基于监督式学习模型的航班延误分析与预测

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1、硕：ｔ学位论文鑛论文题目暮于监督式学习橫型的航班延误分析与预测＿＿作者姓名刘艺超指导教师张朋堂赫韦、Ｉｈ概牽论与数理统计所在挙院数学科学学院摇巧日期２０１６年５月１０日硕：ｔ学位论文论文题目基于监督式学习模型的航班延误分析与预测作者姓名刘己超指导教师张朋学科ｆ专业）概率论与数理统计所在学院数学科学学院提巧日期２０１６年５月１０日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研充工作及取得的，研究成果。据我所知除了文中特别加Ｗ标注和致谢

2、的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江大学或其他教育机一构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。—一心／《」学位论文作者签名：ｉ、签字曰期：八年月＞７曰学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解浙江大学有关保留使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复

3、制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：＾长＾签字日期，ｒ月＞：兴备年＾日签字日期年９月日学位论文作者毕业后去向：工作单位：：电话通讯地址：邮编基于监督式学习模型的航班延误分析与预测摘要一，随着民航业的快速发展，航班个热点话题因为其延误逐渐成为。航班延误成因较难解释可能受制于多重因素，例如天气原因，出发地或者目的地机场管理原因，航空公司管理底因，航空管制原因，前序航班原因，旅客原因等等，甚至多重原因叠加或多种原因形成连锁效应。对于机场

4、而言，尤其是规模较大的机场，航班延误将导致非常有限的航路、跑道、机场设施、运营和调度压力等资源分配计划被打乱，也可能导致旅客滞留，从而显著增加机场的安全，造成航空公司或旅客满意度下巧，其营业利润严重依赖于每架飞机严格按照计划。对航空公司而言时刻表运营，每次航班延误将导致运营，、维护和人力成本的增加并可能导致后序的运营计划全一部被打乱，，，后序航班持续延误或被迫取消各种成本进步上升。对旅客而言航班延误为出行途中最不愿意碰到的情况，时间、精力因此而损耗，后序行程也因此受到影响。对于保险公司而言，航班延误的研究与预测也对

5、其旅行保险、航班延误俱陵等险种的定价与经营有重要的意义。本文对于航班延误的分析与预测将有助于改进上述问题，帮助上述各方做更好的预判，实现各方收益的优化。２０５本文采用了机器学习中的有监督式学习的几种主流方法，对于全美１年航班延误数据进ｋ－ＮＮ行了分析和预测。在定性分析与预测阶段，使巧了、Ｃ４．５、随机森林和支持向量机四种算法，并且通过引入新的解释变量的方法优化了模型的预测结果，优化后的模型对于特定航线的预测准确率可Ｗ达到８０％左右。在定量分析与预测阶段，使用了线性回归模型对抽样数据进行了分２１２析预测，并

6、使用了随机梯度下降的计算方法对全年数据进行了预测分析，预测误差为．分钟。目录１介绍５１１．背景描述５２１．研究目的５１．３论文结构５１．４研究工具５２统计学习齡模型６２－１ＮＮ．ｋ６２．２Ｃ４．５６２．３ＲａｎｄｏｍＦｏｒｅｓｔ７２．４ＳＶＭ７３簡７３．１数据描化７３１１．．航班延误数据７３．１．２天气数据８３２．数据清理８．３．２１数据结构８３．２．２空值处理１０３３１１．

7、数据加工３．３．１增加公众节假日字段１１３．３．２简化计划起飞和到达时间段１１４臟齡析１１４．１航空公司与延误１１４．２月份与延误１３４３．星期与延误１４４．４航班时间与延误１５４．５节假日与延误１６５归类飾１７５．１数据１７５．２Ｃ４．５模型与预测结果１８５．３随机森林模型与预测结果１９ＳＶＭ模型及其预测结果２０５５ｋ－ＮＮ．模型及其预测结果２１６决策懈印白类分獄化２３６．１决策树和旧类分析评价２３３２

8、弓ｒ－２６．Ｉ入新变量觀６３评价基准２４．６２４．４优化后的分析结果６４１Ｃ４５＂２４．．．６４２ＲａｎｄｏｍＦｏｒｅｓｔ２６．．６．４．３