基于组合预测模型的泸州港吞吐量预测

曾永强

基于组合预测模型的泸州港吞吐量预测

曾永强

泸州港是中国28个主要内河港口之一，现有龙江港区、纳溪港区、合江港区、泸县港区和古蔺港区。近十年来，随着泸州城市经济的不断发展，泸州港口吞吐量增长迅速，2014年全港完成货物吞吐量达3134万t，为四川第一大港。该文通过运用组合预测模型，对泸州港2020年和2030年的吞吐量进行预测，为相关决策提供理论依据和支撑。

泸州港；吞吐量；组合预测

一、背景

近年来，泸州市大力实施“以港兴城”发展战略，港口建设受到高度重视，港口基础设施建设取得重大阶段性进展，集疏运体系不断完善，服务腹地延伸至川滇黔广阔区域。随着长江经济带发展战略和“一带一路”发展战略的深入实施，川滇黔经济社会快速发展，带动港口货物吞吐量持续快速增长，2014年全港完成货物吞吐量达3134万t，集装箱吞吐量达32万TEU。泸州港已成为川滇黔地区实力领先的枢纽港，在完善区域综合运输体系，带动腹地资源开发，支撑沿江产业布局，促进内陆开放型经济发展中发挥了重要作用。

泸州港的经济腹地以四川省、云贵北部、甘陕青藏部分地区为主。其中直接腹地包括泸州市所辖的四县三区；间接腹地包括成都经济区、川南经济区、滇北、黔北以及陕、甘、藏、青等几个西部省区的部分地区。成都经济区是泸州港重要的间接腹地，也是四川省经济实力最强的地区，2013年经济总量达1.6万亿元，经济区以成都为核心，已形成了装备制造、电子信息、化工等主导产业，经济外向度高，成都市2013年进出口总额达到506亿美元，以汽车零部件、整车为代表的高附加值货种为泸州港集装箱、商品汽车运输带来了旺盛需求。

川滇黔矿产资源十分丰富。四川省铁、钛、钒、硫铁矿、芒硝、岩盐、玻璃用石英、石棉、石墨等32种矿产资源的保有储量居全国前5位，钒、钛磁铁矿已查明储量和远景资源总量约90亿吨，居全国首位，川东北和川东南地区是重要的煤炭产区。滇北、黔北的习水、仁怀、毕节、昭通等地无烟煤储量丰富，品质优良，铁、磷、铅锌、硅石等均属大型矿床，具有较高开发价值，区域内农业经济作物也较为发达。总体上，川滇黔地区以大宗散货为主的资源外运需求十分旺盛，为泸州港提供了稳定的货源保障。

二、组合预测基本原理

组合预测法是对同一个问题，采用两种以上不同预测方法的预测。它既可是几种定量方法的组合，也可是几种定性的方法的组合，但实践中更多的则是利用定性方法与定量方法的组合。组合的主要目的是综合利用各种方法所提供的信息，尽可能地提高预测精度。

在进行港口预测时，目前常采用的方法有时间序列法、回归预测法、灰色预测法以及产运销平衡法等方法。本次我们采用三次指数平滑预测法和回归分析法对泸州港吞吐量进行组合预测。由于2014年部分数据还未公布，本次预测以2013年为基础年，预测水平年为2020年和2030年。

三、三次指数平滑预测

指数平滑法是根据历史资料的上期实际数和预测值，用指数加权法进行预测的一种方法，此法实质上是由加权移动平均法演变而来的。其优点是只要有上期实际数和上期预测值，就可计算下期的预测值。这样可以节省很多数据和处理数据的时间，减少数据的存储量，是一种实用的中、短期预测方法。

三次指数平滑法预测出的结果更精确。，它认为数据的重要程度按时间上的近远呈非线性递减。即近期数据影响价值大，权数亦大；远期数据影响价值小，权数亦小。腹地经济在“十二五”期间飞速发展，泸州港货物吞吐量在“十二五”以来也保持了15.32%的年平均增长率，呈现高速上升趋势。设时间序列为X1，X2，X3，……，Xn,记St(1),St(2),St(3)分别为第t期一次指数平滑值，二次指数平滑值和三次指数平滑值。

指数平滑值计算公式为：

平滑系数a的确定：模型中的平滑系数a取（0～1）之间的一个数值，若原数列波动不大，a取小值(0.1～0.3)，若原数列波动较大，a宜取大值(0.6～0.8)。考虑到泸州港货物吞吐量在”十二五”期间持续稳步上升、波动不大，因此平滑系数取值0.3

三次指数平滑预测过程表

表1

三次指数平滑数学模型为：

其中式中：

t为目前的周期序号；

T为预测超前周期数；

Yt+T为第(t+T)周期的预测值。

为了更加精确地预测2020和2030年本航段内的水路货物运输量，本文采用的方法是：从2011年开始到2013年每年作一个预测，最后将这3个值求平均得出最终预测结果，即预测2020年和2030年的水路货物运输量为6021万t和13210万t，详见表2。

三次指数平滑预测结果

表2 单位：万t

四、回归预测

回归预测法是指通过确定两种或两种以上变量间相互依赖的定量关系，来对因变量进行预测的一种统计分析方法。在本项目中，我们将腹地范围内的国内生产总值经过汇总计算后设为自变量x，将泸州港的货物吞吐量设为因变量y，具体数据见表3。

表3

对自变量x和因变量y进行回归分析，得出回归方程如下：

通过分析，腹地经济除四川省外，在近几年均保持15%左右的年平均增长率，同时结合腹地各地区的”十二五”国民经济与社会发展规划提出的经济发展目标，预测2020年自变量x的值为55000亿元。但考虑到我国经济进入新常态发展期，转变发展方式、加快转型升级的压力日益增大，经济增速将由两位数高速增长逐渐转向一位数中快速增长，预测2030年自变量x的值为100000亿元。据此，通过回归模型预测出2020年和2030年的水路货物运输量为4793.78万t和8723.86万t。

五、预测结果

组合预测法是指建立一个模型，把两个或两个以上不同预测方法得出的不同预测值通过适当的加权平均，最后取其加权平均值作为最终预测结果的一种预测方法。在本项目中，我们将三次指数平滑预测法和回归预测法得到的2020年和2030年得到的预测值按照“估计误差的方差极小”作为组合预测的最优权重确定准则，以此求出最终预测值。即，设Y为预测对象，三次指数平滑预测法得出的预测值为Y1,回归预测法得出的预测值为Y2，Y1和Y2均为Y的无偏估计，三次指数平滑预测模型和回归预测模型的相关性较弱，那么Y1和Y2的组合预测模型为：

其中系数k=，e1为回归预测模型的估计误差；e2为三次指数平滑预测模型的估计误差；cov为协方差；var为方差;Y*为组合预测的估计值。Y*是Y的无偏估计，而且组合预测值的估计误差e0的方差var(e0)是比组合的单一预测值的估计误差的方差var(e1)、var(e2)要小。按照此种方法求出的系数k为0.104，组合预测模型为：

三次指数平滑预测法依据水路货物运输量自身变化规律进行预测，在短期预测时结果可信度较高，但由于水路货物运输量增长的历史规律特点，将导致中长期预测结果偏高。回归预测法根据水路货物运输量和腹地国内生产总值的历史变动规律进行预测，对预测期内腹地经济发展、集疏运条件改善等有利因素均无法反映，导致预测结果偏低。组合预测法按照“估计误差的方差极小”的最优权重确定准则，确定出了三次指数平滑预测结果和回归预测结果在最终预测结果中的理论最优权重，预测结果准确度较高，即2020年和2030年最终预测结果为4921万t和9190万t。

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曾永强，上海海事大学。

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1008-4428（2015）03-36-02