天气系统可以根据当前状态决定下个状态的概率,而不是每个时段都从同一个固定比例抽取。这样得到的长期变化依赖转移规则,当前晴天也不代表下一时段仍必然晴天。
先确定规则与输入
状态按晴、云、雨排列,每行给出从该状态转到三个状态的概率,行和为一。初始状态确定,随后六步都使用同一张表;本文计算各时段状态分布,不把某一次抽样当成概率结果。
初始状态编号2,零晴、一云、二雨 三行转移概率[['2/5', '1/5', '2/5'], ['3/10', '2/5', '3/10'], ['3/5', '3/10', '1/10']]
逐项算出过程
时段1:三个目标状态分别从晴、云、雨收到的概率贡献[['0', '0', '3/5'], ['0', '0', '3/10'], ['0', '0', '1/10']];合计得到['3/5', '3/10', '1/10'],总和1。
时段2:三个目标状态分别从晴、云、雨收到的概率贡献[['6/25', '9/100', '3/50'], ['3/25', '3/25', '3/100'], ['6/25', '9/100', '1/100']];合计得到['39/100', '27/100', '17/50'],总和1。
时段3:三个目标状态分别从晴、云、雨收到的概率贡献[['39/250', '81/1000', '51/250'], ['39/500', '27/250', '51/500'], ['39/250', '81/1000', '17/500']];合计得到['441/1000', '36/125', '271/1000'],总和1。
时段4:三个目标状态分别从晴、云、雨收到的概率贡献[['441/2500', '54/625', '813/5000'], ['441/5000', '72/625', '813/10000'], ['441/2500', '54/625', '271/10000']];合计得到['2127/5000', '2847/10000', '2899/10000'],总和1。
时段5:三个目标状态分别从晴、云、雨收到的概率贡献[['2127/12500', '8541/100000', '8697/50000'], ['2127/25000', '2847/25000', '8697/100000'], ['2127/12500', '8541/100000', '2899/100000']];合计得到['42951/100000', '28593/100000', '3557/12500'],总和1。
时段6:三个目标状态分别从晴、云、雨收到的概率贡献[['42951/250000', '85779/1000000', '10671/62500'], ['42951/500000', '28593/250000', '10671/125000'], ['42951/250000', '85779/1000000', '3557/125000']];合计得到['428319/1000000', '142821/500000', '286039/1000000'],总和1。
每一步都同时使用上一时段的完整分布,不能刚算完晴天新概率就把它拿去计算同一时段的云天,否则实际改变了模型。
复核时看什么
对一个目标状态,把所有来源状态的当前概率乘相应转移概率再相加。三种新概率必须相加为一且全不为负;还可以枚举全部可能路径,把抵达同一状态的路径概率合并来复核。
练习时可以先遮住结果,沿用相同输入独立记录中间状态,再逐项比较。发现不同后先定位最早分歧,确认边界包含方式、编号起点、更新顺序以及是否提前取整。最后结果一致也不表示每个中间步骤都正确,因此保留过程记录有助于看清原因。
适用范围
这是一个完全自定的小模型,不是现实天气预测,也不代表具体游戏。它假设下一步只依赖当前状态;季节、位置或冷却限制若也有影响,就需要把这些信息纳入状态或规则。
