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0,零晴、一云、二雨 三行转移概率[['7/10', '1/10', '1/5'], ['1/10', '4/5', '1/10'], ['1/2', '2/5', '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[['7/10', '0', '0'], ['1/10', '0', '0'], ['1/5', '0', '0']];合计得到['7/10', '1/10', '1/5'],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[['49/100', '1/100', '1/10'], ['7/100', '2/25', '2/25'], ['7/50', '1/100', '1/50']];合计得到['3/5', '23/100', '17/100'],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[['21/50', '23/1000', '17/200'], ['3/50', '23/125', '17/250'], ['3/25', '23/1000', '17/1000']];合计得到['66/125', '39/125', '4/25'],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[['231/625', '39/1250', '2/25'], ['33/625', '156/625', '8/125'], ['66/625', '39/1250', '2/125']];合计得到['601/1250', '229/625', '191/1250'],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[['4207/12500', '229/6250', '191/2500'], ['601/12500', '916/3125', '191/3125'], ['601/6250', '229/6250', '191/12500']];合计得到['281/625', '5029/12500', '1851/12500'],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[['1967/6250', '5029/125000', '1851/25000'], ['281/6250', '5029/15625', '1851/31250'], ['281/3125', '5029/125000', '1851/125000']];合计得到['6703/15625', '6657/15625', '453/3125'],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。
