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基于可拓聚类分析法对长江经济带的集装箱吞吐量进行预测

范文

张杰　许继琴

摘要：港口集装箱吞吐量的合理预测对于港口的规划和提高竞争力都具有特别的意义。运用可拓聚类分析法对长江经济带分成上、中、下游分别对其集装箱吞吐量进行区间预测。利用长江经济带9省2市2003-2014年的GDP和进出口总额的历史数据构建经典域和节域物元，并应用物元和关联函数构建预测模型对长江经济带的2015年和2020年的集装箱吞吐量进行区间预测，预测结果表明长江经济带的集装箱吞吐量的规模在增大，还拥有巨大的潜力。

关键词：集装箱吞吐量；长江经济带；经典域物元；节域物元；可拓聚类分析法

中图分类号：F061.5 文献标志码：A

长江经济带东起上海、西至云南，其中涉及的省市有上海、浙江、江苏、安徽、江西、湖南、湖北、四川、重庆、贵州、云南九省二市，包括上海、武汉、重庆三大航运中心和长三角、长江中游城市群、成渝城市群3个国家级城市群，已上升为国家战略。长江经济带是全国经济发展最好经济走廊。2014年4月28日，李克强总理在座谈会中指出，长江横贯东中西，连接东部沿海和广袤的内陆，依托长江来规划一条经济带，对整个国家的战略发展都具有重要作用和巨大的潜力。长江经济带的建设同时也能使困内的内需提高和促进经济增长，对实现中国经济升级具有重要意义。李克强总理说，要把长江沿岸的港口作为节点和枢纽，统筹推进水陆空及油气管网集疏运体系建设，打造综合立体交通体系。长江经济带不仅经济全国领先，长江航运也在我国的航运业中占据着举足轻重的地位。长江从历史上来看都是我国连接东中西部的桥梁。目前长江货运量已成为全球内河第一，但还有巨大的潜力，长江经济带分布着16个内河港口，如果要合理科学地规划港口布局和港口的未来发展就需要对港口吞吐量进行预测，本文将运用可拓聚类分析法对长江经济带的集装箱吞吐量进行预测，文章主要把长江经济带九省二市按上、中、下游分成三部分，上游（云南、贵州、重庆、四川）、中游（安徽、湖北、湖南、江西）、下游（上海、浙江、江苏），分别对这三部分的2015年和2020年集装箱吞吐量进行预测。

1.文献回顾与评述

1.1可拓聚类分析模型

可拓学是由我国学者所创立的新学科，它的理论和分析方法现在已被应用到很多领域，被国内学者所熟知，可拓学是从定性和定量2个不同的角度去研究解决问题的的方法，主要是用形式化的模型研究事物拓展的可能性和可拓规律的科学方法，在现实社会实际中为管理者、和技术人才等提供了一个全新的分析方法。

黎景雪把可拓聚类分析方法用到了医院年收治病人数的预测，预测结果与实际值相差不大。刘勇健选取了8个指标构建了可拓聚类预测模型对应用于饱和砂土地震液化的判别，结果表明可拓聚类预测模型也是适合于饱和砂土地震液化判别。尚柏林等应用可拓学的基本理论分析了航空备件的数值特征，建立了航空备件的物元模型。黄大富利用1990-2001年天然气需求量及其影响因素的相关数据对2002年的天然气的需求量进行预测，预测值与真实值相符。亢亢选取25个指标作为矿山地质环境质量预测评价因子，构建经典域物元和节域物元，将可拓聚类预测方法应用到矿山地质环境质量预测评价中，评价结果符合实际。黄耀裔利用物元分析法后对福建省晋江市浅层地下水进行综合评价分析其原因。李婧利用2000-2001年相关数据运用可拓聚类模型分析法对山东省集装箱生成量进行预测，预测结果和实际值相差不大。

1.2集装箱吞吐量预测

目前，学者们常用的集装箱吞吐量的预测方法和模型为时间序列法、神经系统网络法、灰色系统预测法和组合模型预测法等方法。

柳艳娇等根据集装箱吞吐量的历史数据分别利用不同的预测方法对港口的集装箱吞吐量进行预测，结果表明组合预测分析法结果最好。陈威利用可拓聚类预测法对重庆地区集装箱吞吐量，利用1999-2007年该地区GDP、进出口总额和集装箱吞吐量的数据预测重庆市2008年集装箱吞吐量进行预测。胡美丽等以厦门港为例分别用移动平均预测法、3次多项式预测法和生长曲线预测法对厦门港的集装箱吞吐量进行预测，表明生长曲线预测法最好。刘长俭等利用时间序列BP神经网络应用于港口集装箱吞吐量的预测，采用逐步递归的方法进行，对集装箱吞吐量进行预测。张浩以某港1981-1999年集装箱吞吐量为实测数据，建立不同的预测模型，根据预测结果提出了最优线性组合的港口集装箱吞吐量预测法。

1.3评述

国内外学者们对集装箱吞吐量预测的成果很多，运用的预测模型也很多，没有一个通用的模型，学者们针对集装箱吞吐量进行预测的模型选择大致是3次指数平滑法、神经系统预测法、移动平均预测法、灰色系统预测法等，学者们在对集装箱吞吐量进行预测基本上研究对象都是针对一个地区。首先肯定前人的研究成果具有一定的价值，但是这些方法预测的结果是一个数值，结果上具有偶然性，在指标的估算上也不具有严谨性，本文在总结前人研究成果的基础上采用可拓聚类预测法对整个长江经济带集装箱吞吐量进行预测，可拓聚类预测法在指标选择上具有可操作性，在预测结果上预测的是一个区间，具有准确性。

2.研究方法、模型构建和数据来源

2.1研究方法

本文把长江经济带九省二市分成上、中、下游3个部分，然后利用这11个地区2003-2014年的相关数据运用可拓聚类预测分析法对长江经济带的集装箱吞吐量进行预测。集装箱吞吐量的影响因素有很多，比如一个地区的地理位置及自然条件、腹地经济条件、政策环境、贸易水平等因素，但其中最重要因素是GDP和进出口总额2个因素，本文主要是利用这2个因素的历史数据构建经典域物元和节域物元对长江经济带的2015年和2020年的集装箱吞吐量进行预测。

2.2模型构建

可拓聚类分析法主要是运用聚类分析划分历史的集装箱吞吐量集合P数据为若干个子集，构建经典域物元和节域物元，然后构建待测物元，再根据关联函数确定待测样本属于哪个子集，再根据子集的区间预测待测样本的区间范围。

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