自助打印系统空闲时间短期预测

彭旺 王晓红 王凤琴

摘要：自助打印系统的核心问题是有效预测打印机的空闲打印时间，以便提前分配打印资源。为此，建立打印机状态数据指导的打印机空闲时间预测至关重要，为此，本文应用灰色预测模型，实现对多台打印机的空闲时间进行预测。实验结果表明，本文的预测精度控制在5秒之类，有效提高了自助打印系统的效率。

关键词：自助打印;灰色系统;预测;

1引言

自助打印机带来生活的很多便利，同时也由于繁忙时间的空闲时间预测不准而陷入长时间的排队，面对这个问题，需要在多台自助打印机之间协调，高精度的预测每一台打印机的空闲时间，以提前准备和分配资源才是最为合理的策略。要做到合理协调，高效利用，就要做好打印机空闲状态的预测，根据空闲状态，很好的分配打印任务。而打印机的空闲状态具有不确定性，这种不确定性主要体现在两个方面，一方面是客观因素，打印任务具有随机性;另一方面，打印机自身存在的突发状况，导致打印机在某一时间不能进行打印。这两方面的原因给空闲状态的预测带来了困难，当前，关于时间序列的预测，有很多比较成熟的技术，如灰色预测系统[1]，非线性动力系统的时间序列预测技术[2]，神经网络技术的预测系统[3]等等。

2 灰色预测模型

灰色预测理论于20世纪80年代由邓聚龙教授提出。针对信息已知状态的不同，对信息部分明确、部分不明确的系统称为灰色系统[4]。灰色系统是应用灰色模型GM（1，1）对灰色系统进行分析、建模、求解、预测的过程。

2 打印机空闲状态短期预测

本文选取学期初和学期末星期一到星期三中午11点到12点（每个5分钟记录一次，其中最后一个计数点作为需要预测的空闲时间）的5台打印机空闲数据作为预测模型的研究对象，经数据分析发现，数據完整，波动范围合理。数据流量信息如表1所示：

3.模型检验

根据后验差比值和小误差频率可以综合评价模型的精度。如表2所示：

表3可以看出，采用灰色模型对打印机空闲状态进行预测基本合理，大多数下取得较好的精度和性能。

4.结论

为了缓解打印任务拥堵，事先了解将要实施打印任务的打印机状态，使得各个打印机平衡利用，最终缓解打印任务。本文利用灰色理论，对打印机空闲时间进行短期预测，取得了较好的效果和较高的精度。虽然非平稳序列会产生较大的灰色值，但是其最后的预测结果也在预测范围之内。

致谢：

本文受到：湖北师范大学《数字信号处理》微课建设项目（No.2017039）的资助

本文受到国家大学生创新创业训练计划项目（201710513035）的资助

参考文献：

[1] 邓聚龙.灰色理论基础[M].武汉：华中科技大学出版社，2002.

[2] 郭俊.基于非线性动力系统的时间序列预测技术研究，

[3] 何余良，张曙光等.基于BP神经网络的预应力组合梁承载力预测[J].公路与汽运，2019（9）：95-99.

[4] 王凤琴，柯亨进.灰色系统的交通流量短期预测[J].湖北师范大学学报，2015.

[5] 王小英，朱化平.基于灰色组合模型的道路网短时交通流量预测[J].城市建设理论研究，2013，（48）：66-69.

作者简介：

彭旺，男，湖北，汉，1999.05，本科，学生

（作者单位：湖北师范大学物电学院）