探究鐵路集裝箱運(yùn)量預(yù)測(cè)中組合預(yù)測(cè)模型的應(yīng)用

摘要 ：隨著我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷變化和調(diào)整，鐵路貨運(yùn)量結(jié)構(gòu)也逐漸發(fā)生變化，使得鐵路集裝箱運(yùn)量迅猛發(fā)展。由于經(jīng)濟(jì)、制度以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)等多個(gè)方面的因素都很容易對(duì)鐵路集裝箱運(yùn)量產(chǎn)生重要影響，使得鐵路集裝箱運(yùn)量的預(yù)測(cè)工作變得極其重要。然而，組合預(yù)測(cè)模型的應(yīng)用，不僅滿足鐵路集裝箱運(yùn)量的需求，還在一定程度上提高了預(yù)測(cè)精度，推動(dòng)了鐵路集裝箱運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展。對(duì)此，本文針對(duì)鐵路集裝箱運(yùn)量預(yù)測(cè)中組合預(yù)測(cè)模型的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)探討。

關(guān)鍵詞：鐵路集裝箱；組合預(yù)測(cè)模型；應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，集裝箱運(yùn)輸?shù)玫綇V泛應(yīng)用，尤其在鐵路行業(yè)應(yīng)用更為廣泛，使得集裝箱運(yùn)輸成為一種比較先進(jìn)的現(xiàn)代化運(yùn)輸方式。由于鐵路集中箱運(yùn)輸不僅能夠提高貨運(yùn)的質(zhì)量，還能夠降低運(yùn)輸成本，滿足了鐵路貨物運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展要求，而將組合預(yù)測(cè)模型應(yīng)用到鐵路集裝箱的預(yù)測(cè)中，不僅能夠有效提高預(yù)測(cè)的精度，還能滿足鐵路交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展需要，對(duì)于鐵路交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展具有重要的實(shí)際意義。

一、組合預(yù)測(cè)的簡(jiǎn)要概述

通常情況下，運(yùn)量預(yù)測(cè)定量的方法有多種，都需要建立在一定假設(shè)條件下，而這些假設(shè)條件都無法將現(xiàn)實(shí)世界的關(guān)系準(zhǔn)確的描述出來。所以，想方設(shè)法將不同的預(yù)測(cè)模型進(jìn)行組合，同時(shí)利用各種預(yù)測(cè)方法，進(jìn)而得出組合預(yù)測(cè)模型，這便是組合預(yù)測(cè)。直到1969年，組合預(yù)測(cè)方法的概念才逐漸成熟起來。人們充分將組合預(yù)測(cè)模型應(yīng)用到鐵路集裝箱運(yùn)量中，使得預(yù)測(cè)的精度得到有效提高。

二、單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型的選擇和建立

目前，鐵路集裝箱運(yùn)量預(yù)測(cè)常用的方法有回歸法、灰色系統(tǒng)法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等.但由于鐵路集裝箱運(yùn)量要受到經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等多種復(fù)雜因素的影響，既具有明顯的非線性、關(guān)聯(lián)性和系統(tǒng)性又具有一定的隨機(jī)性甚至某種混沌性。所以，想要實(shí)現(xiàn)鐵路集裝箱運(yùn)量預(yù)測(cè)，就要先選擇和建立適宜的單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型，進(jìn)而以各種預(yù)測(cè)方法的誤差進(jìn)行組合預(yù)測(cè)，提高預(yù)測(cè)精度。對(duì)于回歸分析模型而言，它主要是運(yùn)用回歸分析法尋找預(yù)測(cè)對(duì)象與影響因素之間的因果關(guān)系，建立一系列回歸預(yù)測(cè)模型。通常情況下，以Y1=做為回歸分析法公式。其中因變量為Y1，代表時(shí)間t的預(yù)測(cè)值，而自變量為X，代表Y變化的影響因素，均為回歸系數(shù)。對(duì)于灰色系統(tǒng)預(yù)測(cè)模型而言，它主要通過處理原始數(shù)據(jù)和建立灰色模型，掌握系統(tǒng)發(fā)展規(guī)律，對(duì)系統(tǒng)的未來狀態(tài)做出科學(xué)的定量預(yù)測(cè)，達(dá)到使灰色系統(tǒng)白化的目的。對(duì)于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型而言，它主要具有較高的非線性運(yùn)算能力，在預(yù)測(cè)領(lǐng)域范圍內(nèi)應(yīng)用比較廣泛。作為其神經(jīng)元的激發(fā)函數(shù)，可包括輸入層、隱含層和輸出層組。因此，可將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型的網(wǎng)絡(luò)輸入表示為，即第i個(gè)預(yù)測(cè)模型在t時(shí)期的預(yù)測(cè)值（i=1，2，……，P），而隱含層為aj，輸出層為o。那么aj就可以表示為，其中為連接權(quán)值，為節(jié)點(diǎn)閥值。O=，表示連接權(quán)值，為節(jié)點(diǎn)閥值。通過樣本集對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，確定出神經(jīng)元之間的連接權(quán)值即實(shí)際統(tǒng)計(jì)量與各預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)值之間的非線性關(guān)系后，即可進(jìn)行預(yù)測(cè)。只有這樣，才能滿足鐵路集裝箱運(yùn)量的需求，提高預(yù)測(cè)精度。

三、組合預(yù)測(cè)模型在鐵路集裝箱運(yùn)量預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

以1999～2008年鐵路集裝箱運(yùn)量的數(shù)據(jù)資料和國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值數(shù)據(jù)為依據(jù)，充分利用組合預(yù)測(cè)模型方法預(yù)測(cè)2009～2014年運(yùn)量，如果預(yù)測(cè)模型中出現(xiàn)相對(duì)誤差，應(yīng)對(duì)各項(xiàng)預(yù)測(cè)值采取加權(quán)的方法，進(jìn)而得出組合預(yù)測(cè)的結(jié)果。詳情見表1。

表1 鐵路集裝箱運(yùn)量的數(shù)據(jù)資料和國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值數(shù)據(jù)

（一）利用回歸預(yù)測(cè)法預(yù)測(cè)

通常情況下，回歸分析法較適用于長(zhǎng)短期預(yù)測(cè)，它主要利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法建立回歸關(guān)系函數(shù)，由于鐵路集裝箱運(yùn)量和國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值之間相互影響，存在推拉關(guān)系，可以建立相關(guān)模型。其中將X、t作為定義變量，X為GDP，而t為時(shí)間，那么，所建立回歸模型如表2所示。

表2 回歸分析預(yù)測(cè)模型

根據(jù)表2，得出預(yù)測(cè)結(jié)果。詳情見表3.

表3 回歸分析預(yù)測(cè)結(jié)果

（二）灰色模型預(yù)測(cè)法預(yù)測(cè)

經(jīng)計(jì)算，可以得出該模型的原始數(shù)據(jù)方差為1245458，而殘差方差為133183.7，以此算出后驗(yàn)差比值為0.32，其遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.35，小誤差概率為1，其遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0.95。由于灰色模型的可信度主要以后驗(yàn)差和小誤差的概率進(jìn)行檢驗(yàn)，時(shí)間相應(yīng)函數(shù)方式可以直接記為，那么，灰色模型預(yù)測(cè)結(jié)果就可以記為。其中，當(dāng)k=9，得出2007年的數(shù)據(jù)，進(jìn)而依次得出預(yù)測(cè)結(jié)果，詳情見表5.

（三）BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)

將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理后，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)等對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，進(jìn)而得出權(quán)值和閥值，詳細(xì)預(yù)測(cè)結(jié)果見表6。

（四）組合預(yù)測(cè)模型的應(yīng)用

利用方差倒數(shù)的方法，進(jìn)而確定組合權(quán)重。用公式可以表示為=，在公式中，第i個(gè)模型誤差平方和用Si表示，模型個(gè)數(shù)用k表示。接著就可以計(jì)算出單項(xiàng)模型的權(quán)重，進(jìn)而建立起組合預(yù)測(cè)模型，其公式可表示為++，其中組合預(yù)測(cè)值為，一元回歸分析法權(quán)重用表示，線性擬合法權(quán)重用表示，乘冪擬合權(quán)重用表示，灰色模型權(quán)重應(yīng)用表示，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型權(quán)重有表示，據(jù)此就可以依次計(jì)算出個(gè)方法的預(yù)測(cè)值，其結(jié)果見表7。

四、結(jié)語

綜上所述，鐵路集裝箱運(yùn)量是鐵路鐵路集裝箱工作成效的具體體現(xiàn)，對(duì)交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展起著決定性作用。所以，鐵路集裝箱的預(yù)測(cè)中合理應(yīng)用組合預(yù)測(cè)模型，能夠使預(yù)測(cè)的精度得到提高，進(jìn)而推動(dòng)交通運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展。

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