基于优化灰色马尔科夫动态模型的上海港集装箱吞吐量预测

杜柏松　艾万政　胡林燕　刘然

摘要：

为更准确地预测港口集装箱吞吐量，以灰色马尔科夫模型为基础，建立一种优化的灰色马尔科夫动态模型。根据上海港集装箱吞吐量历史数据建立GM（1，1）预测模型。引入无偏灰色预测理论对GM（1，1）预测模型进行优化。构造等维信息模型，及时更新预测使用的数据以形成动态预测。利用马尔科夫理论对优化后的GM（1，1）预测残差值进行修正，得出上海港集装箱吞吐量的预测值。研究结果表明，与传统灰色马尔科夫模型相比，优化的灰色马尔科夫动态模型预测精度提高了37.03%，预测值拟合曲线更加贴近实际值曲线，预测结果有更高的可信度，为上海港集装箱吞吐量预测提供了一种新的方法。

关键词：

集装箱吞吐量; 灰色马尔科夫模型; 无偏灰色预测; 动态预测

中图分类号：  U691+.71

文献标志码：  A

收稿日期： 2020-06-03

修回日期： 2020-08-05

基金项目：

长江科学院开放研究基金（CKWV2019729/KY）;浙江海洋大学研究生教育質量系列工程项目（20190102）

作者简介：

杜柏松（1984—），男，山东菏泽人，船长，讲师，硕士，研究方向为航海安全保障、应用模型建模，（E-mail）dubaisong@zjou.edu.cn

艾万政（1971—），男，湖北浠水人，副教授，博士，研究方向为航海安全保障，（E-mail）aiwanzheng@126.com

Container throughput prediction of Shanghai Port based on

optimized grey Markov dynamic model

DU Baisong， AI Wanzheng， HU Linyan， LIU Ran

（School of Naval Architecture and Maritime， Zhejiang Ocean University， Zhoushan 316022， Zhejiang， China）

Abstract：

In order to predict the port container throughput more accurately， an optimized grey Markov dynamic model is established based on the grey Markov model. A GM（1，1） prediction model is established based on the historical data of Shanghai Port container throughput. The unbiased grey prediction theory is introduced to optimize the GM（1，1） prediction model. An equal dimension information model is constructed to update the data used for the prediction in time to form the dynamic prediction. Markov theoryis used to correct the predicted residual value of the optimized GM（1，1）， and the predicted value of Shanghai Port container throughput is obtained. The results show that， compared with the traditional grey Markov model， the prediction accuracy of the optimized grey Markov dynamic model is 37.03% higher， the predicted value fitting curve is closer to the actual value curve， and the predicted result is of higher reliability. It provides a new method for Shanghai Port container throughput prediction.

Key words：

container throughput; grey Markov model; unbiased grey prediction; dynamic prediction

0 引 言

港口集装箱吞吐量具有随机性、波动性、非线性等特点，科学地预测港口集装箱吞吐量对我国港口规划基础设施建设、研究港口营运管理策略、制定港口发展规划等都具有重要的意义。常见的港口集装箱吞吐量预测方法有很多：郭战坤等[1]考虑到时间序列中可能存在异常值，提出了基于局部异常因子的奇异谱分析与最小二乘支持向量机组合预测模型。……