基于“指数平滑预测法”水上交通事故预测分析及应对措施
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基于BP神经网络的水上交通事故预测及MATLAB实现一、本文概述随着水上交通的日益繁忙和船舶数量的不断增加,水上交通事故的发生频率及其带来的损失也日益严重。
因此,对水上交通事故的有效预测和防范成为了航运业和海事管理部门面临的重要挑战。
近年来,随着技术的发展,神经网络模型在水上交通事故预测领域的应用逐渐显现出其独特的优势。
本文旨在探讨基于BP(反向传播)神经网络的水上交通事故预测方法,并通过MATLAB软件实现该预测模型,以期为水上交通安全管理和事故预防提供新的思路和手段。
BP神经网络是一种多层前馈网络,通过反向传播算法调整网络权值和阈值,实现对输入信息的非线性映射和预测。
本文首先介绍BP神经网络的基本原理和在水上交通事故预测中的应用背景,然后详细阐述模型的构建过程,包括数据预处理、网络结构设计、参数设定等关键步骤。
接下来,本文将重点介绍如何使用MATLAB编程实现BP神经网络模型,并通过实际案例验证模型的预测效果。
本文还将对模型的优缺点进行分析,并探讨未来可能的改进方向。
通过本文的研究,我们期望能够为水上交通事故预测提供一种新的有效方法,为航运业和海事管理部门的决策提供科学依据,同时推动技术在水上交通安全领域的应用和发展。
二、BP神经网络的基本原理BP神经网络,即反向传播神经网络,是一种通过反向传播算法进行训练的多层前馈网络。
它的基本原理是模拟人脑神经元的连接方式,通过构建多个神经元的层级连接,实现对复杂信息的处理和分析。
BP神经网络的基本结构包括输入层、隐藏层和输出层。
每一层的神经元都与下一层的神经元全连接,形成了一种层级结构。
在训练过程中,网络首先接收输入信号,通过各层的神经元计算后,输出预测结果。
然后,根据预测结果与真实结果之间的误差,通过反向传播算法,从输出层逐层向输入层传递误差信号,并调整各层神经元的权重和偏置,使网络的预测结果逐渐接近真实结果。
反向传播算法是BP神经网络的核心。
它基于梯度下降法,通过计算损失函数对权重和偏置的梯度,来更新网络参数。
苏州市水上交通事故统计分析及事故防控措施研究作者:王定森栾庆全甘兆斌游斌来源:《中国水运》2020年第09期摘要:本文对苏州市2016~2019年四年期间发生的水上交通事故进行统计分析,从事故发生的时间分布规律、空间分布规律、涉事船舶的所在地等角度分析事故致因,并据此有针对性地提出事故防控的具体措施,为水上交通安全管理提供指导,降低未来事故发生的概率。
关键词:苏州市通航水域;水上交通事故;事故发生规律;事故防控中图分类号:TP302.1 文献标识码:A 文章编号:1006—7973(2020)09-0030-021 引言苏州市内河道纵横交织,水运资源丰富,内河航道287条,通航总里程达2,786.4km,内河等级以上航道上建有1,450多个生产性泊位,其水路货运量、货物周转量增长较快,在全国内河港口吞吐量中位居第三。
据《2015 年江苏省交通运输发展分析报告》数据显示,从省内至省外和过境的货运量看,货运到达量与单船平均使用效率苏州市在江苏省排名第三,在苏南段排名第一。
苏州辖区虽然航道里程较长,但航道标准却相对落后。
全市三级航道达标率仅为47%,同时,航道蜿蜒多变,碍航物、危险航道及不规则水流较多。
面对辖区较大的船舶通航需求,其船舶会遇、碰撞几率也会日益增大,对航线的安全保畅运行也将提出更高的要求,给海事监管带来巨大的压力。
水上交通事故的发生从长期来看具有一定的统计学规律,因此对水上交通事故发生的时空分布规律进行全面分析,对于保障水上航道运输安全,精准防控水上交通事故具有很好的指导意义。
因此,本文对2016~2019年苏州市水域水上交通事故数据进行收集整理,运用大数据进行科学的统计,对事故发生信息及处理情况进行集中提炼和总结,摸清事故发生的规律和分析事故发生的原因,并根据统计分析研究结果,提出预防和减少事故重复发生的建议和防控措施。
2 苏州市水上交通事故统计2.1事故总体情况表1所示为苏州市区水上交通事故的统计结果,从表中可以看出,苏州市城区所辖水域2016~2019年期间共发生水上交通事故2,193起,月平均发生45.69起水上交通事故。
基于事故统计分析的水上交通安全管理研究李文华1,马晓雪2,陈海泉1,张银东1,乔卫亮1(1.大连海事大学轮机工程学院,大连116026;2.大连海事大学公共管理与人文学院,大连116026)摘 要:为了预防和减少水上交通事故的发生,本文通过统计分析长江某段水域近6年间水上交通事故资料,探讨了长江某段水域内水上交通事故的发生规律,分析了导致水上交通事故频发的人、船舶、环境、管理各方面的主要原因,并提出了相应的安全管理对策,以为制定科学合理的水上交通安全管理措施以及海事管理机构有针对性地实施监管提供依据。
关键词:水上交通;事故统计分析;安全管理中图分类号:X928.0 文献标识码:A 文章编号:1671-1556(2013)01-0132-06收稿日期:2012-07-06 修回日期:2012-07-30基金项目:国家自然科学基金项目(51079013,51109021)作者简介:李文华(1980—),男,博士研究生,讲师,主要从事船舶机电一体化和船舶安全运输方面的研究。
E-mail:liwenhua992@yahoo.com.cnResearch on the Safety Management of Water Traffic Based onthe Statistical Analysis of AccidentsLI Wen-hua1,MA Xiao-xue2,CHEN Hai-quan1,ZHANG Yin-dong1,QIAO Wei-liang1(1.Marine Engineering College,Dalian Maritime University,Dalian116026,China;2.Public Administration &Humanities College,Dalian Maritime University,Dalian116026,China)Abstract:In order to prevent and reduce the water traffic accidents,this paper,based on the statistical a-nalysis of some water area traffic accidents in Yangtze River from 2005to 2010,explores the rules for theoccurrence of maritime accidents,and analyzes the main causes such as human,ship,environment andmanagement.At last,the paper puts forward the relevant management measures so as to provide the sci-entific basis for making water traffic safety management and implementing the supervision.Key words:water traffic;accident statistical analysis;safety management0 引 言我国的水上交通安全管理侧重于事故后的应急、经济损失的统计以及当事人责任的追究等,缺乏对水上交通事故发生规律的前瞻性研究,这在一定程度上抑制了我国建设航运大国的目标[1]。
基于BP神经网络的水上交通事故预测及MATLAB实现基于BP神经网络的水上交通事故预测及MATLAB实现一、引言水上交通事故的发生频率较高,并且会造成严重的人员伤亡和财产损失。
因此,预测水上交通事故的发生将有助于提前采取措施来减少事故的发生,从而保障航行安全。
传统的统计分析方法在水上交通事故预测中存在一定的局限性,而BP神经网络具有较好的非线性拟合能力,在水上交通事故预测中有着广阔的应用前景。
本文将介绍基于BP神经网络的水上交通事故预测方法,并利用MATLAB进行实现。
二、BP神经网络简介BP神经网络是一种常见的前向人工神经网络,常用于模式识别、数据挖掘和预测等领域。
它由输入层、隐藏层和输出层组成。
在训练过程中,通过不断调整网络中的权重和阈值,使得网络输出与训练样本的期望输出误差最小化。
BP神经网络利用误差反向传播算法对网络进行训练,具有较好的非线性拟合能力。
三、水上交通事故数据的获取与预处理为了构建水上交通事故的预测模型,首先需要获取相应的数据。
本文选择某个港口的水上交通事故数据作为研究对象。
数据包括事故发生时间、地点、船只类型、事故原因、人员伤亡情况等。
在预处理阶段,需要对数据进行清洗、归一化等操作,以提高训练效果。
四、构建BP神经网络模型在进行事故预测前,需要确定神经网络的结构。
本文选择输入层节点数为N,隐藏层节点数为M,输出层节点数为K。
输入层节点的数量与水上交通事故的影响因素相关,例如事故发生时间、地点等。
隐藏层的节点数由试验确定,通常取N和K的平均值。
输出层的节点数取决于预测的结果类型。
五、BP神经网络的训练与调参在设置好BP神经网络结构后,需要对网络进行训练与调参。
训练过程目标是使得网络输出与样本期望输出之间的误差最小化。
训练过程中主要包括前向传播和反向传播两个阶段。
通过调整权重和阈值,不断迭代,直到训练误差满足要求为止。
调参是为了优化网络结构和参数,以提高网络的拟合能力和泛化能力。
基于指数平滑与弹性系数的公路客运量组合预测研究摘要:公路需求量预测是交通运输规划与管理中重要问题之一。
本文结合指数平滑法和弹性系数法的优点,基于组合预测的思想,对河南省商丘市公路客运量进行预测,为交通运输管理部门合理制定交通运输规划提供依据与数据支持,有利于其规划管理地区客运发展。
关键词:组合预测弹性系数法指数平滑法引言预测方法迄今为止已有300多种,归纳起来大体有两类:定性预测法和定量预测。
定性预测法一般包括用户调查法、专家预测法、类比法等。
定量预测法常用的有时间序列分析法、回归分析法、弹性系数法等。
时间序列法又分为指数平滑法、灰色预测法、趋势预测法。
回归分析法又分为一元回归、多元回归等。
以上这些方法都出于不同的考虑,从不同等角度来处理问题,而且各有其使用前提和条件。
每种预测方法和技术均有其局限性,各有利弊。
由于公路运输量是一个受多层次、多因素影响的复杂变量,含有多种不确定性信息,使用组合预测模型,可以避免使用单一信息的缺憾,达到取长补短的目的,使公路运输量的预测误差大幅降低。
1、指数平滑法[1]指数平滑法对于未来的预测建立在历史数据的平均值的基础上,因此比较适于短期预测。
指数平滑法作为时间序列分析的一种方法,对历史数据是区别对待,一般对近期的数据赋权较大,对远期的赋权小,相对因素和预测值之间可以是直线也可以是曲线。
这种方法相对切合实际,可以提高预测精度。
指数平滑法能使预测值较多地反映最新观察值得信息,也能反映大量历史资料信息,计算量较小,需要存储的历史数据也不多。
此方法的特点是计算简单,适应性强,只与时间有关。
一次平滑用于实际数据序列以随机变动为主的场合;二次平滑用于实际数据具有明显线性的场合;三次平滑用于实际数据有曲率现象的场合。
2、弹性系数法[2]弹性系数法在对一个因素发展变化预测的基础上,通过弹性系数对另一个因素的发展变化作出预测的一种间接预测方法。
弹性系数法适用于两个因素y和x 之间有指数函数关系y=b+αx的情况,式中α为比例系数,b为y对x的弹性系数。
学校代码:10254密级:论文编号:上海海事大学SHANGHAI MARITIME UNIVERSITY 硕士学位论文MASTER DISSERTATION水上交通风险预测论文题目:的分形插值算法与应用学科专业:载运工具运用工程上海海事大学硕士论文论文独创性声明本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
论文中除了特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。
其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。
作者签名:日期:论文使用授权声明本人同意上海海事大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以上网公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存论文。
保密的论文在解密后遵守此规定。
作者签名:导师签名:日期:毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
利用季节指数修正指数平滑预测值对公路客运量进行预测纪跃芝;胡凡;李纯净
【期刊名称】《数学学习与研究:教研版》
【年(卷),期】2015(000)019
【摘要】本文选取2003-2012年吉林省长春市公路客运量数据,建立三次指数平滑模型,利用季节指数修正平滑预测值,并进行误差分析.同时,对2013年和2014年长春市公路客运量进行预测.
【总页数】2页(P130-131)
【作者】纪跃芝;胡凡;李纯净
【作者单位】吉林省长春市长春工业大学基础科学院,130012
【正文语种】中文
【中图分类】F542
【相关文献】
1.应用修正的指数平滑法进行文献流通量预测
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3.基于季节指数修正的三次指数平滑法的四川省公路客运量预测
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绿华山水域水上交通事故特征及风险防范建议作者:蔡龙浩田延飞刘然张洪刚来源:《水运管理》2022年第06期【摘要】为认识和防范绿华山水域水上交通事故风险,保障水域通航安全,搜集2009-2020年绿华山水域水上交通事故资料,梳理事故主要数据。
基于统计资料,采用数理统计方法分析绿华山水域水上交通事故的时间特征、空间特征、构成特征和事故特点,概括主要事故风险并提出风险防范建议。
研究过程及结果对于认识和防范绿华山水域水上交通事故风险具有直接作用,对于找出事故发生的规律和事故发生的原因、制订相关法规、加强海事管理等具有支持作用。
【关键词】绿华山水域;水上交通事故;特征;风险防范0 引言绿华山水域位于东海北部,在杭州湾东北侧、长江口东南侧,具备通航、锚泊、减载过驳、捕捞养殖等条件。
绿华山水域情况复杂,具体是:有沉船分布于绿华岛西北侧、南侧等水域;礁石和小岛星罗棋布,有西南侧的外百亩田暗礁、外礁,东南侧的东半洋礁等;因渔业资源丰富,有较多捕捞船在此水域锚泊作业;有多处锚地,如绿华山南锚地等;绿华岛与东北侧花鸟岛间、与西南侧泗礁岛间铺设有海底电缆,影响船舶锚泊。
分析并揭露绿华山水域水上交通事故风险,对于保障该水域通航安全具有重要意义。
笔者通过查阅绿华山水域2009-2020年水上交通事故记录,分析水上交通事故多方面特征,进而提出有针对性的事故风险防范建议,以期为船舶、航运企业、海事部门等的安全管理提供借鉴或参考。
1 事故数据搜集浙江海事局、中国水运网统计数据显示,2009-2020年绿华山水域发生一般及以上等级水上交通事故14起,其中12起事故主要信息见表1。
2 事故特征分析2.1 时间特征由2009-2020年绿华山水域水上交通事故发生时间及事故数占比(图1)可以看出:15:00-1800发生的水上事故数占事故总数的27.27%,占比最高;11:00-14:00和深夜23:00至次日02:00水上事故发生数较少,各占事故总数的9.09%,占比最低。