遺傳算法優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在連云港港口吞吐量預(yù)測中的應(yīng)用研究
本文選題:吞吐量預(yù)測 + 影響因素; 參考:《深圳大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:近年來,受益于中國經(jīng)濟(jì)的日益繁榮,中國港口已經(jīng)成為世界港口中至關(guān)重要的組成部分,而作為反映港口發(fā)展?fàn)顩r的一個最基本的指標(biāo),港口吞吐量的相關(guān)研究也多種多樣。其中港口吞吐量的預(yù)測對于港口發(fā)展規(guī)劃有著重要的意義。然而,目前的港口吞吐量預(yù)測方法仍然存在一些不足,傳統(tǒng)的預(yù)測方法多采用時(shí)間序列或只選取一個因素參與預(yù)測,并不能充分體現(xiàn)出港口腹地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、季節(jié)條件等多種因素對港口吞吐量的影響。因此,本文將探究多種因素與港口吞吐量之間的聯(lián)系,并將影響因素?cái)?shù)據(jù)用于接下來的連云港港吞吐量的預(yù)測。首先,本文將從宏觀和微觀兩大方面入手分析這些因素對港口吞吐量的影響,并從有限的可以獲得的數(shù)據(jù)中確定了季節(jié)性因素對吞吐量有相關(guān)性,因此本文將按照季度預(yù)測吞吐量并且會將去年當(dāng)季和前年當(dāng)季吞吐量作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入數(shù)據(jù);同時(shí)發(fā)現(xiàn)二季度前第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資與連云港港口吞吐量影響因素具有較大的相關(guān)系數(shù),可以用于港口吞吐量預(yù)測。接著介紹多種傳統(tǒng)的吞吐量預(yù)測方法,并從中選取了三次指數(shù)平滑法和一元回歸預(yù)測法兩種方法,以連云港港作為實(shí)證研究對象,對連云港港口吞吐量進(jìn)行了預(yù)測,并分析了預(yù)測方法存在的缺點(diǎn)。接著,為了克服傳統(tǒng)預(yù)測方法存在的這些問題,本文在MATLAB中構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),選取前面選取的連云港港口吞吐量影響因素?cái)?shù)據(jù)作為實(shí)證研究對象進(jìn)行預(yù)測,發(fā)現(xiàn)預(yù)測結(jié)果并不理想,通過對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)是BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的初始權(quán)值和閾值的隨意性影響了連云港港口吞吐量預(yù)測結(jié)果。所以本文選擇了遺傳算法對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化,以求得到更加理想的預(yù)測結(jié)果。通過遺傳算法處理得到的最優(yōu)初始權(quán)值和閾值,并將初始權(quán)值和閾值賦值給BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練以及預(yù)測輸出,得到相關(guān)的預(yù)測結(jié)果,把新得出的評價(jià)結(jié)果和之前的評價(jià)結(jié)果進(jìn)行對比分析可以發(fā)現(xiàn),經(jīng)過遺傳算法優(yōu)化權(quán)值和閾值后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評價(jià)的效果更佳。證明了遺傳算法優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在連云港港口吞吐量預(yù)測過程中的可行性和有效應(yīng)。
[Abstract]:In recent years, thanks to the increasing prosperity of China's economy, Chinese ports have become a vital part of the world's ports, and as a most basic indicator of port development, port throughput research is also diverse.The prediction of port throughput is of great significance to port development planning.However, there are still some shortcomings in the current forecasting methods of port throughput. The traditional forecasting methods usually use time series or select only one factor to participate in the prediction, which can not fully reflect the economic development of the port hinterland.The influence of seasonal conditions and other factors on port throughput.Therefore, this paper will explore the relationship between various factors and port throughput, and use the data of influencing factors to predict the throughput of Lianyungang port.First of all, this paper will analyze the impact of these factors on port throughput from macro and micro aspects, and determine the correlation between seasonal factors and throughput from the limited data available.Therefore, this paper will forecast the throughput according to the quarter and will take the throughput of last year and the year before as the input data of BP neural network.At the same time, it is found that the fixed assets investment of the secondary industry and the tertiary industry have a large correlation coefficient with the port throughput of Lianyungang before the second quarter, which can be used to forecast the port throughput.Then several traditional throughput forecasting methods are introduced and two methods of cubic exponential smoothing and unitary regression forecasting are selected to predict the throughput of Lianyungang port.The shortcomings of the prediction method are also analyzed.Then, in order to overcome these problems of traditional forecasting methods, this paper constructs BP neural network in MATLAB, and selects the data of the influence factors of port throughput of Lianyungang port as the empirical research object to forecast.It is found that the prediction results are not ideal. By analyzing the prediction results, it is found that the randomness of the initial weights and thresholds in the BP neural network affects the forecasting results of the port throughput of Lianyungang port.Therefore, genetic algorithm is selected to optimize BP neural network to obtain more ideal prediction results.The optimal initial weights and thresholds are processed by genetic algorithm, and the initial weights and thresholds are assigned to BP neural networks.By comparing the new evaluation results with the previous ones, it can be found that the BP neural network after optimizing the weights and thresholds of genetic algorithm is more effective.It is proved that the BP neural network optimized by genetic algorithm is feasible and effective in forecasting the throughput of Lianyungang port.
【學(xué)位授予單位】:深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:U652.14;TP183
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,本文編號:1732467
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