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吴超:安全科学方法系列168:趋势外推法
2024-6-25 09:18
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吴超:安全科学方法系列168:趋势外推法

趋势外推法是根据事物的历史和现时资料,寻求事物发展变化规律,从而推测出事物未来状况的一种比较常用的预测方法。一定的外界随机条件对应于系统状态的一定表象,把一系列随机条件和对应的表象联接起来的长链条,既体现了系统运动变化的随机性,又体现了系统运动变化的约束性。因此,可以沿着这一链条,由系统的历史和现时的发展推测其未来的发展趋势,即由已知推测未知。对系统大量随机现象的统计处理所获得的统计结果,常常反映了该系统运动变化所必然遵从的规律。趋势外推法就是在系统大量历史和现时的随机现象中,寻求系统运动变化的规律,并据此规律推测该系统未来的状况。

利用趋势外推法进行预测,一般应包括以下六个阶段:1)确定预测对象,选择应预测的参数;2)收集预测必须拥有的内、外信息,并以数据的形式将它们定量地表示出来;3)利用已知数据拟合曲线方程;4)利用曲线方程进行趋势外推;5)预测说明及进行预测准确度分析;6)研究预测结果在制订决策中应用的可能性。

使用趋势外推法时,参数选择十分重要,应考虑如下一些原则:1)参数应是能完成预测功能的系统的客观的定量标志;2)参数应能确切地表明技术状态;3)参数应当适用于完成同一种功能的各种技术方案;4)参数应取材于大量的历史统计资料。同时还应在较长的时间间隔内选取;5)参数应是可以比较的,应处于相同的技术发展阶段。

趋势外推法有多种类型,主要有:

1)指数曲线法。主要用于反映增长在达到极限前的发展趋势,适用于对单元技术和功能技术级进行预测。

2)生长曲线。指数曲线法不能预测接近极值时的技术或经济的发展。因为,当趋近极值时,技术或经济的功能特性已不是按指数规律增长。倘若考虑极值的影响,则发现技术发展过程如同生物生长过程一样,经历发生、发展到成熟三个阶段,而每一个阶段的发展速度是不相同的。在发生阶段,发展速度较慢,发展时期速度骤然加快,成熟时期速度又趋减慢。

3)替代曲线法。用新技术取代功能相同但水平较低的旧技术,是技术发展的必然趋势,因而在技术发展过程中对新旧技术交替速度进行预测是十分重要的。经验表明,新技术发展初期的取代速度比较慢,这是因为一方而新技术的可靠性和经济性还未经过充分验证,具有一定的风险性,另一方面旧技术也力图改进。随着新技术的完善,新技术的经济效果越加显著,取代速度加快。而当趋于100%时,取代速度又明显下降,这是因为新技术的性能已充分发挥,而旧技术在某些领域内尚能发挥其特有的作用。

4)包络曲线法。每种技术的发展都有一个上限,然而在整个技术体系中技术发展并未停止,不过其功能是由可以达到更高功能的其它新技术来完成的。一个整体系统的功能特征是由一系列相互有区别的连续发展的技术体现的,而总的功能参数不断提高。对于一个整体功能系统的预测,采用指数曲线法和生长曲线法均不能胜任,因为它们仅能预测技术的量变过程。这时宜采用包络曲线法。这种方法适应于长远预测,它不仅可以预测渐变过程,同时还可以预测科学技术发展中的突变,揭示新的发明等。

 

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