投影尋蹤耦合學(xué)習(xí)方法及應(yīng)用——評價 預(yù)測 決策

本書采用先理論方法后實踐應(yīng)用的方式進(jìn)行撰寫，系統(tǒng)介紹了投影尋蹤基本原理、統(tǒng)計學(xué)習(xí)方法及其多場景應(yīng)用案例，為多方法耦合提供新思路，為復(fù)雜數(shù)據(jù)挖掘提供新方法，為數(shù)據(jù)科學(xué)問題解決提供新應(yīng)用。全書內(nèi)容包括投影尋蹤研究進(jìn)展綜述、投影尋蹤耦合學(xué)習(xí)原理、投影尋蹤耦合學(xué)習(xí)算法、投影尋蹤聚類耦合學(xué)習(xí)、投影尋蹤回歸耦合學(xué)習(xí)、投影尋蹤函數(shù)型耦合學(xué)習(xí)、投影尋蹤耦合學(xué)習(xí)評價、投影尋蹤耦合學(xué)習(xí)預(yù)測和投影尋蹤耦合學(xué)習(xí)決策。
本書可作為統(tǒng)計學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)科學(xué)和工程應(yīng)用方向的研究及實踐工作者的學(xué)習(xí)參考書。

張欣莉，四川大學(xué)，教授，主要從事管理科學(xué)與工程學(xué)科的項目管理、工程管理、服務(wù)管理、水資源管理等方面的教學(xué)及科研工作。為本科、工程碩士（ME）、工商管理碩士（MBA）、管理科學(xué)與工程碩士講授有：《工程經(jīng)濟(jì)學(xué)》、《工程估價》、《項目成本管理》、《項目評估》、《項目風(fēng)險管理》、《項目管理》、《專業(yè)外語》等課程，已順利完成數(shù)百名碩士研究生的培養(yǎng)工作。主持參與完成托科研項目多項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇，主編有《項目風(fēng)險管理》、《工程經(jīng)濟(jì)學(xué)》、《水資源優(yōu)化配置原理及方法》等著作，參編《項目管理學(xué)》、《工程估價》等書籍。連續(xù)多次獲得四川大學(xué)青年骨干教師獎，校級獎勵50余次、市級三等獎勵1次、省級三等獎勵3次，《工程經(jīng)濟(jì)學(xué)》精品在線開放課程負(fù)責(zé)人。

本書從工程應(yīng)用的角度加入智能優(yōu)化算法對投影尋蹤耦合學(xué)習(xí)方法進(jìn)行了較為深入的拓展及應(yīng)用，重點揭示了耦合邏輯及其應(yīng)用的轉(zhuǎn)化思路，致力推動在多方法與現(xiàn)實問題耦合情景下的數(shù)據(jù)科學(xué)技術(shù)發(fā)展。

在數(shù)字時代，數(shù)據(jù)已然成為關(guān)鍵生產(chǎn)要素，數(shù)據(jù)分析方法也在社會經(jīng)濟(jì)的智慧化發(fā)展中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。投影尋蹤作為處理高維數(shù)據(jù)的統(tǒng)計方法，自出現(xiàn)以來就受到了理論及應(yīng)用領(lǐng)域的持續(xù)關(guān)注，并隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和智能學(xué)習(xí)等方法及數(shù)據(jù)搜集技術(shù)的快速發(fā)展與時俱進(jìn)。投影尋蹤方法以其思維的先進(jìn)性形成了“投影尋蹤族”的方法體系，成為探索性數(shù)據(jù)分析的利器，在工程、醫(yī)療、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等諸多領(lǐng)域的分類、識別、判別、評價、預(yù)測和決策等方面有著廣泛應(yīng)用。
本書在總結(jié)投影尋蹤方法研究成果的基礎(chǔ)上，基于生產(chǎn)要素再組合的創(chuàng)新發(fā)展觀，以確定性組合應(yīng)對不確定性變化的思想，提出投影尋蹤耦合學(xué)習(xí)方法及其應(yīng)用。從統(tǒng)計學(xué)習(xí)視角，圍繞統(tǒng)計學(xué)經(jīng)典領(lǐng)域，設(shè)計投影尋蹤耦合學(xué)習(xí)的具體方法內(nèi)容；以數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能學(xué)習(xí)技術(shù)，給出投影尋蹤耦合學(xué)習(xí)算法；結(jié)合多領(lǐng)域的分類、判別、評價、預(yù)測與決策的應(yīng)用需求，示范投影尋蹤耦合方法解決實際問題的思路和模型案例。全書分為9章，分別為緒論、投影尋蹤耦合學(xué)習(xí)原理、投影尋蹤耦合學(xué)習(xí)算法、投影尋蹤聚類耦合學(xué)習(xí)、投影尋蹤回歸耦合學(xué)習(xí)、投影尋蹤函數(shù)型耦合學(xué)習(xí)、投影尋蹤耦合學(xué)習(xí)評價、投影尋蹤耦合學(xué)習(xí)預(yù)測、投影尋蹤耦合學(xué)習(xí)決策。其中第1、5、6、8、9章由張欣莉撰寫，第2～4、7章由王順久撰寫。
本書針對數(shù)據(jù)特征混合的復(fù)雜性，提出了耦合學(xué)習(xí)思維及路徑，通過理論→方法→應(yīng)用拓展的方式呈現(xiàn)。書中實例涉及工程、醫(yī)療、水資源與環(huán)境等領(lǐng)域的定量分析，可為相關(guān)領(lǐng)域開展評價、預(yù)測與決策工作提供工具方法。本書可作為數(shù)據(jù)科學(xué)、商業(yè)分析和工程學(xué)等領(lǐng)域的參考書。
感謝數(shù)字化時代帶來的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，感謝先賢們的創(chuàng)新貢獻(xiàn)，感謝編輯部的努力付出，感謝學(xué)生們的探索與實踐，感謝家人們的鼓勵支持! 本書是筆者在已有研究基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)外最新理論進(jìn)展和實踐應(yīng)用寫成，書中借鑒了諸多學(xué)者的觀點及方法精髓，在此深表謝意。因本書突出應(yīng)用性，書中不足之處敬請讀者諒解，懇請批評指正與交流。

著者
2023年12月

第1章　緒論 001
1.1　耦合背景 001
1.1.1 數(shù)據(jù)特征 001
1.1.2 統(tǒng)計學(xué)習(xí) 003
1.1.3 耦合創(chuàng)新 004
1.2　耦合歷程 005
1.2.1 思想產(chǎn)生 005
1.2.2 一次創(chuàng)新 007
1.2.3 二次創(chuàng)新 009
1.2.4 創(chuàng)新趨勢 014
1.3　基本內(nèi)容 017
1.3.1 目標(biāo) 017
1.3.2 內(nèi)容 019
1.3.3 路線 021
1.4　本章小結(jié) 022
參考文獻(xiàn) 023

第2章　投影尋蹤耦合學(xué)習(xí)原理 028
2.1　投影尋蹤思想 028
2.1.1 基本思路 028
2.1.2 投影方向 030
2.1.3 投影指標(biāo) 031
2.2　基本統(tǒng)計方法 032
2.2.1 聚類分析 033
2.2.2 判別分析 035
2.2.3 密度估計 037
2.2.4 多元回歸 038
2.2.5 離群點檢測 039
2.2.6 時間序列 040
2.3　人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 041
2.4　耦合學(xué)習(xí) 042
2.4.1 耦合基礎(chǔ) 042
2.4.2 耦合路徑 044
2.4.3 耦合特點 048
2.5　本章小結(jié) 049
參考文獻(xiàn) 050

第3章　投影尋蹤耦合學(xué)習(xí)算法 052
3.1　最佳投影方向 052
3.1.1 基本內(nèi)涵 052
3.1.2 優(yōu)化歷程 053
3.2　投影指標(biāo) 055
3.2.1 投影聚類指標(biāo) 055
3.2.2 線性投影判別指標(biāo) 055
3.2.3 Posse投影判別指標(biāo) 056
3.2.4 投影回歸指標(biāo) 056
3.2.5 投影密度指標(biāo) 057
3.3　遺傳算法 057
3.3.1 基本思路 057
3.3.2 基本步驟 058
3.3.3 基本特點 060
3.4　投影智能優(yōu)化算法 061
3.4.1 智能優(yōu)化思路 061
3.4.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理 062
3.4.3 遺傳優(yōu)化步驟 064
3.5　算法實現(xiàn) 066
3.5.1 耦合轉(zhuǎn)化 066
3.5.2 程序執(zhí)行 067
3.5.3 算法特點 068
3.6　本章小結(jié) 069
參考文獻(xiàn) 070

第4章　投影尋蹤聚類耦合學(xué)習(xí) 071
4.1　產(chǎn)生背景 071
4.2　聚類原理 073
4.3　投影靜態(tài)聚類耦合學(xué)習(xí) 076
4.3.1 學(xué)習(xí)原理 076
4.3.2 算法流程 078
4.3.3 注意事項 080
4.4　投影動態(tài)聚類耦合學(xué)習(xí) 081
4.4.1 學(xué)習(xí)原理 081
4.4.2 算法流程 083
4.5　多維投影強(qiáng)化學(xué)習(xí) 085
4.5.1 學(xué)習(xí)原理 085
4.5.2 算法流程 086
4.6　高維離群點檢測 088
4.6.1 檢測原理 088
4.6.2 基于假設(shè)檢驗的檢測 088
4.6.3 基于聚類的檢測 089
4.7　本章小結(jié) 090
參考文獻(xiàn) 091

第5章　投影尋蹤回歸耦合學(xué)習(xí) 093
5.1　投影尋蹤回歸原理 093
5.1.1 投影尋蹤回歸函數(shù) 093
5.1.2 非參數(shù)投影尋蹤回歸 094
5.1.3 參數(shù)優(yōu)化策略 096
5.2　投影尋蹤回歸與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 098
5.2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 098
5.2.2 兩方法比較 101
5.3　投影尋蹤回歸網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí) 103
5.3.1 學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 104
5.3.2 網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元函數(shù) 105
5.3.3 參數(shù)分類優(yōu)化學(xué)習(xí) 108
5.4　投影尋蹤回歸模糊推理學(xué)習(xí) 112
5.4.1 基本原理 112
5.4.2 模糊隸屬度 114
5.4.3 模糊推理 116
5.4.4 學(xué)習(xí)路線 117
5.5　基于投影尋蹤回歸學(xué)習(xí)的離群點檢測 119
5.5.1 檢測原理 119
5.5.2 學(xué)習(xí)流程 120
5.6　本章小結(jié) 120
參考文獻(xiàn) 122

第6章　投影尋蹤函數(shù)型耦合學(xué)習(xí) 124
6.1　函數(shù)型數(shù)據(jù)分析 124
6.1.1 基本概念 125
6.1.2 函數(shù)型主成分 126
6.1.3 函數(shù)型聚類 127
6.1.4 函數(shù)型回歸 128
6.2　投影尋蹤函數(shù)型主成分 129
6.2.1 基本原理 129
6.2.2 基本模型 130
6.2.3 學(xué)習(xí)流程 131
6.3　投影尋蹤函數(shù)型聚類 132
6.3.1 基本原理 132
6.3.2 基本模型 133
6.3.3 學(xué)習(xí)流程 133
6.4　投影尋蹤函數(shù)型回歸 134
6.4.1 基本原理 134
6.4.2 模型構(gòu)建 135
6.4.3 學(xué)習(xí)流程 137
6.5　投影尋蹤函數(shù)型檢驗 138
6.5.1 正態(tài)檢驗 138
6.5.2 異常值檢驗 140
6.6　本章小結(jié) 141
參考文獻(xiàn) 142

第7章　投影尋蹤耦合學(xué)習(xí)評價 144
7.1　綜合評價原理 144
7.1.1 綜合評價類型 145
7.1.2 評價指標(biāo)體系 148
7.2　監(jiān)督綜合評價 149
7.2.1 有監(jiān)督綜合評價 149
7.2.2 無監(jiān)督綜合評價 154
7.3　投影尋蹤聚類學(xué)習(xí)評價 156
7.3.1 建模思路 156
7.3.2 學(xué)習(xí)過程 156
7.3.3 水質(zhì)評價 158
7.3.4 結(jié)果分析 163
7.4　本章小結(jié) 166
參考文獻(xiàn) 167

第8章　投影尋蹤耦合學(xué)習(xí)預(yù)測 169
8.1　統(tǒng)計預(yù)測基本原理 169
8.1.1 預(yù)測分類 169
8.1.2 單途徑預(yù)測 170
8.1.3 耦合預(yù)測 172
8.1.4 損失函數(shù) 174
8.2　投影尋蹤回歸網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)預(yù)測 177
8.2.1 對象分析 177
8.2.2 預(yù)測模型 179
8.2.3 預(yù)測結(jié)果 180
8.3　投影尋蹤回歸模糊推理學(xué)習(xí)預(yù)測 182
8.3.1 對象分析 183
8.3.2 預(yù)測模型 184
8.3.3 預(yù)測結(jié)果 186
8.4　本章小結(jié) 186
參考文獻(xiàn) 187

第9章　投影尋蹤耦合學(xué)習(xí)決策 189
9.1　統(tǒng)計決策基礎(chǔ) 189
9.1.1 多準(zhǔn)則決策 190
9.1.2 多準(zhǔn)則綜合效用 191
9.1.3 多準(zhǔn)則統(tǒng)計學(xué)習(xí)決策 193
9.2　投影尋蹤聚類學(xué)習(xí)決策 194
9.2.1 基本思路 194
9.2.2 投資方案決策 194
9.2.3 關(guān)鍵問題 198
9.3　投影尋蹤回歸學(xué)習(xí)決策 199
9.3.1 基本思路 199
9.3.2 投標(biāo)決策基礎(chǔ) 199
9.3.3 投標(biāo)決策模型 202
9.3.4 應(yīng)用結(jié)果 204
9.4　本章小結(jié) 211
參考文獻(xiàn) 211

結(jié)語 214