港口集裝箱吞吐量時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法研究
本文關(guān)鍵詞:港口集裝箱吞吐量時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著“一帶一路”戰(zhàn)略在國(guó)際范圍內(nèi)引起廣泛關(guān)注,作為該戰(zhàn)略構(gòu)想中重要組成部分“21世紀(jì)海上絲綢之路”,使得中國(guó)海運(yùn)業(yè)乃至國(guó)際海運(yùn)業(yè)又進(jìn)入新的發(fā)展階段。近來(lái),運(yùn)輸方式的集裝箱化逐漸成為海洋運(yùn)輸?shù)囊环N標(biāo)志,因而準(zhǔn)確的港口集裝箱吞吐量預(yù)測(cè)對(duì)于港口決策者規(guī)劃和管理港口起著舉足輕重的作用。若一個(gè)港口的發(fā)展缺少對(duì)未來(lái)的準(zhǔn)確預(yù)測(cè),那么將會(huì)導(dǎo)致港口交通堵塞或資源閑置問(wèn)題。所以,為了對(duì)我國(guó)口岸的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展做出合理規(guī)劃并提供相應(yīng)決策支持,論文研究了港口集裝箱吞吐量時(shí)間序列的預(yù)測(cè)方法。首先,論文對(duì)港口集裝箱時(shí)間序列的特征進(jìn)行了分析,由于受多種因素影響,吞吐量時(shí)間序列是一個(gè)線性和非線性成分復(fù)雜交織的非平穩(wěn)時(shí)間序列,同時(shí)該序列表現(xiàn)了四大趨勢(shì)性:長(zhǎng)期性趨勢(shì)、季節(jié)性趨勢(shì)、循環(huán)波動(dòng)性趨勢(shì)、不規(guī)則性趨勢(shì),這些趨勢(shì)也構(gòu)成了序列的非平穩(wěn)性。然后,針對(duì)所分析出的特征以及依據(jù)線性和非線性框架建模,論文選取了對(duì)季節(jié)性趨勢(shì)和線性特征具有較強(qiáng)描述性的線性模型季節(jié)性差分自回歸滑動(dòng)平均模型(Seasonal Autoregressive Integrated Moving Average,SARIMA)以及具有靈活的非線性映射能力的非線性模型人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Artificial Neural Networks,ANNs)進(jìn)行了組合,構(gòu)成非同源的混合預(yù)測(cè)模型。然而,傳統(tǒng)混合模型通常是建立在兩種假設(shè)下:(1)時(shí)間序列最后預(yù)測(cè)結(jié)果是單一線性和非線性模型預(yù)測(cè)結(jié)果的加權(quán)平均;(2)時(shí)間序列的預(yù)測(cè)值可以通過(guò)對(duì)線性成分和非線性成分進(jìn)行加法性分解而獲得,論文論證了該假設(shè)的不合理性。因此,為了突破傳統(tǒng)混合模型的假設(shè)前提的限制,論文提出了三種可選擇的混合模型,可以根據(jù)吞吐量的線性和非線性成分間的關(guān)系,進(jìn)行模型選取。該三種模型的建模過(guò)程分為如下兩個(gè)階段:第一階段,基于SARIMA模型擬合出時(shí)間序列大部分線性特征。第二階段,基于ANNs模型擬合出時(shí)間序列的非線性特征以及可能存在于線性預(yù)測(cè)值和原始數(shù)據(jù)間之間的殘差中的線性關(guān)系。同時(shí),論文提出了依據(jù)SARIMA建模過(guò)程中分析出的自相關(guān)性來(lái)構(gòu)造ANNs輸入層的結(jié)構(gòu),提高了預(yù)測(cè)結(jié)果的精確度,并應(yīng)用于上海港集裝箱吞吐量月度時(shí)間序列進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。最后,分析比對(duì)了七種吞吐量預(yù)測(cè)模型的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,證明了提出的混合5模型對(duì)該序列具有較好的預(yù)測(cè)表現(xiàn),同時(shí)通過(guò)各模型的對(duì)比分析,驗(yàn)證了預(yù)測(cè)方法研究中的相關(guān)理論。
【關(guān)鍵詞】:港口 集裝箱吞吐量 時(shí)間序列 混合預(yù)測(cè)模型
【學(xué)位授予單位】:重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類(lèi)號(hào)】:U691.71;O211.61
【目錄】:
- 中文摘要3-5
- 英文摘要5-9
- 1 緒論9-17
- 1.1 論文的研究背景及意義9-10
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
- 1.2.1 專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)法11
- 1.2.2 單變量時(shí)間序列預(yù)測(cè)法11-12
- 1.2.3 多變量時(shí)間序列預(yù)測(cè)法12-13
- 1.3 課題的提出13-14
- 1.4 論文的主要內(nèi)容及章節(jié)安排14-16
- 1.5 本章小結(jié)16-17
- 2 港口集裝箱吞吐量時(shí)間序列的特征分析17-27
- 2.1 港口集裝箱吞吐量17-19
- 2.1.1 港口集裝箱吞吐量數(shù)據(jù)介紹17-18
- 2.1.2 港口集裝箱吞吐量時(shí)間序列的定義18-19
- 2.2 港口集裝箱吞吐量時(shí)間序列的非平穩(wěn)性19-21
- 2.2.1 時(shí)間序列平穩(wěn)性的定義19-20
- 2.2.2 時(shí)間序列平穩(wěn)性分析的意義20
- 2.2.3 港口集裝箱吞吐量時(shí)間序列非平穩(wěn)性的驗(yàn)證20-21
- 2.3 港口集裝箱吞吐量的線性和非線性21-23
- 2.3.1 時(shí)間序列線性和非線性的定義21-22
- 2.3.2 時(shí)間序列線性和非線性分析的意義22
- 2.3.3 港口集裝箱吞吐量時(shí)間序列線性和非線性的驗(yàn)證22-23
- 2.4 港口集裝箱吞吐量時(shí)間序列的趨勢(shì)性23-26
- 2.4.1 時(shí)間序列的趨勢(shì)性定義23-24
- 2.4.2 時(shí)間序列趨勢(shì)性分析的意義24
- 2.4.3 港口集裝箱吞吐量時(shí)間序列趨勢(shì)性分析24-26
- 2.5 本章小結(jié)26-27
- 3 港口集裝箱吞吐量時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法建模27-42
- 3.1 港口集裝箱吞吐量時(shí)間序列預(yù)測(cè)建模思想27-30
- 3.1.1 港口吞吐量預(yù)測(cè)模型框架27-29
- 3.1.2 吞吐量數(shù)據(jù)的預(yù)處理29-30
- 3.1.3 預(yù)測(cè)模型的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)30
- 3.2 線性預(yù)測(cè)模型SARIMA30-36
- 3.2.1 SARIMA模型的理論原理30-31
- 3.2.2 SARIMA模型的建模過(guò)程31-33
- 3.2.3 基于SARIMA的港口集裝箱吞吐量時(shí)間序列預(yù)測(cè)33-36
- 3.3 非線性預(yù)測(cè)模型ANNs36-41
- 3.3.1 ANNs模型的理論原理36-38
- 3.3.2 ANNs模型的建模過(guò)程38-39
- 3.3.3 基于ANNs的港口集裝箱吞吐量時(shí)間序列預(yù)測(cè)39-41
- 3.4 本章小結(jié)41-42
- 4 港口集裝箱吞吐量時(shí)間序列混合預(yù)測(cè)模型研究42-55
- 4.1 混合預(yù)測(cè)模型構(gòu)建思想42-43
- 4.1.1 混合模型的分類(lèi)42
- 4.1.2 混合模型的優(yōu)勢(shì)42-43
- 4.1.3 傳統(tǒng)混合模型的假設(shè)前提43
- 4.2 基于SARIMA和ANNs的傳統(tǒng)混合預(yù)測(cè)模型43-45
- 4.3 基于SARIMA和ANNs的改進(jìn)混合預(yù)測(cè)模型45-47
- 4.4 基于混合模型的港口集裝箱吞吐量時(shí)間序列預(yù)測(cè)47-53
- 4.5 本章小結(jié)53-55
- 5 港口集裝箱吞吐量時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型比較55-62
- 5.1 港口集裝箱吞吐量時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法比較框架55-56
- 5.2 預(yù)測(cè)模型結(jié)果比較56-61
- 5.3 本章小結(jié)61-62
- 6 總結(jié)與展望62-64
- 6.1 總結(jié)62-63
- 6.2 展望63-64
- 致謝64-65
- 參考文獻(xiàn)65-69
- 附錄A. 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文69
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