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1、基于聚类的港口吞吐量预测方法及其适用性分析第32卷第3期2011年6月水道港口JournalofWaterwayandHarborVol_32No.3Jun.2011基于聚类的港口吞吐量预测方法及其适用性分析秦芳,周鹏飞，魏晓晓,樊义忠Z（1•大连理Z■大学土木水利学院，大连116024;2.重庆公用工程建设监理公司，重庆400020）摘要:在统计分析历史数据的基础上，选取港口吞吐量,GDP值等指标，采用SPSS统计分析软件中的层次聚类分析法,将我国具有代表性的港口按照吞吐量增长规律分成平稳增长型，加速增长型和波动增长型3类•然后选择时间序列法，回归分析法，灰色模型理论和神经网
2、络模型法，对不同类型的港口吞吐量预测的适用性进行了理论分析•最后以上海港和镇江港为实例进行计算，并对不同预测方法的适用性进行了验证.关键词:港口吞吐量;聚类分析;预测模型中图分类号:U652.1+4;0411_3文献标识码:A文章编号:1005—8443(2011)03—0223—06国内港口的基础设施，服务水平，口岸环境，腹地经济发展水平等条件参差不齐,可以采用聚类分析方法对若干具有代表性的港口进行分类….预测的方法有很多，但不是每一种方法都适合所有的港口.本文在对港口进行聚类分析的基础上,寻找到一种相对更符合不同类型港口吞吐量的预测方法，为港口的预测工作提供意见参考.1港口
3、规模聚类指标与代表性港口的选择1.1聚类指标的选择影响港口规模的因素很多,主要有自然地理条件，经济环境，政策环境,经营管理能力，服务水平，信息化水平以及创新能力等，港口与城市之间的经济联系密不可分•为了达到较好的聚类效果，本文选取能体现港口规模的显性因素，并且相应地选取部分城市指标•英中，港口指标为:货物吞吐量，外贸量,内贸量，集装箱吞吐量;城市指标有:GDP值,第一产业产值，第二产业产值,第三产业产值，进出口总额，人口,面积，综合竞争力.1・2代表性港口的选择我国沿海港口主要集中在5大港口群:长三角港口群，珠三角港口群,渤海湾港口群，东南沿海港口群和西南沿海港口群•为了更全而
4、的统计我国港]规模发展规律，分别从每个港口群选择典型港口进行分析.本文从长三角港口群选择上海港，宁波港,南京港，连云港港，南通港,镇江港;珠三角港口群选择深圳港，广州港，汕头港;渤海湾港口群选择大连港,天津港，青岛港,营口港，秦皇岛港,日照港;东南沿海港口群选择福州港;西南沿海港口群选择海口港•另外，在长江流域的内河港中,选择武汉港，重庆港,九江港为代表12].2港口吞吐量增长规律的聚类分析以20个港口1la(1995〜2005年)的港口货物吞吐量为基础数据採用统计分析软件SPSS中的层次聚类分析工具进行分析•数据的单位一致,但为了避免某些货物吞吐量数据较大而影响聚类分析结果,
5、需要对收稿日期:2010—09—25;修回日期:2010—12—29基金项0:教育部博士点基金(200801411105);辽省高等学校科研计划项目(2008Z056)作者简介:秦芳(1986一)，女，辽宁省大连市人，主耍从事港r=l物流管理研究.Biography:QINFang（1986一）female.224水道港口第32卷第3期这些数据做标准化处理——即用某年吞吐量除以本港所选数据中的最大值，处理后的变量最大值为1•按照吞吐量的增长类型将20个港口分为3大类,第一类为平稳增长型，增长趋势近似于线性增长，发展速度较为稳定，这类港口包括大连港，秦皇岛港，青岛港,上海港，汕头
6、港和南京港;第二类为加速增长型，增长趋势近似于指数增长，近年发展速度较快，这类港口包括营口港，天津港,H照港，连云港港庁波港,福州港，深圳港，广州港，海口港,南通港，镇江港和武汉港;第三类为波动增长型,发展总趋势是增长的，但过程中有较多曲折，有明显的低谷，这类港口包括九江港和重庆港.3港口吞吐量预测模型的适用性分析3.1预测模型分析港口规模预测模型很多,本文仅对时间序列法，回归分析法，灰色模型理论以及神经网络模型4种模型加以分析・(1)时间序列法相对简单方便，假定过程是渐变的，但是只能用于预测平稳增长型港口，用历史数据构造时间序列模型，然后采用外推计算预测未来发展14].(2)
7、回归分析法需要的数拯比较多,过程较麻烦，成本高，但是对拐点有很好的拟合度•可以用来预测平稳增长型和加速增长型港口⑸・(3)灰色模型理论准确性好，建模需要的数据少，但是对增长曲线光滑程度有要求，对有拐点的港口预测不准确・(4)神经网络模型是一种非线性映射关系，精确度高，无需事先建立模型，容错性和稳定性好,适合任何增长规律的港口，但是选择输入变量很关键，选择的不好，会引起建模失败］.4种方法的优缺点对比分析详见表2.3.2三种增长类型港口的预测模型选择4种方法均适用于平稳增长型港口;对于加速增长
