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        基于GM(1,1)模型的廣州港吞吐量預測研究

        2024-03-06 08:34:46嚴雪晴曹智清
        中國儲運 2024年2期
        關鍵詞:港口高質量模型

        文/嚴雪晴 曹智清

        隨著“一核一帶一區(qū)”區(qū)域發(fā)展新格局深入推進,廣州港貨物吞吐量、集裝箱吞吐量呈逐年遞增趨勢,但同時吞吐量規(guī)模增長過快導致港口基礎設施承載超負荷的問題,因此對港口吞吐量規(guī)模的預測與研究,具有重要的應用價值。利用2015-2022年廣州港貨物吞吐量、集裝箱吞吐量等數(shù)據(jù),運用EXCEL軟件和數(shù)學建模方法,建立灰色預測GM(1,1)模型,并分別對2023-2027年廣州港貨物吞吐量、集裝箱吞吐量進行測算。結果表明:廣州港貨物吞吐量、集裝箱吞吐量逐年增加,貨物運輸和集裝箱運輸均具有良好的發(fā)展?jié)摿?。這表明廣州港在珠三角地區(qū)港航運輸中發(fā)揮著舉足輕重的作用,同時也反映出廣州港在基礎設施承載能力方面負擔過重。最后,從高質量發(fā)展、港腹經濟協(xié)同等方面提出廣州港可持續(xù)發(fā)展的對策建議。十九大報告首次提出高質量發(fā)展的表述以來,中央多次重要會議對高質量發(fā)展進行闡釋,十九屆五中全會明確提出“十四五”時期經濟社會發(fā)展要以推動高質量發(fā)展為主題,昭示頂層設計上牢牢把握了我國經濟社會發(fā)展中的關鍵問題,這對于新時代解決港口高質量問題至關重要。廣州港作為珠三角地區(qū)水陸交通的集結點和樞紐,具有港口產業(yè)聚集的優(yōu)勢。在高質量發(fā)展背景下,港口發(fā)展的優(yōu)劣直接關系其自身競爭力強弱,關乎能否融入經濟全球化進程,影響珠三角經濟社會能否持續(xù)健康快速發(fā)展。鑒于此,加強廣州港吞吐量研究,為港口決策部門制定高質量發(fā)展決策提供參考,意義重大。

        1.GM(1,1)模型預測步驟

        1.1 生成時間序列

        1.2 灰色預測模型構建

        (1)建立GM(1,1)灰微分方程模型

        式中:α 為發(fā)展灰數(shù),b為內生控制灰數(shù),其值采用最小二乘法求解。

        (2)建立預測模型

        求解白微分方程,得白化響應式為:

        原始序列預測值為:

        1.3 GM(1,1)模型檢驗

        ①級比檢驗

        ②殘差檢驗

        當0.01<ε(k)≤0.05,精度良好,ρ0>90%,精度較好,可以進行預測。

        1.4 預測

        經過上述步驟,GM(1,1)模型的可行性和精度都符合要求,可利用預測模型進行預測。

        2.廣州港吞吐量GM(1,1)模型構建與驗證

        2.1 港口吞吐量GM(1,1)模型構建

        本文選取2015-2022年廣州港吞吐量作為研究對象。通過對2015-2022年廣州港貨物吞吐量、集裝箱吞吐量等原始數(shù)據(jù)(見表1),作一次累加,生成一次累加生成數(shù)列,構建灰微分方程,求參數(shù)值,求得白化響應式,依次得到其如下預測模型。為了研究方便,分別用字母G、C表示廣州港口貨物吞吐量、集裝箱吞吐量。

        2.2 港口吞吐量GM(1,1)模型驗證

        根據(jù)GM(1,1)模型驗證的方法與公式,得到如下一系列結果。

        (1)級比檢驗

        根據(jù)式(5)計算廣州港貨物吞吐量、集裝箱吞吐量的級比序列。級比λ(k)G=(0.9579,0.9167,0.9596,0.9799,0.9899,0.9819,0.9508),λ(k)C=(0.9305,0.9257,0.9352,0.9474,0.9828,0.9587,0.9719),所有級比在界區(qū)為[0.8007,1.2488],故用X(0)G、X(0)C作滿意的GM(1,1)建模,灰發(fā)展系數(shù)-α 的值分別為0.0311、0.0447,都小于0.3,可以進行中長期預測。

        (2)殘差檢驗

        根據(jù)式(8)、式(9)計算貨物吞吐量、集裝箱吞吐量預測序列X^(1)、X^(0)、E(k)、ε(k)(見表2、表3)。

        表2 貨物吞吐量殘差檢驗精度表

        表3 集裝箱吞吐量殘差檢驗精度表

        ε(k)G<0.1,ε(avg)G=0.0176<0.05,P0G=(1-ε(avg)G)*100%=98.24%>90%,模型精度好,通過殘差檢驗。

        ε(k)C<0.1,ε(avg)C=0.0151<0.05,P0C=(1-ε(avg)C)*100%=98.49%>90%,模型精度好,通過殘差檢驗。

        3.基于GM(1,1)模型的廣州港吞吐量預測

        根據(jù)級比檢驗、殘差檢驗的驗證結果,均符合要求,可以進行預測??筛鶕?jù)式(8)-(9)對廣州港2023-2027年貨物吞吐量、集裝箱吞吐量進行預測,得到如下預測結果(見表4)。

        表4 2023—2027年廣州港吞吐量預測結果

        4.討論與對策

        從表3廣州港吞吐量預測結果可知,廣州港貨物吞吐量、集裝箱吞吐量呈逐年遞增趨勢。這反映出廣州港作為珠三角地區(qū)的重要海港,在珠三角港口群發(fā)展中具有十分重要的地位。在高質量發(fā)展視域下,廣州港貨物吞吐量、集裝箱吞吐量規(guī)模不斷擴大直接帶動港口物流產業(yè)集群發(fā)展,加速與腹地經濟密切聯(lián)系,進而推動港腹經濟協(xié)同發(fā)展。然而,隨著港口吞吐量規(guī)模的不斷擴大,廣州港承載能力與港口發(fā)展的實際需求、腹地經濟發(fā)展的要求難以適應。因此,亟需提升廣州港承載能力,使其與港腹經濟發(fā)展保持協(xié)同,提升港口的綜合實力與競爭力。建議當?shù)卣块T、港航企業(yè)要從高質量發(fā)展、港腹經濟協(xié)同的視角對港口進行科學合理規(guī)劃、設計,制定切實可行的決策,以期實現(xiàn)廣州港的可持續(xù)發(fā)展。

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