自助打印系統(tǒng)空閑時(shí)間短期預(yù)測(cè)

彭旺 王曉紅 王鳳琴

摘要：自助打印系統(tǒng)的核心問(wèn)題是有效預(yù)測(cè)打印機(jī)的空閑打印時(shí)間，以便提前分配打印資源。為此，建立打印機(jī)狀態(tài)數(shù)據(jù)指導(dǎo)的打印機(jī)空閑時(shí)間預(yù)測(cè)至關(guān)重要，為此，本文應(yīng)用灰色預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)打印機(jī)的空閑時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文的預(yù)測(cè)精度控制在5秒之類(lèi)，有效提高了自助打印系統(tǒng)的效率。

關(guān)鍵詞：自助打印;灰色系統(tǒng);預(yù)測(cè);

1引言

自助打印機(jī)帶來(lái)生活的很多便利，同時(shí)也由于繁忙時(shí)間的空閑時(shí)間預(yù)測(cè)不準(zhǔn)而陷入長(zhǎng)時(shí)間的排隊(duì)，面對(duì)這個(gè)問(wèn)題，需要在多臺(tái)自助打印機(jī)之間協(xié)調(diào)，高精度的預(yù)測(cè)每一臺(tái)打印機(jī)的空閑時(shí)間，以提前準(zhǔn)備和分配資源才是最為合理的策略。要做到合理協(xié)調(diào)，高效利用，就要做好打印機(jī)空閑狀態(tài)的預(yù)測(cè)，根據(jù)空閑狀態(tài)，很好的分配打印任務(wù)。而打印機(jī)的空閑狀態(tài)具有不確定性，這種不確定性主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面是客觀因素，打印任務(wù)具有隨機(jī)性;另一方面，打印機(jī)自身存在的突發(fā)狀況，導(dǎo)致打印機(jī)在某一時(shí)間不能進(jìn)行打印。這兩方面的原因給空閑狀態(tài)的預(yù)測(cè)帶來(lái)了困難，當(dāng)前，關(guān)于時(shí)間序列的預(yù)測(cè)，有很多比較成熟的技術(shù)，如灰色預(yù)測(cè)系統(tǒng)[1]，非線性動(dòng)力系統(tǒng)的時(shí)間序列預(yù)測(cè)技術(shù)[2]，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的預(yù)測(cè)系統(tǒng)[3]等等。

2 灰色預(yù)測(cè)模型

灰色預(yù)測(cè)理論于20世紀(jì)80年代由鄧聚龍教授提出。針對(duì)信息已知狀態(tài)的不同，對(duì)信息部分明確、部分不明確的系統(tǒng)稱(chēng)為灰色系統(tǒng)[4]?；疑到y(tǒng)是應(yīng)用灰色模型GM（1，1）對(duì)灰色系統(tǒng)進(jìn)行分析、建模、求解、預(yù)測(cè)的過(guò)程。

2 打印機(jī)空閑狀態(tài)短期預(yù)測(cè)

本文選取學(xué)期初和學(xué)期末星期一到星期三中午11點(diǎn)到12點(diǎn)（每個(gè)5分鐘記錄一次，其中最后一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)作為需要預(yù)測(cè)的空閑時(shí)間）的5臺(tái)打印機(jī)空閑數(shù)據(jù)作為預(yù)測(cè)模型的研究對(duì)象，經(jīng)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)完整，波動(dòng)范圍合理。數(shù)據(jù)流量信息如表1所示：

3.模型檢驗(yàn)

根據(jù)后驗(yàn)差比值和小誤差頻率可以綜合評(píng)價(jià)模型的精度。如表2所示：

表3可以看出，采用灰色模型對(duì)打印機(jī)空閑狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)基本合理，大多數(shù)下取得較好的精度和性能。

4.結(jié)論

為了緩解打印任務(wù)擁堵，事先了解將要實(shí)施打印任務(wù)的打印機(jī)狀態(tài)，使得各個(gè)打印機(jī)平衡利用，最終緩解打印任務(wù)。本文利用灰色理論，對(duì)打印機(jī)空閑時(shí)間進(jìn)行短期預(yù)測(cè)，取得了較好的效果和較高的精度。雖然非平穩(wěn)序列會(huì)產(chǎn)生較大的灰色值，但是其最后的預(yù)測(cè)結(jié)果也在預(yù)測(cè)范圍之內(nèi)。

致謝：

本文受到：湖北師范大學(xué)《數(shù)字信號(hào)處理》微課建設(shè)項(xiàng)目（No.2017039）的資助

本文受到國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201710513035）的資助

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄧聚龍.灰色理論基礎(chǔ)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002.

[2] 郭俊.基于非線性動(dòng)力系統(tǒng)的時(shí)間序列預(yù)測(cè)技術(shù)研究，

[3] 何余良，張曙光等.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)應(yīng)力組合梁承載力預(yù)測(cè)[J].公路與汽運(yùn)，2019（9）：95-99.

[4] 王鳳琴，柯亨進(jìn).灰色系統(tǒng)的交通流量短期預(yù)測(cè)[J].湖北師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2015.

[5] 王小英，朱化平.基于灰色組合模型的道路網(wǎng)短時(shí)交通流量預(yù)測(cè)[J].城市建設(shè)理論研究，2013，（48）：66-69.

作者簡(jiǎn)介：

彭旺，男，湖北，漢，1999.05，本科，學(xué)生

（作者單位：湖北師范大學(xué)物電學(xué)院）