地,对其进行研究和实践的例子比比皆是。总体来看该理论涵盖的领域有农业,生态,竞技,气象学,医药,历史,地理,地震,地质,水文,灌溉策略,军事,体育,管理,材料科学,环境,生物保护和司法系统等等。

灰色系统已经完成的理论以及它的应用如下:1.为中国几个省份规划经济计划;

2.为中国几个省份预测粮食产量;3.分析中国的农业经济;4.制定出符合条件的灌溉规划(重点在缺水的河南省);5.简历用于生物保护的模型;6.用灰色预测控制锅炉中的水位;7.去估量经济效益;8.构建一个可用于医学诊断的模型;9.预测天气。

就实施的内容而言,根据短小的物理模型和其使用的地方,可以看出其中最大的一部分可以被称为抽象系统。它就被称为潜在的灰色系统。灰色系统理论的目的就是提供理论,技术,观念和方法去解决(分析)潜在的或是复杂的系统,例如:去建立一个非功能的模型来代替回归分析;1.为了避免搜溹数据量,在数据少的情况下获得模型,根据模型从而定义和构成灰色过程去取代随机过程以及找到实时技术统计模型;2.灰色系统的优势在于通过灰色系统把原始无序的数据变成更加常规的数据模型,来代替原始无序的数据;3.建立微分模型称为灰色模型(GM),通过至少4个数据来代替不同模型的大量数据;4.开发一种新型适于全体的灰色预测方法,区别于时间系列和回归方法,所有的这些都可称之为一种灰色处理过程的方法;5.为了决策去开发创新的技术和概念,这就是灰色系统的决策;6.开发新的控制技术,取代古典控制的灰色预测控制被称为事后控制字也叫关系控制,生成控制和编程控制;7.研究反应机制的理论,包括灰色序列理论和灰色结构理论;8.去学习触觉和情感的功能函数;9.基于灰色关系,灰色原理和灰色数字已经取代了传统数学的研究,被用于研究灰色数学;

灰色系统理论的基本内容和主题包含以下领域:灰关联;灰生成;灰预测;灰决策;灰控制;灰数学;灰色理论。

为什么这么多软件科学领域的研究人员都喜欢利用灰色系统理论呢?还有为什么他们会用灰色系统理论交流呢?我想到至少两个原因。第一,软件研究人员习惯于接受方法论上的创新,尤其是当他们知道了如何利用灰色系统理论的适合。第二,在各个领域里,灰色系统理论的概念和技术已经开始实施了,例如灰色市场经济的项目。

第二节 灰色系统理论的产生与发展

在高度分化的基础上,高度集成的现代科学技术的趋势, 创造了一个科学的学科体系的形成。该系统具有更深刻、更科学的东西之间的关系的性质,以促进科学和技术的整合,使许多科学领域,要解决的问题是长期形成的新学科体系加以解决;人与物的客观性质为法律的发展,也承认了新制度的出现,因为制度的深化。现在翻看宏大的科学技术发展史我们可以知道灰色系统理论的产生也是有迹可循的,从最初的上个世纪四十年代尾部广义系统理论的出现,而且衍生出了相关的控制理论和信息理论,继而发展到六七十年代的结构论,直到七十年代尾部成立超循环论的整个理论发展过程中,动力系统理论,理论的泛系水平和跨系统科学学科。对识别系统的研究,以及对内外干扰程度的限制,获取的信息对人来说是一种不可控制的存在。跟着时间的推移,科学发展势不可挡,整个社会也是日新月异,随着人们眼界的逐步加宽,对系统理论的研究也是不断深入。特别是上个世纪后期,整个系统理论界百家争鸣,出现了琳琅满目的各种各样的方法理论。例如伴随灰色系统理论诞生的同一个时代,在大洋彼岸模糊数学理论也悄然成立,Parak(Z. Paw lak),粗糙集理论的成立与此同时相关学着前赴后继的学着站在不同的角度运用不同的方法所研究的像自适应系统和未知数学等新的学科逐渐的被创立起来。总体来看来自于中国的灰色系统理论是对这些前辈学者的继承和创新,不管是研究对象所提供的信息是否完整,都能对其进行研究分析。因为本方法的研究主体就是“不健康”的数据信息,其理论依据是充分挖掘已知信息的深层含义和相关规律,总结经验和规律之后自行推导和演化系统的其他未知行为和真实信息。不同于其他各种系统理论通过划分研究对象的范围的方法,灰色系统通过不同色度的各种颜色来区分数据的完整度,比如阿什比,这被称为“黑盒子”,这是人们所认知的。在这里的色度指的是颜色越浅表明该数据是可以被清晰识别的,随着颜色的逐步加深,表明数据信息的完整度越来越低,整体来看就可以根据颜色的深浅把这个数据信息系统分类为:白色、灰色和黑色系统。

不过在我们的日常生活过程中,大部分的情况下的研究对象的数据信息都是相当完整的。例如在工程项目开发过程中,一般都会在项目计划书中完整的提出整个项目设计目标、设计进度、具体需要用到的设备种类编号等等都是相当完备的,不过因为项目的实际开发过程中的制造精度,外部环境,市场价格波动等不可控因素的依旧存在使得项目事先设定的目标均会产生各种可大可小的误差,比如设计采用的一种芯片,可能由于事先没有进行足够的市场调研,只有在实际生产过程中我们才会发现对于能够完成同样任务精度的几种芯片,我们应该采用最通用的一款就可以了,因为通用,其购买成本就会低很多,就能够减少生产成本,增加利润。还比如由于信息资源的残缺,一些产品的价格会因为生产原料价格的变化而发生波动;在不确定因素随处可见的股市,就算是拥有最高资格证书和经验的资深分析人士,他们所做的判断也只能是一种猜测,而不是断言,因为国家的制定政策,国际社会形势的变动等不可控因素太多。对于整个经济系统,对其系统本身和外界的联系还未不可知,因为两者的一半是,很难分析输入输出,如果一个经济变量为内生变量,一些学者和其他研究人员已经作为外生变量,这是由于缺乏一个系统的体系结构、功能模型和信息的系统。

第三章 基于灰色系统理论的果蔬货架期的预测

第一节 研究主客体

本文研究主体作者本人,研究客体是生长环境完全相同的一批香蕉中的一个,每晚在相同条件下拍摄八次,直到香蕉表面颜色不再适合贮藏。为了得到香蕉贮藏不下背景颜色变化过程的影响,我们用香蕉3.1图像特征提取的方法,白平衡和背景分离,主体获得更准确的数据,前景和背景的分离。处理后的图像保证完整的前景信息,并减少图像。计算香蕉图像处理后的h值,计算香蕉h值在同一状态下的平均值。数据在表3-1所示。

表3-1 香蕉贮藏过程中H平均值的变化

 

 

贮藏天数(天) 1 2 3 4 5 6 7 8 9
图像H值(弧度) 0.8923 0.8825 0.8767 0.8684 0.8644 0.8436 0.8025 0.7621 0.7126

第二节 果蔬品质预测模型

 

1.GM(1,1)模型的建模机理

GM(1,1)是GM(n,n)的特例,在预测模型中,这是最常见的。1阶微分方程模型,对异常值的行为发生的时间特征值的单变量估计在一个特定的时区发生;对于未知的事件以及未知的区域,使计算时间分布;整个任意波形和波形饿未来趋势研究。其最简单的形式是:

 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-1)
这是一个白化形式的微分方程,其解为:
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-2)
若t=0,x(t)=x0,则有
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-3)
故其解为
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-4)
或者
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-5) 式中x(1)项中的x为
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

背景值,也称初始值;u,a为常数。
按白化导数定义有:
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-6)
如式(3-6)可知,当时间的有效间隔取单位时间1时,式(3-3)可转换为:
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-7)
或记为离散形式:
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-8) 这就说明了一个问题,
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

是一次累减生成,所以之前的方程式可以改成下面这样的:
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-9) 当然这依旧可以说明,模型是以生成数
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

(
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究


 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

的一次累加)为基础的。
因为他是一个单阶常微分方程式,也就是说相邻两个x值在表达含义方面是一个意思,而当自变量k变化时,x(k)也会发生相应变化,也就是说二者一一对应。因此,这就存在一个问题,即背景值x究竟应该取数列中的x(t+1),还是x(t)中的哪一个值。
当时间间隔取极限接近0时,我们就能够形象的觉得,x(t)是连续变化的,由于时间非常非常短,根据微积分原理把t→t+△t的连线认为是一条直线,此时背景值x取数列中的x(t+△t)和x(t)的中间值,故此时:
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-10)
或(将t换成k):
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-11) 于是
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

可以改写成:
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-12)
当k=1时
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-13)
当k=2时
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-14) 当k=n时
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-15)
因此,上述方程可改写为矩阵形式,即:
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-16)
引入下述符号,设:
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-17)
于是便有
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-18) 令
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

,则:
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-19)
记B为:
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-20)
则:
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-21)
故:
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-22)
利用最小二乘法求解系数
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-23)
将我们求出的的a,u值代入之前的方程式(3-2)(这个也叫时间响应函数),则:
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-24)
然后求导还原得:
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-25) 方程式(3-24)以及方程式(3-25)就是本试验所求系统的模型构建方程式。备注:方程式中“^”代表的是近似计算值。模型中参数-a为发展系数,u为灰色作用量。-a反应了
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究


 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

的发展态势。一般情况下,系统作用量应是提前就确定的,而GM(1,1)是由一个序列建模,只用到系统的假设值,没有其他的变量了。GM(1,1)模型中的灰色作用量是从假设值挖掘出来的数据,它反映数据变化的关系,其确切这能应用灰色系统理论。
2.GM(1,1)的建模及计算
总的来说,GM(1,1)的建模以及计算是同步同时进行的,其过程大致分为以下8个步骤:
(1)收集原始数列x(0);
(2)对x(0)作AGO x(0)(即累加生成);
(3)构造矩阵B,YN;
(4)计算
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-26) (5)将求取的
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

值代入相应函数式
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-27) (6)对
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式求导还原成预测模型
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

; (7)对
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

模型进行精度检验; (8)如过检验结果能用的话,那我们就可以利用
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

模型进行预测;要不然,我们就要建立残差模型以便对
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

模型进行修正。
3.提高模型的准确度
如果用GM(1,1)模型的预测精度,为模型试验的验证不通过,可以通过两种方法提高精度的模型。第一种方法是选择不同的原始时间序列的预测相结合,一个对象,从而建立GM(1,1)通过一个模型,GM(1,1)进行相互验证,才能提高对其预测的精确度,也就是可靠性和准确度,可以。第二种方法是建立了GM(1,1)模型。剩余的残差修正模型。该方法在GM(1,1)模型(剩余的开始是一个更大的时间点)和的值更改为其他时间常数,从而部分的修正模型,提高计算精度的目的。
测试结果及分析:综上所述,本文的研究客体属于一类变化因素非常多的客体,不管在被采摘之前还是之后,其质量评价指标都是在不断变化着的,符合应用GM(1,1)模型来预测分析的条件[102]。
以表3-1中的参数作为横坐标,遵照上步中的建模过程进行建模所得结果如下:
预测函数为:
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-28)
还原函数为:
 


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

式(3-29)
利用式(3-28)和式(3-29)对前期生产条件完全一样的研究客体,应用GM(1,1)模型来预测的实验结果如表3-2和图3-1所示,通过观察表格数据和曲线走向,我们可以得到本文所建的模型的误差在可接受的范围以内,即具有一定的精度。故对于前提条件完全一致的多批量水果,我们只需挑选其中一批的水果来进行建模预测,而避免了机械式的全部检测,浪费时间和精力,以此来反映贮藏期间水果品质变化。而且我们还可以以此类推进行水果能够被摆放在货架上的贮藏时间的建模预测。因为此方法只是利用灰色系统理论,以水果果皮颜色为度量,在不会对水果质量造成任何影响的条件下处理数据信息,不仅绿色环保还无任何危害。
表3-2 实验预测结果

贮藏天数(天) 1 2 3 4 5
原始值 0.8923 0.8825 0.8767 0.8684 0.8644
预测值 0.8992 0.8741 0.8498 0.826 0.803
残差百分比(%) 1.1132 0.0458 1.5524 3.9545 3.4972


基于灰色系统理论的果蔬品质预测模型的研究

图3-1 还原函数原始值与预测值
第四章 基于环境参数的果蔬货架期预测系统
前面已经说,水果蔬菜采摘后的呼吸作用,以及蒸腾作用,这两项的影响的强弱直接影响水果蔬菜品质的。而在所有的参数中,在这两项所动的运动最的温暖潮湿,也叫温湿度在水果蔬菜贮藏中的质变化起重要作用。为水果蔬菜产业本身,质的变化是通的理性的,如坚实和重要的变化等。本章中用坚硬和失水认为水果蔬菜形状的形状子,当他与温湿的多以动象,以致用的参数的水果蔬菜形状的。
第一节 影响果蔬品质变化的环境因素:
1.温度对果蔬品质的影响:
呼吸温度的影响是最重要的环境因素[ 103 ]各种果蔬都是最佳的温度。当温度高于储存温度时,当温度超过水果和蔬菜的正常范围时,呼吸量增加一倍,在发病后的第一天呼吸增加到零。当温度低于最佳温度时,光线似乎是冷的,寒冷的人。温度的波动可能促进呼吸,呼吸,增加底物的消耗,加速老化,而不是储存。
此外,蒸腾的温度效应。高温储存环境,大量的水蒸发。在环境温度升高的主要原因,水分可容纳,和空气量会增加水果增加水分子运动的饱和空气和低功率的向外扩散之间的湿度差(3)果实细胞液的粘度,在组织容易水分迁移。相反,大的温度变化环境温度和过饱和,突然下降的空气湿度,露水凝结在水面上,水蒸汽冷凝。在果实表面、果实表面,真菌容易腐烂。
2.空气湿度对果蔬品质的影响
当湿度过低时,果蔬失水,趋于枯萎,增加酶活力,加速水解,提高呼吸速率,增加呼吸底物的消耗。湿度过高,为病菌提供滋生地,造成果蔬腐烂。总的来说,低湿度可以抑制呼吸。但水果和蔬菜的种类不同。如柑橘类水果,环境湿度会促进呼吸;而对于香蕉,只要相对湿度低于百分之八十,果实就会达到催收的效果,果实就会变得不正常。
空气湿度或影响分泌的主要因素是水果。一般来说,相对湿度(RH)的大小。相对湿度=绝对湿度/饱和* 100%。空气的绝对湿度,为实际单位体积中的水分含量,在特定的温度和湿度下,单位体积内的空气中的最大含水量。并且在特定温度下,果实在空气中的含水饱和度会变化。储存的相对湿度的环境,越大的水果不容易蒸发的水。
3.空气成分及流速对果蔬品质的影响
空气影响呼吸的组成也是一个重要的环境因素。为了减少空气中的氧气浓度,呼吸和推迟一点水果和蔬菜抑制飞跃高峰。但氧气浓度过低,促进低氧呼吸。二氧化碳的浓度在空气中也被抑制呼吸。高于一定标准时,抑制部分酶的活性,导致一氧化碳中毒时代谢严重。乙烯是一种具有催熟效果的植物激素。它的效果就是促进水果成熟,特别是更年期水果如苹果。香蕉猕猴桃、快速呼吸等,果实的老化和成熟。乙烯在环境中的调节,可以促进或延缓果实成熟的衰老。
气流就风速。贮藏环境中,风速越大,实际蒸更严重。目前,水果蔬菜贮藏库多用吊顶机为蒸发器风,降温的时候会去大洪水。如果气不走就会伤害降温效,库内有积累多损气,也不便于贮存。所以,要在存贮空间内潮湿的时候应该,理制房屋内空气流。
4.其他影响因素
果实收获和采后处理过程中受到压力,磕碰,振荡等的机械伤和病虫害,某种程度上促进呼吸,强度高,也就是所谓的呼吸和伤痕乙烯。其原因是,组织损伤后空气接触面积的组织,并且,增加了增加的酶反应底物的机会,加速了各种各样的化学反应,呼吸的作用。这从生理角度来看,这是对蔬菜和蔬菜的外部环境和刺激的一种自我保护反应。因此,收获时是机械伤难免不一样的,也就是说无害的果实贮藏严格挑选。
结果表明,植物在五类?天然激素(GA、BA、ABA和乙烯)。他们将在不同的比例,在增长领域的变化。例如促进生长(促进芽、果实的茎叶、促进发育、促进衰老和ABA逆境、乙烯催熟)。这些激素是植物中存在的天然物质。这五种激素可进一步分为两大类。一、是生长激素,呼吸抑制,防止衰老;另一边是成熟,加速呼吸),促进成人的作用。
当湿度过低时,果蔬失水,趋于枯萎,增加酶活力,加速水解,提高呼吸速率,增加呼吸底物的消耗。湿度过高,为病菌提供滋生地,造成果蔬腐烂。总的来说,低湿度可以抑制呼吸。但水果和蔬菜的种类不同。如柑橘类水果,环境湿度会促进呼吸;而对于香蕉,只要相对湿度低于百分之八十,果实就会达到催收的效果,果实就会变得不正常。
空气湿度或影响分泌的主要因素是水果。一般来说,相对湿度(RH)的大小。相对湿度=绝对湿度/饱和* 100%。空气的绝对湿度,为实际单位体积中的水分含量,在特定的温度和湿度下,单位体积内的空气中的最大含水量。并且在特定温度下,果实在空气中的含水饱和度会变化。储存的相对湿度的环境,越大的水果不容易蒸发的水。
第二节 系统功能
该系统对环境和对环境的参数选择和建立模型的生理参数之间的关系的质量,空气的温度和湿度,对水果和蔬菜的损耗参数的硬度质量。由三部分组成:参数为测量的质量和存储的数据和参数,以及环境和质量的灰色参数之间的参数建立的模型的整个系统图如图4-1。
 


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图4-1 系统整体设计
第三节 环境参数测量系统
本文中测量环境中的温湿度,采用AVR单片机控制温湿度感应器实时监测实验空间中的条件值,其中感应器与显示控制器采用RS232通信协议。就界面来说,我们选择采用VC++作为实现的工具,用这种系统编程软件,以微软基础类库为对象,编程采取通用C语言在Keil环境下编写。以Labview8.2软件中设计面向对象的上位机,其功能就是显示数据,这数据是由下位机通过CAN总线传递到单片机,计算相关计算和解码之后由RS232通信协议将数据在上位机中显示出来。系统功能框图如图4-2所示。
 


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图4-2 温湿度测量系统功能框图
1.系统硬件设计
在Altium Designer10.5软件中绘制系统硬件原理图如图4-3所示,本系统主要由主芯片Atel系列的ATMEGA16单片机、DS18B20、hih-4000-003、MAX232等。DS18B20可以感受到的温度信号,hih-4000-003能感觉到的湿度信号,单片机完成读取温度和转化工作,MAX232芯片完成电平转换工作。
 


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4-3硬件原理图
MEAG16微控制器:
本文选取的单片机是加强版精简指令集结构一位字节的电压放大器件,其优点就是能量消耗低。运算速度很高,指令传递简单 数据吞吐量高达Atmega 16 1百万条指令每兆赫兹 。其引脚如图4-4的结构。
 


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图4-4Mega16微控制器引脚图
该单片机特点为[ 104 ]:单片机内部的寄存器容量为32KB,其中包含2KB的SRAM和512 bit的E2PROM,能够与外部设备通讯的64个I/O串口,还有能运用于外部边界扫描的JTAG口,完美匹配片上调试编程,三种模型通用的定时计数器,自带内外部中断程序功能、USB下载串口、ADC数模转换模块,支持RS232通讯、SPI通讯和CAN通讯。调节单片机内部的各个功能模块的工作状态,使得单片机处于不同的工作模式,我们根据模式的不同分有空闲模式、掉电模式、省电模式、待机模式和工作模式。每个模式均有其不同的触发条件以完成特定的功能,提高单片机运行效率和降低能耗。
DS18B20温度传感器
DS18B20是一种数字温度传感器,具有精度高、稳定性高、抗干扰能力强、使用方便、体积小、接口方便、传输距离长(可达150米)等优点,适合在无线传感器网络中应用。如图6-5所示,DS18B20是”“线”“总线数字温度传感器。当“单线”总线网络形成时,DS18B20在寄生电源模式下工作,DQ引脚作为电源线和数据线(105)。首先,DS18B20通过DQ充电内置电容器。然后,该电容器被用作片上电路的电源。最后,数字温度数据发送通过DQ引脚。
 


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图4-5 DS18B20引脚分布图
DS18B20具有超小的体积,超低的硬件开消,抗干扰能力强,精度高,附加功能强等优点。其优点是[106]:温度全部采用ADC数模转换;通信总线协议快速高效;封装多样,适应性好;温度测量范围广泛;分辨率高,精度达到土0.5℃等
HIH-4000-003湿度传感器:
本文采用HIH4000系列的湿度感应器,由深圳东隆传感器公司生产,优点是:精度高、可进行远距离传输(最远100m)等。其实物图如图4-6所示,其相关参数可查阅手册[107]。
 


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图4-6 湿度传感器实物图
接口电平转换芯片:
本文采用的接口电平转换芯片为MAXIM公司生产的MAX232芯片。实现电平转换,只需5V的稳压电源供电,其引脚图如图4-7所示[108]。
 


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图4-7 MAX232引脚图
MAX232芯片的内部原理图如图4-8所示。
 


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图4-8接口电平转换电路原理图
2.系统软件设计
上述硬件系统的温湿度测量数据传输到电脑显示并存储,工用户查看使用。本文中上位机界面通VC + +中的MFC基础类库叶,微软基础库类(微软Xiph.Org Class,MFC)首次登场的Windows windows的台式电脑。最初,MFC出现的背景是,Windows的复杂性和Windows接口领域越来越广泛,有必要面向对象编程语言。C + +语言是其类型抽象的API的库类的特征,进入大众的视线。多种的抽象接口的C + +库类,但是,Windows操作系统的开发发表了很多MFC程序员的青睐,得到了。在本系统的实现的接口图4-9时,使用时首先,部属机配置序列号,波率和检查模式。单击按钮,打开数据传输,可以实现温湿度表示相应的箱中,同时,数据存储与access数据。
 


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图4-9 上位机显示界面
在本文中,数据连接SQL(结构化查询语言的查询语言结构)通过使用SQL语言,是国际劳工组织的数据传输到数据访问SQL语言处理是非高级编程语言,允许用户工作在数据结构上是一个面向数据库的一般数据处理语言规范,具有很强的主要功能。查询语言(数据查询,数据查询语言)、数据定义语言(DDL、数据定义语言)和数据操作语言(DML,数据操纵语言)和数据控制语言(DCL,数据控制语言)。系统数据库管理微软与之相关联,在许多地方广泛使用,例如,小企业和其他大型企业。在本文中,温度和湿度在创建表的数据存储在图4-10中,获得了通过课程体系、温度和湿度是通过插入SQL语言。
 


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图4-10 数据存储表
在这个系统中,主机和从机之间的通信是通过串行通信的RS – 232串行接口,简称为串行数据通信方式,是目前最成熟的技术,稳定的通信。目前只需要地线、接受线和传输线就完美达到本文规定通信标准的的RS(110)在本文的软件系统的RS – 232串行通信接口的基本立场。
第四节 果蔬品质参数测量
本实验为研究对象,对与葡萄放置在保鲜冰箱。为了确保质量保护环境温度和湿度的变化是由于其生理活性和不影响引起的开关柜,如图4-11的设计图,在冷藏室中将葡萄分盒放置。每个盒子配置温湿度感应器,室内温度条件下硬度测量后,葡萄的质量是存放在冰箱的初始值,初始值,测量葡萄贮藏10天,每天现在把一盒相同的温度和湿度,葡萄内记录和测量的硬度和水的损失,损失的硬度测量测量测量不仅是被遗弃后,放回冰箱。
 


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图4-11保存方式
1.硬度测量
水果的硬度P计算公式为P=弹簧压力N/水果单位面积S。本实验中硬度的测量仪器是乐清市艾德堡仪器有限公司GY-2果实硬度计,该仪器外观图像和技术指标见图4-12和表4-1。
 


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图4-12 硬度计外观图
表4-1 硬度计技术指标

刻度示值 0.3-4 kg/cm2(×105帕)
侧头尺寸 Φ3.5mm
精确度 ±0.02kg/cm2(×105帕)
压头压入深度 10mm
外形尺寸 140×60×30mm
重量 0.3kg

查阅实验手册可得测试步骤为:
(1)准备工作:压头悬空,对齐初始0刻度线去除测量前的初始误差。
(2)测量:使仪器处于竖直状态,缓慢的将测量压头压进水果内部,转动指针,当压头出刻度线达到10mm时停止,此时的指针即为硬度,并且重复步骤连续测试5次,取平均值去除误差。
(3)后续工作:将压头撤离水果,使指针回复到0刻度线,等待下一次使用。
测量硬度时,应均匀缓慢插入,不得转动压入,更不能冲击测量,还要注意压头与水果表面应垂直。本次实验十天的测量结果相对于初值的变化见表4-2。
表4-2 贮藏过程中硬度变化率

天数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
硬度变化(%) 3.07 8.98 19.62 25.06 28.77 29.87 30.45 32.87 33.81 36.96

2.失水率测量
实验中葡萄质量测量仪器是美国华志HZT-A300电子天,该电子天平是LCD带背光显示,称重稳定时间≤3秒,该产品采用直流电源或交流电源均可,通过按钮设置就可实现各种功能,还能随机转换为任意重量单位;可选配百分比称重功能、可选配下拉称重功能、可选配内置可充电铅锌电池、可选配双面示功能。其外观图像及技术指标见图3-14和表3-5。


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图4-13电子天平外观图
表4-3 电子天平技术指标

量程(g) 0-300
可读性(g) 0.001
重复性(g) ±0.002
线性误差(g) ±0.002
操作温度(°C) 20±7.5
秤盘尺寸(mm) Φ80
外形尺寸(mm) 270×190×265
开机预热(分钟) 10-20

使用时需要打开电源预热10-20分钟,仪器提供200g和300g 的两个砝码,用于对电子天平进行校准。每次使用都需要对其进行校准,如果校准后还存在较大的误差,可以进行线性误差校准。实验前,将每个盒子编号,测量初始的重量,每隔一天测量一个盒子内葡萄的质量,计算其失水率,十天中测量的失水率见表3-6
表4-4 贮藏过程中的失水率

编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
初值(g) 255.31 258.269 252.455 247.287 252.779 256.678 258.258 258.131 253.461 258.854
当前
值(g)
254.621 257.412 251.296 245.568 250.522 254.157 255.495 255.067 250.354 255.359
失水
率(%)
0.27 0.332 0.459 0.695 0.893 0.982 1.07 1.187 1.226 1.35

第五节 基于环境参数的果蔬货架期预测模型
1.GM(1, N)模型建模机理
如果你有一个系统的关系,在混乱的水平,结构,动态和随机指数出现残缺引起的数据的未知行,其数据特征符合灰度系统理论中的特征,构建相应的GM模型,它的建立是用来预测整个系统内部的未来变化过程。
作为一个独立存在的灰色系统模型。其灰色信息不仅是众所周知的,但也包含未知或不知道的广泛存在的数据或数据系统。本文采取的灰色系统研究的重要目的就是从一个残缺、数据不完整的灰色系统模型,不明确因素知之甚少,更被称为基础研究的发展。而这种所谓的灰色控制系统,总体来看是传统数学与现代控制理论相结合的产物,是对整个社会经济的研究都有一定的现实意义。
对于整个灰色系统,由于数据信息的动态特性或影响因素的多样性。整个灰色系统理论的宗旨就是尽量使用尽可能少的数据信息排列后显示特征格力关系法建立连续模型,并解释了格力事物变化过程、灰色模型、模型GM(1,1)。
建立该模型的目的就是通过构建生成的原始数据数列和通过某种具体算法构成的方法集合这两者,来尽力降低原始数据的‘自由度’,达到更清晰的特性。对生产订单变更后(1)建立分化?模型GM(1,1)模型的方程组。- 1 – 1,一个变量的差异?乐vergelijkingen。模型(1,1)在群中最理想的模型是模型。这是因为在时间的过程中在发展过程中的一个灰色系统将会立即干扰和驱动因素,体制和制度的影响在其他利用GM一发展(1,1)预测模型的来源,数据的精度只有(0)(一)1到2后的数据,即预测意义的时间预测弱[ 3 ]和GM(1,1)的代谢模型更接近数据的基本思想,为未来的后果。也就是说,从旧信息中提取新的常数信息并不重要,动态建模的顺序考虑到系统的新特性,它实际上是一个动态模型。
该动态模型能够综合数据处理系统、DPS和其他软件的所有优点进行计算,但是考虑到计算的发咋程度,本文主要从DPS方面进行分析。
数据处理系统采用多个阶段的菜单,用户在使用全屏时,如一个工作平台,以自由的地址,自由操作,使图像被称为平台。作为数据处理的一个工作(DP),简称为DPS平台。
DPS平台是开发一个通用的多功能数据处理模型和软件系统。将数值计算和统计分析,模型和线的功能集成到一起。本文主要将DPS作为数据的分析处理方面。相比于当下比较流行的表格系统,DPS内的表格系统的总体功能
更强大,wiskun DPS平台新模型的统计分析。统计分析软件和国外的系统相比,DPS系统是简单的。
而DPS系统模型的搭建原理为:1、收集并加工原始数据;2、修订残差,建立相应的微分模型;3、分析关联度数值;4、数据还原;5、5步建模构成所谓的GM(1,1)模型
目前为止,本文搭建的预测模型非常常见,其利用的是一阶微分方程,一个随时间变化的一系列数据集预测。但在现实经济生活中,常常是多种因素、多个系列的预测报告。可能是时间问题,建立GM(1,N),这意味着变量的一阶微分方程组,预测模型,模型的建立为系统的所有状态变量和关系的动态分析和预测,是对一个n – 1受一系列因素的预测系统的硬度。例如,我们对水果和蔬菜进行预测,并且我们要计算其中在运输过程中的损失与失水率,在存储阶段是在环境温度发生改变也可能造成相应的影响,而且我们可以依据常识判断温湿度的变化肯定与质量变化有关,因此需要我们搭建和水分和硬度水分损失率直接的关系和模型,GM(1,2)预测模型的实现,在水果和蔬菜的质量。模型建立步骤为:
对于可能存在的任意N个特征变量,定义为x(1)、x(2)、x(3)、、、x(N),显然取x(1)、x(2)、x(3)、、、x(N-1)为可能存在的原因,x(N)为研究客体。然而各个变量可能存在很多的测试数据,假设有m个,就可构成(6-1)式的数列。


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式(6-1) 对
 


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分别累加生成N个新的生成数列
 


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如下:
 


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式(6-2)
上列式子中,参考上文GM模型的数列生成方法,并依据下式计算相应相因预测模型模型的参数,记为:
 


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式(6-3) 模型中的参数
 


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是利用最小二乘法估计出来的:
 


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式(6-4)
其中
 


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式(6-5)
参数估计以后就得到所谓的GM(1,N)模型:
 


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式(6-6)
2.数据来源
存储空间温度可控。本文在保证果蔬最佳贮藏温度的条件下,建立了湿度与品质参数之间的GM(1,2)模型。因储存环境和果实品质模型的初始状态之间可能存在差异,我们只有见过计算搭建各自或许存在差异的原因建立相应预测关系式,因此,应用软件的数据都是变化率。输出存储在Access表前一节中的数据和计算十天相对初始值,如表4-13所示。
表4-5 贮藏空间湿度变化情况

天数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
湿度变化(%) 3.43 5.38 6.84 7.91 8.61 9 9.44 10.49 11.18 15.91

3.GM(1,2)模型建立
根据前面介绍的GM(1,N),搭建相应参数的GM模型。我们取4-4,4-5,以及4-6各表中的各个参数当作数据库,并且运用累加法原理分别计算获取相应数列值如表4-6所示。把数据库元素和数列值代入式(6-5)和(6-6)计算可得
A(HD)=(0.49, 1.7878)T; A(WL)=(0.312, 0.0402)T;
接下来即可获取失水率和硬度变化率与湿度的GM模型关系式如下:


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式(6-7)
硬度变化率与湿度变化的关系:
 


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式(6-8)
表4-6 原始数列和累加数列

目标 天数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
湿度
(RH)
原始值 3.43 5.38 6.84 7.91 8.61 9 9.44 10.49 11.18 15.91
累加值 3.43 8.81 15.65 23.56 32.17 41.17 50.61 61.1 72.28 88.19
硬度变化率(HD) 原始值 3.07 8.98 19.62 25.06 28.77 29.87 30.45 32.87 33.81 36.96
累加值 3.07 12.05 31.67 56.73 85.5 115.37 145.82 178.69 212.5 249.46
失水率
(WL)
原始值 0.27 0.332 0.459 0.695 0.893 0.982 1.07 1.087 1.226 1.35
累加值 0.27 0.602 1.061 1.756 2.649 3.631 4.701 5.788 7.014 8.364

4.模型验证及结论
将获得的结果数列的值代入(6-7)和(6-8)计算获得相应的初级预测值,接下来对初级模拟值依据累减还原原理计算得到最终预测值,计算所得如表4-7、4-8和图4-14、4-15所示。可见用GM(1,2)模型对失水率和硬度变化率的预测误差很小,满足预测的精度要求。
表4-7 硬度测试结果

天数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
原始值 3.07 8.98 19.62 25.06 28.77 28.87 30.45 32.87 33.81 36.96
预测值 3.07 11.386 21.1845 27.4920 30.7753 32.0218 32.9464 35.7241 37.4729 38.3566
误差 0 26.793 7.974 9.705 6.97 7.204 8.198 8.683 10.834 3.762


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图4-14 硬度变化率原始值与预测值曲线图
表4-8 失水率测试结果

天数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
原始值 0.27 0.332 0.459 0.695 0.893 0.982 1.07 1.187 1.226 1.35
预测值 0.27 0.2963 0.4941 0.7457 0.9294 1.0457 1.1327 1.2587 1.3412 1.3849
误差 0 10.753 7.647 7.295 4.076 6.487 5.86 6.04 9.4 2.585


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图4-15失水率原始值与预测值曲线图
根据所建立的模型,上述参数初始值已知时,水果和蔬菜的质量,提供参数值的环境湿度一点时间,我们可以计算出质量变化率的时间,从而了解吗?三状态的水果和蔬菜的质量在一个时刻,从而达到货架期预测的水果和环境参数下的GM(1,1)模型相符,预测也被告知,通过测量硬度变化率这种方式,我们可以省略直接对实物可能造成损害的测量过程而通过测量周边环境参数变化的办法来合理预测实际的变化过程。是最简单的方法,使用更方便,减少不必要的测量。
第五章 总结与展望
第一节总结
收获后的水果和蔬菜,还在进行生理生化反应,在储存包装、运输行程、销售贩卖中的时间,消耗材料储存在身体内。同时,他将收获后的水果和蔬菜受到许多客观因素,如环境温度,组成空气湿度和气体,疾病和损伤力学、激素变化,从而导致水果蔬菜的质量发生变化,由于价值下降水果和蔬菜的消费量在减少,使产品价值受到直接影响,所以关于提供水果和蔬菜的质量问题,是一个特别的问题,非常着急去解决。我们要根据水果和蔬菜的品质特性去规划怎么去测量及预测水果和蔬菜的品质。当然我们对水果蔬菜的检测方法,目前大概分为两类,第一种是无损检测,第二种自然是有损检测,我们需要检测的主要内容包括:表面质量(表面光滑整洁度、表面是否有缺陷),内部质量(糖度、酸度、维生素等)和硬度,颜色,大小,和分属哪个地区。水果和蔬菜中的无损检测技术是非常注重实用性的,但却不是快速、准确和实时的,不光这样,而且我们现在用的检测方法一般为有损检测。目前在预测的水果和蔬菜的质量,使灰色系统具有更广泛的应用范围。
本研究采用以香蕉为测试对象,以灰色系统理论理论、利用的图像处理技术为香蕉H值的表面颜色、通用预测模型、我们设计的预测系统以及所使用的图像处理流程,都是极为有研究价值的。本研究的提交的预测系统的主要优势是表现在于以下几个方面:(一)特别低的残差。在两种情况下,原始值的预测值的最大残差百分比分别3.3.245以及5. 9546。处理过程简单。利用表面的颜色的变化质量特性,图像H值的特征的参数,数据得到的数据处理过程简单的基础,损伤的水果和蔬菜较少,并且我们得到的必要的数据少。在自然条件下,香蕉的储存时间缩短使用的数据很少,本研究确立了比较多的数据的正确的评价预测模型。香蕉是预测的品质以外,通过GM(1,1)预测模型也可以预测其他表面颜色明显地变化的水果和蔬菜,比如说苹果,梨等。这个预测系统的应用相当于所有表面有变化的水果和蔬菜都能用的一个品质预测模型。
第二节 展望
我国尚处于发展阶段,但也存在一些问题:1.在地方一级的整体过剩的产能不足,目前在我国,对果蔬贮藏能力不足,他们只占总产量的25%,远低于世界发达国家,特别是在气体存储现代世界已经被广泛的应用在发达国家,如法国、意大利、德国、美国等。但在某些区域却冷库成群,出现在收购季节互相抬价收购产品,高价雇用工人,销售时又竞相降价出售的局面,并致使某些贮藏品种(如白蒜薹)几乎全部入库贮藏,没有应时消费。2.单种技术存储和存储,目前真正的商业储存少品种缺乏,新品种包括苹果、梨、柑橘、香蕉、葡萄、传统猕猴桃,大蒜,洋葱和大蒜的几个品种,其他品种,存储技术主要是在研究阶段,该技术的应用是不不够成熟,很少有商业存储存储技术的不足;新品种,导致一些优良新品种刚刚开始形成生产,已经很难卖水果的问题(如黄金梨品种)。3.加工水果和蔬菜收获后,低水平的发达国家,如美国的加工水果和蔬菜收获后,超过80%的水果和蔬菜量,超过70%,柑橘、苹果、香蕉等水果的年度储存全世界。现在水果蔬菜采后保鲜处理和物化处理方法、“冷链”方法、现在水果蔬菜工技等已广泛使用,而站在他们擅长的行业技术体制,水果蔬菜产而物化处理、好的可以种植出产高达2-3倍。但在我国的产品加工的水果和蔬菜,由于我国近年才开始对加工产品数量开始追求,使得我们只有10%的总产量,切割果蔬保鲜和加工,产品几乎是一个空白,储存和运输的水果蔬菜产后处理保持和其他产品,与发达国家相比差距较大,尤其是冷链技术较低。4.规则少且不完全统一的果蔬贮藏,使得我们仓储质量标准偏少。果藏规则的只有《苹果藏方法》标准,《橘子藏》,《芒果贮藏引导则》,《鲜食葡萄贮藏方法》,《梨贮藏方法》商部标准等。凡有色装修、气、冷、冻、成人行为不符合销售格式,且为大多数就是推荐标准。关于天然气的储存是不是我们国家一级的技术标准的成果,没有标准,仍然是空白的。第二,在科学技术领域的标准与年限不太长,市场的发展时间比较短。水果的国家标准还过着80年代的处理、存储和上世纪90年代初的日子,一般的来说,如:关于苹果技术1987在柑橘类水果的采用,由新鲜葡萄,鉴于国内技术水平低,工艺和设备都比较差,而且我们没有相关工作人员的头脑和技术,这使得我们无法及时存储蔬菜和水果产品并进行加工,不仅如此海包括水果的国家标准显然落后于国际标准,在科学的领域和技术,随着市场的发展,三个标准的实施进度是极其差的。随着全国果蔬贮藏保鲜技术的发展。大机器的应用和大气管理模式,以及管理实施方案的进行,本应该有一个好的开头。然而,由于对一个明确的体系缺乏实施力度,完成质量差,缺少监管部门的标准,并且有资源的有限性,光有政府信息的传达,低质量的传播是不够的,生产者以及管理者所建立的标准没有得到很好的执行,5.在新技术的应用层面,在经济欠发达地区的意识衰减连带着消费的减少,在新厂建设的钱非常稀少的情况下,一些企业非常保守,满足于现状,如:有的认为,一般的存储是不必要的,在大气中的存储就很好。导致部分地区水果消费不好卖。价格虚高的现象,这限制了新技术的应用与扩展。
但是早在上世纪八十年代,我们就有一门科学在兴起,那就是灰色系统理论。这对我们的说过运输以及品质预测都有良好的方案去实行。而且近些年灰色系统理论的发展也值得我们关注。无论是在我国基础的根本学科,还以高科技著称的航空航天宗、原能方法,按照系统论几乎在各学科中均不得使用。①灰色系统理论在本地的科学一直处于先进地位。大家都知道,学科在创立之初,就在本地发挥了很大的作用,近十年中,这一地位得到进一步的巩固,检测到近十年发表的评论数772篇,约占验到的总论文数的18%,一般先在其他学科。他的评论文章也涉及农业的方法,如收入、品种优选、生长变化的分论、病虫害的回报和防及栽培技术的优化。它包含的东西、气侯、土壤和水的特性、栽培技术、病虫害和环境污染等这些涉及很多人的,含有未知领域且具有不确定性的东西,这门学科的应用为农业学科的提供了一条新的而且很好的道路。
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致谢
本文是在我的导师张锐老师的悉心关怀下完成的。感谢张老师在毕业设计的过程中,在生活和学习上给予我关怀,帮助与指导。他渊博的学术背景、严谨的治学作风以及勤奋的工作态度都给我以深刻的影响,这些影响将使我终生受益!在此,我谨向张老师和他的家人表达我最诚挚的谢意和祝福!
同时,我还要向天津科技大学的各位老师们表达我真诚的谢意,感谢他们大学生活中对我的指导与帮助;也要感谢同我相处四年的同学们,是他们的帮助才使我得以按时完成论文,并最终参加答辩。我衷心对你们说一声“谢谢”。
在这里,我尤其要感谢的是我的家人,是你们一直给我勇气,给我鼓励,也正是由于你们的支持,我才能够克服困难,走向前方。
最后,向所有评阅论文的老师、专家、教授们一并致以最诚挚的谢意,感谢你们在繁忙的事务中,为我审阅论文。
 

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