復雜網絡可視圖及其在內河港口吞吐量預測中的應用

（浙江工商大學 管理工程與電子商務學院，浙江 杭州 310018）

1 引言

內河航運是我國交通運輸體系中不可替代的重要組成部分，也是適應可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境友好運輸方式。內河航運與其他運輸方式相比具有運輸能力強、能源消耗低、低碳環(huán)保等特點。港口是內河航運最重要的部分，關系到內河航運的通行效率和安全性，港口系統(tǒng)的運行狀況直接關系到內河航運的發(fā)展水平。

港口吞吐量是衡量內河港口發(fā)展規(guī)模和生產經營成果的重要指標之一，影響港口吞吐量的因素很多，如水文環(huán)境、港口建設水平、當地經濟發(fā)展水平等。基于港口吞吐量時間序列具有隨機性和非線性的特點，對其分析研究的方法主要有數理統(tǒng)計[1]、隨機過程[2]和機器學習[3-4]等方法。近年來，為更為直觀的反映時間序列特性，復雜網絡被普遍用于各領域的時間序列研究，且取得了較為豐富的成果[5-7]。

2 可視圖原理

復雜網絡是研究時間序列的重要工具，可視圖理論是從復雜網絡視角對時間序列變化規(guī)律進行研究。近年來，可視圖理論作為一種新興的構建復雜網絡的工具，已逐步形成一種算法體系。可視圖理論具有連通性、無向性、穩(wěn)定性等特點。連通性是指由于數據必然和其相鄰時刻的數據可視，因此可視圖網絡必然連通，而不存在孤立點。無向性是指兩點之間的“可視”是雙向的，因此網絡的邊不考慮方向性。穩(wěn)定性是指對數據進行橫、縱坐標的重標度時，相應的網絡結構保持不變。……