运量预测方法与应用讲解
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铁路客货运量预测技术一般可分为三类:定性分析预测技术、定量分析预测技术以及两者相结合的综合预测技术。
定性分析预测技术,通常指那些凭经验判断的预测,一般是在缺少且难以获得进行定量分析所必需的资料的情况下采用,它侧重于研究与推断预测对象未来发展的趋势和性质,其预测质量,主要取决于参与人员的专业知识和经验。
定量分析预测技术,是指以已经掌握的历史资料作为基础,建立适当的数学模型,对未来的运量做出测算的技术。
其特点是有明显的数量概念,侧重于研究测算对象的发展程度(包括数量、时间、相关因素的比值,发展过程等)。
(四阶段法:出行发生、出行分布、出行方式划分、出行分配)
定量预测或定性预测,各有其长处和一定的局限性,实际应用中往往需要把定量预测和定性预测方法相结合,即定量预测在定性分析的基础上进行,而定性预测也采用一定的定量分析方法,以提高预测结果的准确性。
因此,综合预测技术是客货运量预测经常采用的方法。
几类运量预测方法优缺点比较运量预测是交通规划、公共交通管理、交通组织与调度的基础工作之一、准确地预测运量可以帮助决策者进行合理的路网设计、交通需求管理、交通拥堵缓解、交通运输规划等方面的工作。
本文将比较几类常用的运量预测方法的优缺点,并分别从经验方法、数学统计方法和机器学习方法三个角度进行分析。
一、经验方法经验方法是基于历史数据、专家经验和定性推断等方法进行预测的。
主要包括规模序列法、生命周期曲线法和基于模拟的方法等。
1.规模序列法规模序列法是根据历史数据的变化规律,绘制出规模序列曲线,然后根据规模序列曲线进行预测。
优点是简单易懂,适用于缺少数据的情况;缺点是只能反映历史发展趋势,不能准确反映实际需求。
2.生命周期曲线法生命周期曲线法是通过观察和研究不同城市、不同交通项目的生命周期曲线,根据自身发展的阶段和特点,预测未来的运量。
优点是易于理解和操作;缺点是预测结果受数据选择和系统特点的影响较大。
3.基于模拟的方法基于模拟的方法是通过建立交通模拟模型,模拟交通运行情况,并预测未来的运量。
优点是能够考虑多种因素的影响,可以更加准确地预测未来的运量;缺点是建模过程复杂,需要大量的数据和计算资源。
二、数学统计方法数学统计方法主要包括回归分析、时间序列分析和灰色系统理论等。
1.回归分析回归分析利用历史运量数据和相关因素的数据,建立运量与相关因素之间的关系模型,然后利用模型进行预测。
优点是模型简单易懂,适用于数据较少的情况;缺点是只能考虑线性关系,不能处理非线性问题。
2.时间序列分析时间序列分析是通过观察时间序列数据的历史变化趋势,寻找随时间变化的特征,并进行预测。
优点是能够考虑历史趋势和周期性变化等因素;缺点是对数据的要求较高,需要较长的历史数据。
3.灰色系统理论灰色系统理论是一种处理小样本、不确定性问题的数学方法,通过建立灰色模型,进行预测。
优点是适用范围广,对数据要求相对较低;缺点是模型过于简化,预测结果相对精度较低。
铁路货运量的预测方法铁路货运量预测技术一般可以分为三大类,定性分析预测技术、定量分析预测技术以及两者相结合的综合预测技术。
定性预测分析技术,通常指那些凭经验判断的预测,一般是在缺少进行定量分析所必需的资料的情况下采用,侧重于研究推断预测对象未来发展的大体趋势和性质,其预测的精确度,主要取决于参与人员的专业知识和经验。
定量分析预测技术,是指以已经掌握的历史数据作为基础,建立适当的经济数学模型,对未来的运量做出测算的技术。
其特点是有明显的数量概念,侧重于研究测算对象的发展程度(包括数量、时间、相关因素的比值等)。
定量预测和定性预测,各有其长处和局限性,实际应用中往往需要把定量预测和定性预测方法相结合,即在定性分析的基础上进行定量预测,而定性预测也采用一定的定量预测分析方法,以提高预测结果的准确性。
因此,综合预测技术是货运量预测经常采用的方法。
1货运量的定性预测定性预测方法主要以专家为索取信息的对象,组织各方面专家运用专业方面的经验和知识,通过对过去和现在发生的问题进行综合分析,从中找出规律,对未来作出判断。
主要为专家预测法,该预测方法在缺乏足够的统计数据和原始资料的情况下,凭借专家的经验和判断能力,用系统的、逻辑的思维方法作出定量估价,从而预测未来。
该方法需要的数据少,能考虑无法定量的因素,比较简单易行。
花费的时间少,是应用历史较久的一种方法,至今在各类预测方法中仍占重要地位。
但这种方法在很大程度上取决于专家的实践经验和专业水平,存在片面性、准确度不太高的缺点。
只能作为货运量预测的一种辅助方法。
1.1专家个人判断预测方法(个人头脑风暴法)专家个人判断预测方法就是以“专家”的“微观智能结构”通过创造性思维来获取未来信息。
即依靠专家对预测对象未来的发展趋势及状况所做的个人判断进行预测。
这是一种由来已久的预测方法,并在有关领域专家个人的实际工作中自发进行。
优点是可以最大限度地利用个人的创造能力,不受外界环境的影响,没有心理压力,并且组织工作简单,预测成本低。
第09卷 第6期 中 国 水 运 Vol.9 No.6 2009年 6月 China Water Transport June 2009收稿日期:2009-04-23作者简介:蒋璘晖(1980-),男,中交第二航务工程勘察设计院有限公司工程师。
“四阶段预测法”在航道货运量预测中的应用蒋璘晖(中交第二航务工程勘察设计院有限公司,湖北 武汉 430071)摘 要:提出了一种解决复杂航道网络中的单条航道货运量预测的新途径。
该方法与传统的航道货运量研究方法不同,将工程所在航道作为航道网整体系统中的一部分进行研究,能较准确的掌握航道网其他航道通航条件改变对工程航道货运量的影响。
关键词:四阶段预测法;航道货运量;预测中图分类号:U652.1+2 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2009)06-0020-03一、引言货运量预测是确定航道建设项目的技术等级、工程规模及经济评价的基础,是航道项目前期研究工作中,非常重要的内容之一。
货运量预测的模型和方法有时间序列法、弹性系数法、回归模型、BP 神经网络[1]、灰色预测法[2] [3]等。
然而,上述理论或方法在对区域航道网中某一条航道的货运量进行预测时,往往只能反应本航道自身的货运量发展情况,而不能反应区域内其他航道条件的改变对其产生的影响。
公路网规划中常用的“四阶段预测法”能较好解决此类问题。
因此,将该方法引入航道工程有效得解决传统预测方法面临的难题。
二、“四阶段预测法”的原理和步骤该方法的基本原理为:⑴根据历年交通统计资料与经济统计资料间的关系建立交通—经济关系发展模型;⑵根据各经济小区经济发展速度,求得交通量发展速度,并以此推算将来交通量的分布;⑶根据地方交通发展规划,建立未来交通网络系统;⑷根据未来交通分布及有关交通网络资料,把交通分布量分配到未来的路网上,得到拟建项目及其它相关道路未来的交通量。
图1 “四阶段预测法”交通量预测工作流程图 航道交通量与地方经济发展同样存在弹性关系,且航道交通也是随机交通流问题。