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1、基于灰色系统理论的港口煤码头吞吐量预测分析 摘要：港口吞吐量预测是港口发展建设的重要依据，正确预测港口吞吐量可促使港口持续健康发展。GM（1，1）模型可以在信息量少、数据不完全情况下预测港口吞吐量的发展变化，预测精度高。文章针对日照港煤码头吞吐量进行预测，提出基于灰色系统理论的日照港煤码头吞吐量预测模型，并对模型进行分析，验证了模型的可行性，预测结果数据清晰，为相关政策制定提供参考。下载论文网 关键词：灰色系统理论GM（1，1）港口煤码头预测 中图分类号：F50文献标识码：A 文章编号：1004-4914（2012）01-025-02
2、 灰色系统理论在控制、预测、决策等领域有着广泛的应用，其中常用的方法是GM（1，1）模型{1}。GM（1，1）模型使用限制条件为原始数据单调和预测背景呈现稳定发展趋势，适用于因数据量很小而无法应用概率统计方法寻找统计规律的预测问题。GM（1，1）算法简单易行，预测精度相对较高{2}。 一、“十一五”期间我国北方港口煤码头运输现状 1.北方煤炭码头通行能力与市场需求总体平衡。我国西煤东运、北煤南运已开通三条大通道，即由山西大同――河北秦皇岛港的大秦线、山西神池――河北黄骅港的朔黄线和集宁――曹妃甸线，主要从沿海运煤南下。另外还有大运河和长江
3、港口也承担了大量的运煤任务，总量达4000万吨。截至2008年，沿海北方煤炭输出港拥有专业化装船泊位59个，总装船能力亿吨，其中秦皇岛、唐山、天津、黄骅、青岛、日照、连云港为主的北方七港10万吨级以上煤码头装船能力亿吨。2008年，我国沿海北方煤炭输出港完成煤炭发运量约亿吨，我国煤炭港口的供给富裕，基本满足煤炭发运要求{2}。 2.北方主要煤码头产能利用差别较大。“十一五”期间，我国北方各港口煤码头发运能力与发运量比例不均衡。其中秦皇岛港、天津港和黄骅港三港的通过能力利用比较饱满。而山东的青岛港、日照港和江苏的连云港等港口的通过能力利用不足，其
4、中青岛港年完成吞吐1300万吨，为其通过能力的35%，日照港完成1630万吨，约为通过能力的40%，连云港完成815万吨，约为其通过能力25%，这些港口煤炭装船作业还有较大潜力{3}。 3.部分煤码头扩建规模庞大。规划建设的煤码头工程主要有唐山曹妃甸煤炭专用码头和天津港南疆港区煤码头二期工程。唐山曹妃甸煤炭专用码头总投资150亿元，将建设5万至10万吨级煤炭泊位16个，年煤炭下水能力2亿吨，建成后将成为我国又一个北煤南运基地。神华集团在天津港南疆港区建设的煤码头二期工程设计年煤炭通过能力3500万吨。扩建后的神华煤炭码头下水能力将达到8000万
5、吨{3}。 综上，到“十一五”末，我国北方煤炭码头的发运量尚有较大的增长空间，2010年，黄骅、天津、锦州、日照四港累计发运煤炭亿吨，占北方港口煤炭发运总量的%。2011年四港完成煤炭运量合计将达亿吨，增长2500万吨，发展前景广阔。特别是山东的日照港，其年吞吐量“十一五”期间只达到其发运能力的40%左右，在未来煤炭运输中将发挥重要作用，对其进行吞吐量预测具有重要意义。 二、基于灰色系统理论GM(1,1)的煤码头吞吐量预测模型 基本模型构建过程如下{1}： GM(1,1)是一阶，一个变量的微分方程模型。其中，G表示Grey(灰)，M表示M
6、odel(模型)，前一个“1”表示一阶，后一个“1”表示一个变量，我们这里研究的煤炭吞吐量与年份之间的关系用GM()是适合的。 给定等时间间隔的数据列，且设数据列单调： ｛k,x（k）｝=（1,x1）（2,x2）,...,（n,xn） k表示时刻，x(k)=xk表示t=k时刻某量观测值，不访设： xk＜xk+1,k=1,2,…,n-1，将数据列记成： X(0)=｛X01,X02,X03，…,X0n｝X0表示原始数据序列。比如： X(0)=｛,,,,｝ 日照港2007―2010年煤炭吞吐量分别为：1544万吨、1805万吨、2313万
7、吨、2748万吨，呈现稳定发展态势。以日照港2007―2010年煤炭吞吐量四年数据为预测基础，则煤炭吞吐量为：X(0)=(1544,1805,2313,2748) 而对原始数据作一次累加生成：即令 得一次累加生成数序列为： X(1)=X1(1),X2(1),…,Xn(1) 对于日照港煤码头煤炭吞吐量灰色预测第一次累加结果为： ｛xk(1)｝=｛1544,3349,5662,8410｝ 给定的原始数据序列（xk（0））已经是单增序列，经一次累加后生成的累加数序列具有更强烈的单调性。我们知道指数序列是单调的，但是，单调序列却不一定是指数型
8、的，不过强烈的单调序列可近似看作是指数的，即可用指数型曲线进行弥合。如果用指数曲线来弥合一次累加生成序列，那么，这条指数曲线一定是某个一
