南通大學(xué)商學(xué)院　文鵬飛　汪通

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組合模型對南通港集裝箱吞吐量預(yù)測研究①

南通大學(xué)商學(xué)院文鵬飛汪通

摘 要：港口集裝箱吞吐量是增強(qiáng)港口競爭力，提升港口經(jīng)濟(jì)效益的一個重要影響因素。準(zhǔn)確預(yù)測港口集裝箱吞吐量，對于港口發(fā)展具有重要作用。本文選取了1995年～2010年南通市港口集裝箱吞吐量的數(shù)據(jù)，在灰色預(yù)測模型和三次指數(shù)平滑模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行加權(quán)組合，建立組合模型預(yù)測2011年～2015年的集裝箱吞吐量，通過對比分析，組合模型的預(yù)測結(jié)果比單一模型的預(yù)測結(jié)果更接近于實際值。最后，利用組合模型對2016年～2020年南通市港口集裝箱吞吐量進(jìn)行預(yù)測，并在預(yù)測結(jié)果的基礎(chǔ)上結(jié)合南通港發(fā)展現(xiàn)狀，對南通港今后的發(fā)展建設(shè)提出了一些建議，為“十三五”期間南通市港口更好地發(fā)揮在對接“一帶一路”和長江經(jīng)濟(jì)帶戰(zhàn)略中的作用提供決策參考。

關(guān)鍵詞：灰色預(yù)測模型三次指數(shù)平滑模型組合模型集裝箱吞吐量預(yù)測南通

隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與增長,集裝箱運(yùn)輸也在迅猛發(fā)展。而集裝箱吞吐量又是各大港口之間競爭的核心,因此港口集裝箱吞吐量的科學(xué)預(yù)測對推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及優(yōu)化港口結(jié)構(gòu)具有重大意義。在現(xiàn)有港口集裝箱吞吐量預(yù)測研究中,國內(nèi)外學(xué)者多采用灰色預(yù)測、時間序列預(yù)測、關(guān)聯(lián)因素預(yù)測法、聚類分析等模型,以及多個模型相互組合形成的組合模型來進(jìn)行研究,并且取得了豐碩的成果。如薛俊強(qiáng)(2013)選取時間序列模型中的ARIMA模型對寧波港集裝箱吞吐量進(jìn)行了預(yù)測[1];葛鵬飛(2013)、張維朋(2012)等學(xué)者利用組合模型分別對南京港和寧波港集裝箱吞吐量進(jìn)行了預(yù)測[2-3];王慧(2013)等學(xué)者利用三次指數(shù)平滑法對欽州港貨物吞吐量進(jìn)行了預(yù)測[4];李青(2013)、周灝(2013)等學(xué)者利用灰色預(yù)測模型對大連港、萬州港集裝箱吞吐量進(jìn)行了預(yù)測[5-6]。本文以上所述研究成果為基礎(chǔ),結(jié)合南通港集裝箱吞吐量近16年增長變化趨勢,嘗試采用灰色預(yù)測模型和三次指數(shù)平滑模型的組合模型對南通港集裝箱吞吐量進(jìn)行預(yù)測。

南通位居我國黃金海岸和黃金水道的要沖地區(qū),其港口既可同國外各港通航,又可與長江諸港聯(lián)動,是我國沿江沿?！癟型”發(fā)展軸交匯區(qū)域的重要節(jié)點城市,地理位置特殊,對支撐“一帶一路”建設(shè)和長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展具有重要作用。為了深入分析南通利用江海港口資源服務(wù)國家戰(zhàn)略的作用和潛力,本文以南通市港口歷年集裝箱吞吐量作為研究對象,在灰色預(yù)測模型和三次指數(shù)平滑模型的基礎(chǔ)上建立組合模型來對南通港未來幾年內(nèi)的集裝箱吞吐量進(jìn)行預(yù)測。

1　組合模型的構(gòu)建

1.1建模原理

灰色預(yù)測理論是根據(jù)少量的、不完全的信息,建立一個能夠表達(dá)信息發(fā)展的GM(gray model)模型,從而對事物的發(fā)展規(guī)律做出模糊性的長期描述[6]。目前,灰色預(yù)測方法在各領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛,但是灰色預(yù)測模型缺乏自學(xué)習(xí)、自組織和自適應(yīng)能力,對信息處理能力較差,因而難以控制預(yù)測誤差。

指數(shù)平滑預(yù)測法是在移動平均法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種時間序列預(yù)測分析方法,它是通過計算指數(shù)平滑值,對無規(guī)律的時間序列數(shù)據(jù)加以平滑,獲得其變化規(guī)律及趨勢,從而對現(xiàn)象的未來進(jìn)行預(yù)測[4]。其兼容了全期平均法和移動平均法的優(yōu)點,是生產(chǎn)預(yù)測中常用的一種方法,也用于中短期經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢預(yù)測。

1.2灰色預(yù)測模型

1.2.1模型構(gòu)建

(3)建立一階線性微分方程:

其中:

1.2.2模型求解

選用1995年～2010年南通港集裝箱吞吐量作為歷史數(shù)據(jù)建立灰色預(yù)測模型,通過spss軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,得出待估參數(shù)的值分別為-0.098和10.898。以2010年作為基期,得到灰色預(yù)測模型為:

1.2.3灰色預(yù)測模型預(yù)測南通港2011年～2015年集裝箱吞吐量

選取南通港2010年集裝箱吞吐量作為基期數(shù)據(jù),對2011年～2015年集裝箱吞吐量進(jìn)行預(yù)測,預(yù)測結(jié)果見表1。

表1　2011年～2015年南通港集裝箱吞吐量預(yù)測表

1.3三次指數(shù)平滑模型

1.3.1模型構(gòu)建

三次指數(shù)平滑預(yù)測法的模型為:

1.3.2平滑系數(shù)的確定

對于α值的選定,本文利用spss軟件中的數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行精確計算,避免了手工條件下的計算誤差,得出最優(yōu)平滑系數(shù)為:α=0.956。

1.3.3模型求解

選取2010年作為基期,運(yùn)用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,最終得到三次指數(shù)平滑模型為:

1.3.4三次指數(shù)平滑模型預(yù)測南通港2011年～2015年集裝箱吞吐量

令t=2010,通過模型計算可得到南通港2011年～2015年集裝箱吞吐量數(shù)值,如表2所示。

表2　2011年～2015年南通港集裝箱吞吐量預(yù)測表

1.4組合模型

為避免單一模型預(yù)測帶來的巨大誤差,提高預(yù)測精度,本文在上述兩個模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行加權(quán)組合,然后取其加權(quán)平均值作為最終的預(yù)測值。

1.4.1模型構(gòu)建

1.4.2模型求解

本文采用均方誤差法進(jìn)行權(quán)重的確定,計算公式為:

1.4.3組合模型預(yù)測南通港2011年～2015年集裝箱吞吐量

運(yùn)用加權(quán)組合后得到的模型對南通港2011年～2015年集裝箱吞吐量進(jìn)行預(yù)測,結(jié)果如表3所示。

表3　2011年～2015年南通港集裝箱吞吐量預(yù)測表

2　模型比較分析

2.1模型比較

運(yùn)用三種模型對南通港2015年集裝箱吞吐量進(jìn)行預(yù)測,結(jié)果如表4所示。

由表4可知,組合模型擬合值的平均相對誤差最小,優(yōu)于各單項預(yù)測模型的預(yù)測結(jié)果。

2.2誤差分析

雖然利用組合模型獲得的預(yù)測值具有較高的精確度,但預(yù)測值與實際值還存在一定誤差,究其原因,主要有以下兩點。

表4　模型對比分析表

(1)本文分析數(shù)據(jù)平穩(wěn)性欠佳,2008年～2009年受全球性金融風(fēng)暴的影響,2009年的南通港口集裝箱吞吐量出現(xiàn)需求低迷,數(shù)據(jù)出現(xiàn)波動,時間趨勢不明顯。因此在一定程度上降低了模型的精度。

(2)三次指數(shù)平滑模型平滑系數(shù)的確定過程中,由于歷史數(shù)據(jù)的關(guān)系,本文通過spss軟件計算出的指數(shù)平滑系數(shù)接近于1,顯示預(yù)測數(shù)據(jù)對近期數(shù)據(jù)的依賴性較大,所以在進(jìn)行長期預(yù)測時,將會導(dǎo)致誤差增大。對進(jìn)行組合預(yù)測模型具有一定影響。

2.3模型預(yù)測

根據(jù)上述組合模型對南通港2016年～2020年港口集裝箱吞吐量進(jìn)行預(yù)測,預(yù)測結(jié)果如表5所示。

表5　南通港2016年～2020年集裝箱吞吐量預(yù)測表

由表6可知,2016年～2020年集裝箱吞吐量的組合模型的預(yù)測結(jié)果,反映出南通集裝箱吞吐量還是保持持續(xù)增長的趨勢,符合近年來南通港集裝箱吞吐量的發(fā)展?fàn)顩r和客觀規(guī)律,預(yù)測結(jié)果具有一定的準(zhǔn)確性。

3　結(jié)語

集裝箱吞吐量作為衡量港口能力的一個重要指標(biāo),不僅體現(xiàn)了港口目前的發(fā)展水平,更反映出港口今后的發(fā)展?jié)摿?。本文通過構(gòu)建組合模型對南通港2016年～2020年集裝箱吞吐量進(jìn)行預(yù)測,預(yù)測結(jié)果表明“十三五”期間南通港集裝箱吞吐量將穩(wěn)步上升。但是,從南通港當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀來看,現(xiàn)有條件將不足以支撐“十三五”期間集裝箱吞吐量的持續(xù)增長。為此,本文就南通港今后的發(fā)展提出以下幾點建議,期望能夠為“十三五”期間南通港的規(guī)劃發(fā)展提供決策參考。

3.1加強(qiáng)交通網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè)力度

加強(qiáng)聯(lián)動區(qū)域公路建設(shè)等級標(biāo)準(zhǔn),提升公路覆蓋面積,加快公路網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè);強(qiáng)化內(nèi)河航道建設(shè),完善內(nèi)河集裝箱運(yùn)輸體系,大力改造內(nèi)河集裝箱碼頭、船舶及配套設(shè)施,實現(xiàn)南通港與內(nèi)河航道網(wǎng)絡(luò)的有效銜接;加快構(gòu)建以南通港為中心的鐵路網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸體系建設(shè),積極促進(jìn)海鐵聯(lián)運(yùn)發(fā)展,力爭實現(xiàn)全方位、立體化的綜合運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。

3.2建設(shè)組合港口群，協(xié)調(diào)發(fā)展

在通州灣江海聯(lián)動開發(fā)區(qū)的助力下,南通港、洋口港、呂四港等港口依據(jù)自身特色,明確分工、協(xié)調(diào)發(fā)展,同時與連云港、鹽城港雙向互動,跨江合作。為“一帶一路”戰(zhàn)略的實施起到了更好的支撐作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 薛俊強(qiáng).寧波港集裝箱吞吐量預(yù)測模型的選擇[J].華東經(jīng)濟(jì)管理,2013(05).

[2] 葛鵬飛.南京港集裝箱吞吐量預(yù)測研究[J].港口科技,2013(11).

[3] 張維朋.組合預(yù)測模型在寧波港口集裝箱吞吐量的預(yù)測研究[J].科技通報,2012(05).

[4] 王慧,陳浩.基于三次指數(shù)平滑法的欽州港貨物吞吐量預(yù)測[J].珠江水運(yùn),2013(Z1).

中圖分類號：F727

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2096-0298(2016)03(b)-138-04

基金項目：①國家級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃資助項目(201510 304009Z )。