基于神经网络的上海港货物吞吐量预测研究

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1、总第２５３期交通科技ＳｅｒｉａｌＮｏ．２５３２０１２年第４期ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．４Ａｕｇ．２０１２ＤＯＩ１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－７５７０．２０１２．０４．０４５基于Ｅｌｍａｎ神经网络的上海港货物吞吐量预测研究杨珩１２崔洋（１．中交第二航务工程勘测设计院有限公司武汉４３００７１；２．武汉理工大学交通学院武汉４３００６３）摘要从内贸以及外贸两方面探讨上海港货物海运生成量。常用的预测方法有回归分析法、指数平滑法、灰色预测等，但单独的预测方法往往导致预测

2、的准确性较低。文中通过货运量生成法、三次指数平滑法、回归预测法得到３组预测值，作为Ｅｌｍａｎ神经网络的输入，对网络进行训练得到综合的预测模型，并以上海港货物吞吐量为例，对此模型进行论证。关键词上海港货物吞吐量预测随着上海国际航运中心建设各项工作全面推（１）根据上海市经济社会的发展规划与发展进以及国内经济企稳回升，２０１０年，上海港货物趋势，预测未来上海市的外贸进出口量。吞吐量突破６５３３９万ｔ，创全球港口集装箱运输（２）分别估算出影响因素，包括每亿美元外最高纪录。本文从外贸和内贸两个方向分析货物贸额的货运生成量

3、与货物海运比率。该方法的基吞吐量的生成。目前针对港口货物吞吐量常用的本公式如下：预测方法有回归分析法、指数平滑法、灰色预测Ｑ＝ＶＫ１Ｋ２Ｋ３等，但单独的预测方法往往导致预测准确性较低。式中：Ｑ为货物海运生成量，万ｔ；Ｖ为外贸进出口本文采用组合预测法以及神经网络对其权重进行金额，亿美元；Ｋ１为每亿美元的货物生成量，［１］确定，从而提高预测的可靠性及精度。万ｔ／亿美元；Ｋ２为货物海运比率。１．２外贸货物吞吐量预测１上海港外贸货物吞吐量预测１．２．１上海港（集团）外贸货物生成量预测１．１外贸海运货物对上海港生成量的影

4、响因素（１）上海市外贸进出口额发展预测。近几年货物吞吐量生成量大小与各地区外贸进出口来上海市经济贸易发展较快，其历年来进出口贸量密切相关。因此可用多因素动态生成机制法对易额见表１。上海港外贸货物生成量进行预测，主要思路如下：表１上海市历年来进出口贸易额亿美元年份２００１２００２２００３２００４２００５２００６２００７２００８２００９２０１０进出口值６０８．９８７２６．６４１１２３．９７１６００．２６１８６３．６５２２７４．８９２８２９．７３３２２１．３８２７７７．３１３６８８．６９运用历史数据建立进出口值（ｙ）

5、与时间序列（２）上海港未来外贸货物的海运比率。外贸（ｔ）的二阶多项式预测模型货物的海运比率受外贸货种结构的影响，也受货２物海运运输发展水平的影响。根据未来上海港的Ｙ＝－５．２８６２ｔ＋４０１．５３ｔ＋６６．６２７拟合优度为０．９６。发展趋势及外贸出口货物结构调整的需要，预计此处时间序列取［１，１０］，因此，可预测出未来上海港的外贸货物海运比率发展趋势，见２０１５、２０２０年上海市进出口贸易额，见表２。表３。表２预测年份上海市进出口贸易额亿美元表３预测年份上海港（集团）外贸货物的海运比率％预测年份２０１５２０２０

6、预测年份２０１５２０２０进出口值４９００．１２８５９８２．７４７海运比率８３８９（３）上海港（集团）每亿美元生成货运量。每收稿日期：２０１２－０４－２６亿美元外贸生成货运量与各地区的外贸货物结构１３４杨珩：基于Ｅｌｍａｎ神经网络的上海港货物吞吐量预测研究２０１２年第４期及货物价值有关。预测上海港（集团）未来每亿美２０２０年外贸吞吐量对上海港的生成量分别为元外贸货物将产生的货运数量，见表４。３５２８０．９万ｔ和３９２４６．８万ｔ。表４预测年份上海港（集团）每亿美元生成货运量万ｔ１．２．２上海港（集团）外贸吞吐量三

7、次指数预测预测年份２０１５２０２０三次指数平滑预测是指数平滑基础上的再平每亿美元生成货运量９８滑。其预测公式是：（４）外贸吞吐量对上海港生成量预测。综合２ｆ（ｔ＋Ｔ）＝ａｔ＋ｂｔＴ＋ｃｔＴ以上系数的预测结果，见表５。式中：ｆ为指数平滑值；ｔ为时间期数；Ｔ为预测期表５各生成系数与指标的预测结果数；ａｔ、ｂｔ、ｃｔ为模型参数。预测年份项目平滑初始值的确定，可以取前３年的平均值。２０１５２０２０进出口值／亿美元４９００．１２８５９８２．７４７上海港历年外贸货运吞吐量数据见表６。每亿美元生成货运量／万ｔ９８计算得到ａ＝

8、２９９７４．９，ｂ＝２７６５．４，ｃ＝海运比率率／％８０８２１９８．５。预测得到２０１５年和２０２０年外贸吞吐量分预测吞吐量／万ｔ３５２８０．９３９２４６．８别为４８７６５．６万ｔ和７７４８３．１６万ｔ。由以上各指标与生成系数的预测，通过应用多因素动态生成机制公式，可求得２０１５年和表６上海港外贸吞吐量万ｔ年份２００１２００２２００３２００４２００５２００６２００７２００８２００９２０