基于組合預測模型的瀘州港吞吐量預測

曾永強

基于組合預測模型的瀘州港吞吐量預測

曾永強

瀘州港是中國28個主要內河港口之一，現有龍江港區、納溪港區、合江港區、瀘縣港區和古藺港區。近十年來，隨著瀘州城市經濟的不斷發展，瀘州港口吞吐量增長迅速，2014年全港完成貨物吞吐量達3134萬t，為四川第一大港。該文通過運用組合預測模型，對瀘州港2020年和2030年的吞吐量進行預測，為相關決策提供理論依據和支撐。

瀘州港；吞吐量；組合預測

一、背景

近年來，瀘州市大力實施“以港興城”發展戰略，港口建設受到高度重視，港口基礎設施建設取得重大階段性進展，集疏運體系不斷完善，服務腹地延伸至川滇黔廣闊區域。隨著長江經濟帶發展戰略和“一帶一路”發展戰略的深入實施，川滇黔經濟社會快速發展，帶動港口貨物吞吐量持續快速增長，2014年全港完成貨物吞吐量達3134萬t，集裝箱吞吐量達32萬TEU。瀘州港已成為川滇黔地區實力領先的樞紐港，在完善區域綜合運輸體系，帶動腹地資源開發，支撐沿江產業布局，促進內陸開放型經濟發展中發揮了重要作用。

瀘州港的經濟腹地以四川省、云貴北部、甘陜青藏部分地區為主。其中直接腹地包括瀘州市所轄的四縣三區；間接腹地包括成都經濟區、川南經濟區、滇北、黔北以及陜、甘、藏、青等幾個西部省區的部分地區。成都經濟區是瀘州港重要的間接腹地，也是四川省經濟實力最強的地區，2013年經濟總量達1.6萬億元，經濟區以成都為核心，已形成了裝備制造、電子信息、化工等主導產業，經濟外向度高，成都市2013年進出口總額達到506億美元，以汽車零部件、整車為代表的高附加值貨種為瀘州港集裝箱、商品汽車運輸帶來了旺盛需求。

川滇黔礦產資源十分豐富。四川省鐵、鈦、釩、硫鐵礦、芒硝、巖鹽、玻璃用石英、石棉、石墨等32種礦產資源的保有儲量居全國前5位，釩、鈦磁鐵礦已查明儲量和遠景資源總量約90億噸，居全國首位，川東北和川東南地區是重要的煤炭產區。滇北、黔北的習水、仁懷、畢節、昭通等地無煙煤儲量豐富，品質優良，鐵、磷、鉛鋅、硅石等均屬大型礦床，具有較高開發價值，區域內農業經濟作物也較為發達。總體上，川滇黔地區以大宗散貨為主的資源外運需求十分旺盛，為瀘州港提供了穩定的貨源保障。

二、組合預測基本原理

組合預測法是對同一個問題，采用兩種以上不同預測方法的預測。它既可是幾種定量方法的組合，也可是幾種定性的方法的組合，但實踐中更多的則是利用定性方法與定量方法的組合。組合的主要目的是綜合利用各種方法所提供的信息，盡可能地提高預測精度。

在進行港口預測時，目前常采用的方法有時間序列法、回歸預測法、灰色預測法以及產運銷平衡法等方法。本次我們采用三次指數平滑預測法和回歸分析法對瀘州港吞吐量進行組合預測。由于2014年部分數據還未公布，本次預測以2013年為基礎年，預測水平年為2020年和2030年。

三、三次指數平滑預測

指數平滑法是根據歷史資料的上期實際數和預測值，用指數加權法進行預測的一種方法，此法實質上是由加權移動平均法演變而來的。其優點是只要有上期實際數和上期預測值，就可計算下期的預測值。這樣可以節省很多數據和處理數據的時間，減少數據的存儲量，是一種實用的中、短期預測方法。

三次指數平滑法預測出的結果更精確。，它認為數據的重要程度按時間上的近遠呈非線性遞減。即近期數據影響價值大，權數亦大；遠期數據影響價值小，權數亦小。腹地經濟在“十二五”期間飛速發展，瀘州港貨物吞吐量在“十二五”以來也保持了15.32%的年平均增長率，呈現高速上升趨勢。設時間序列為X1，X2，X3，……，Xn,記St(1),St(2),St(3)分別為第t期一次指數平滑值，二次指數平滑值和三次指數平滑值。

指數平滑值計算公式為：

平滑系數a的確定：模型中的平滑系數a?。?～1）之間的一個數值，若原數列波動不大，a取小值(0.1～0.3)，若原數列波動較大，a宜取大值(0.6～0.8)?？紤]到瀘州港貨物吞吐量在”十二五”期間持續穩步上升、波動不大，因此平滑系數取值0.3

三次指數平滑預測過程表

表1

三次指數平滑數學模型為：

其中式中：

t為目前的周期序號；

T為預測超前周期數；

Yt+T為第(t+T)周期的預測值。

為了更加精確地預測2020和2030年本航段內的水路貨物運輸量，本文采用的方法是：從2011年開始到2013年每年作一個預測，最后將這3個值求平均得出最終預測結果，即預測2020年和2030年的水路貨物運輸量為6021萬t和13210萬t，詳見表2。

三次指數平滑預測結果

表2 單位：萬t

四、回歸預測

回歸預測法是指通過確定兩種或兩種以上變量間相互依賴的定量關系，來對因變量進行預測的一種統計分析方法。在本項目中，我們將腹地范圍內的國內生產總值經過匯總計算后設為自變量x，將瀘州港的貨物吞吐量設為因變量y，具體數據見表3。

表3

對自變量x和因變量y進行回歸分析，得出回歸方程如下：

通過分析，腹地經濟除四川省外，在近幾年均保持15%左右的年平均增長率，同時結合腹地各地區的”十二五”國民經濟與社會發展規劃提出的經濟發展目標，預測2020年自變量x的值為55000億元。但考慮到我國經濟進入新常態發展期，轉變發展方式、加快轉型升級的壓力日益增大，經濟增速將由兩位數高速增長逐漸轉向一位數中快速增長，預測2030年自變量x的值為100000億元。據此，通過回歸模型預測出2020年和2030年的水路貨物運輸量為4793.78萬t和8723.86萬t。

五、預測結果

組合預測法是指建立一個模型，把兩個或兩個以上不同預測方法得出的不同預測值通過適當的加權平均，最后取其加權平均值作為最終預測結果的一種預測方法。在本項目中，我們將三次指數平滑預測法和回歸預測法得到的2020年和2030年得到的預測值按照“估計誤差的方差極小”作為組合預測的最優權重確定準則，以此求出最終預測值。即，設Y為預測對象，三次指數平滑預測法得出的預測值為Y1,回歸預測法得出的預測值為Y2，Y1和Y2均為Y的無偏估計，三次指數平滑預測模型和回歸預測模型的相關性較弱，那么Y1和Y2的組合預測模型為：

其中系數k=，e1為回歸預測模型的估計誤差；e2為三次指數平滑預測模型的估計誤差；cov為協方差；var為方差;Y*為組合預測的估計值。Y*是Y的無偏估計，而且組合預測值的估計誤差e0的方差var(e0)是比組合的單一預測值的估計誤差的方差var(e1)、var(e2)要小。按照此種方法求出的系數k為0.104，組合預測模型為：

三次指數平滑預測法依據水路貨物運輸量自身變化規律進行預測，在短期預測時結果可信度較高，但由于水路貨物運輸量增長的歷史規律特點，將導致中長期預測結果偏高。回歸預測法根據水路貨物運輸量和腹地國內生產總值的歷史變動規律進行預測，對預測期內腹地經濟發展、集疏運條件改善等有利因素均無法反映，導致預測結果偏低。組合預測法按照“估計誤差的方差極小”的最優權重確定準則，確定出了三次指數平滑預測結果和回歸預測結果在最終預測結果中的理論最優權重，預測結果準確度較高，即2020年和2030年最終預測結果為4921萬t和9190萬t。

[1]鄒俊善.現代港口經濟學[M].人民交通出版社.

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[4]馬武彪，朱霞，汪春輝.重慶市港口水路貨運量預測與發展研究[J].物流科技,2007，(01).

曾永強，上海海事大學。

F552

A

1008-4428（2015）03-36-02