交通需求预测模型及应用案例总结

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'交通需求预测模型及应用案例总结'
一、预测的一般理论与方法 1)预测 就是根据事物过去和现在的发展情况与变化规律,去 推测未来。 2)预测特性 一般具有科学性、近似性和局限性等特点。 3)预测方法分类 一般可分为定性预测法和定量预测法两大类。二、定性预测法 定性预测是在广泛搜集、了解对象的客观背景、基础资料的基础上,分析、研究对象的发展规律,判断对象在一定时期内的发展趋势,由此作出对象的发展预测。目前常用的定性预测方法是专家评估等方法。 专家评估法是依靠专家为索取信息的对象,组织各领域的专家运用专业方面的经验和理论,研究预测对象的性质,考虑预测对象所处的社会环境和背景,通过直观地对过去和现在发生的问题进行综合分析,并从中找出规律,借以对发展趋势作出判断。 专家评估法主要包括: 个人判断法; 专家会议法; 头脑风暴法; 德尔菲法; 交叉影响法等方法。 定性预测——德尔菲法l 德尔菲法属于专家调查法的一种,是在专家个人判断和 专家会议调查的基础上发展起来的。l 由主持预测的单位根据预测的目的、要求,设计意见征 询表,有选择的聘请一组专家,向他们提供与预测问题 有关的情况和资料,发给征询表,要求专家根据自己的 经验进行判断,对征询表的问题作出回答。l 预测人员把第一轮征询表收回后,将各位专家的意见归 纳整理、列表,再发给各位专家,使他们能把自己的判 断和他人的意见进行比较,以修正自己的判断。l 一般需要经过四轮的意见反馈,直到各专家的意见基本 统一以后,询问结束,最后整理预测结果,写出预测报 告,对未来进行预测。 定性预测——德尔菲法l 不需通过开会形式集中各位专家到场进行预测,并采用 不署名填写征询表的“背靠背”形式为各位专家提供互 不进行心理干扰的独立的判断机会,要求各位专家以书 面形式给出各自意见。l 仅靠一轮调查得到的专家意见往往比较分散,而且不能 够相互启发,共同提高,因此德尔菲法要求进行四轮的 征询专家意见。组织者必须对每一轮的专家意见进行汇 总整理和统计分析,并在下一轮征询中将这些材料再匿 名反馈给每位受邀专家,以便专家们在预测时参考。l 为了科学地综合专家们的预测意见和定量地表示预测的 结果,德尔菲法还采用统计方法对专家意见进行处理, 其结果往往以概率的形式出现这些结果既可反映专家意 见的集中程度,又可反映专家意见的离散程度。 定性预测——德尔菲法l 德尔菲法优点在于其简单易行,可靠性较经验判断法好, 能够充分发挥出人的智慧和经验,适用于没有足够信息 资料的中长期经济预测与科技预测,适用于难以用精确 的数学模型处理,需要征求意见的人数较多、人员较分 散、经费有限、难以多次开会或因某种原因不宜当面交 换意见的问题。l 德尔菲法的主要缺点是受人为的主观因素影响较大,如 权威人士的影响、受心理状态、个人兴趣、主观偏见的 影响等。预测需要的时间较长,由于不同的专家个体, 其主观估计意见和一致性不可能完全一样,因此预测结 果具有一定的不稳定性。l 因存在定性预测的局限性,所以一般经常与定量预测结 合使用,预测效果较好。 定性预测——对比类推 利用事物之间法的相似特点,把先行事物的表现过程类 推到后继事物上去,从而对后继事物的前景作出预测的 一种方法。l 1)明确预测目标 即明确预测对象,以及预测的目的和要求;l 2)确定类比目标 即寻找一个相似性较高的实际比较目标,并分 析该目标的发展趋势。l 3)分析类比的可行性 指类比目标与预测目标进行比较分析,确 定类比是否可行。l 4)确定预测起始点 即通过调查,获得目前要预测问题的实际统 计资料,并把这一数据作为预测计算的起始点。l 5)测算预测期间单位时间递增率 确定了类比目标总的增加率或 目标总量,有了起始数据,则可确定各单位时间的平均递增率。l 6)具体计算 预测期间各时间段的预测值三、定量预测法 定量预测:是指利用成序列的原始数据,借助数学手段,在对原始数据进行整理、加工、分析、模拟的基础上建立数学模型,最后利用这个数学模型进行预测。 定量预测方法分为: 时间序列法; 因果关系分析法; 其它方法。 时间序列预测法收集和整理过去的交通量资料,从中找出交通量随时间而变化的规律,并用数学模型来表示这种规律,然后按此模型进行预测。 该类模型包括: ①趋势外推法; ②指数平滑法; ③灰色系统法; ④人工神经网络法、小波分析法等。 时间序列预测法——趋势外推法l 趋势外推法预测时一般包括六个阶段:选择预测 趋势线的函数类型;收集数据;拟和曲线;趋势 外推;预测结果分析和说明;研究预测结果在决 策和规划中的应用。l 趋势外推的实质是利用某种函数分析描述预测对 象某参数的发展趋势。常用的函数形势有:直线、 多项式、指数曲线、生长曲线等。 时间序列预测法——趋势外推法 安徽省历年客运量 客运量 客运量 客运量时间 时间 时间 (万人) (万人) (万人)1990 35706 1995 54143 2000 580261991 35186 1996 · 54278 2001 582451992 37213 1997 54321 2002 620871993 32682 1998 55715 2003 595441994 40440 1999 57120 2004 65075 时间序列预测法——趋势外推法 Y ? a ? b tY ? 33649.1999?1.049188t (t ? 1,2,3,?,n) 时间序列预测法——趋势外推法 Y ? 33649.1999?1.049188t (t ?1,2,3,?,n) 安徽省2005-2010年客运量预测值 年份 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 2010年 客运量(万人) 72549 76117 79861 83790 87911 92235(2)指数平滑法 该方法用平滑系数对时间序列的历史数据进行加权修匀,建立指数平滑数学模型进行预测的方法。通常采用一、二、三次指数平滑法。1)一次指数平滑法 x?t ? 1 ? x?t ??(xt ? x?t)其中, x ? t ? 1 - t+1时段的预测值; x t -t时段 的实际值; x? t -t时段 的预测值; ? -平滑指数, 0 ? ? ? 1 。 l 对下表中的数据运用一次指数平滑法进行预测 周期(年) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 货运量(万吨) 245 250 256 280 274 262 270 273 284 5 分别取α=0.1和α=0.9进行预测 计算结果见下表 由于α=0.9时平均绝对误差小于α=0.1时的平均绝 对误差,因此取α=0.9时的预测结果较好。 实际值(万吨) 预测值St 绝对误差值 α =0.1 α =0.9 α =0.1 α =0.9245 ---- ----250 245.00 245.00 5.00 5.00256 245.50 249.50 10.50 6.50280 246.55 255.35 33.45 24.65274 249.90 277.54 34.10 3.54255 252.31 274.35 2.69 19.35262 252.58 256.94 9.42 5.06270 253.52 261.49 16.48 8.51273 255.17 269.15 17.83 3.85284 256.66 272.62 27.05 11.38------ 259.66 282.86 ----- ----- 平均绝对误差 16.28 9.762)二次指数平滑法 以相同的平滑系数? ,对时间序列进行两次平 滑修匀,使长期趋势更清楚地显示出来,然后根据 两次平滑数列建立线性趋势预测模型。 x?t ? T ? at ? bt ?T式中, (1) (2) ? (1) (2) at ? 2St ? St bt ? (St ? St ) ? ?1 (1) (1) S t ? ? xt ? (1 ? ?) S t ? 1 -一次平滑指数; (2) (1) (2) S t ? ? S t ? ( 1? ? )S t ? 1 -二次平滑指数;
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